振幅調(diào)制與解調(diào)

7.1概述7.1.1振幅調(diào)制簡述7.1.2檢波簡述7.1.1振幅調(diào)制簡述將要傳送的信息裝載到某一高頻載頻信號上去的過程。高頻振蕩高頻放大話筒聲音緩沖發(fā)射天線倍頻調(diào)制音頻放大1.定義2.調(diào)制的原因①從切實可行的天線出發(fā) 為使天線能有效地發(fā)送和接收電磁波，天線的幾何尺寸必須和信號波長相比較，一般不宜短于1/4波長。音頻信號:20Hz～20kHz波長：15～15000km天線長度:3.75～3750km7.1.1振幅調(diào)制簡述2.調(diào)制的原因②如果直接發(fā)射音頻信號，那么發(fā)射機工作在同一頻段，這樣接收機將同時受到許多不同電臺的節(jié)目，但無法加以選擇。不調(diào)制7.1.1振幅調(diào)制簡述調(diào)制為克服上述困難：進行如下處理利用高頻振蕩產(chǎn)生載波，將低頻信號“附加〞到這個高頻振蕩載波上高頻可使天線輻射效率提高，尺寸縮小每個電臺在不同頻率的載波上，接收機可以調(diào)諧選臺。頻譜搬移lowhigh2020k10k1000k100k7.1.1振幅調(diào)制簡述調(diào)制的方式和分類調(diào)幅調(diào)相調(diào)制連續(xù)波調(diào)制脈沖波調(diào)制脈寬調(diào)制振幅調(diào)制編碼調(diào)制調(diào)頻脈位調(diào)制7.1.1振幅調(diào)制簡述將信號附加到高頻振蕩上，就是利用信號控制高頻振蕩的某個參數(shù)，使這個參數(shù)隨信號而變化，這就是調(diào)制。End4.調(diào)幅的方法平方律調(diào)幅斬波調(diào)幅調(diào)幅方法低電平調(diào)幅高電平調(diào)幅集電極調(diào)幅基極調(diào)幅7.1.1振幅調(diào)制簡述根據(jù)頻譜結構的不同可分為普通調(diào)幅(AM)波，抑制載波的雙邊帶調(diào)幅(DSB-SCAM)波抑制載波的單邊帶調(diào)幅(SSB-SCAM)波。在低電平級進行，需要功率小在高電平級進行，需要功率大調(diào)幅過程——頻譜線性搬移調(diào)幅器7.1.2檢波簡述檢波是調(diào)制的逆過程，檢波是從振幅受調(diào)制的高頻信號中復原出原來的調(diào)制的信號。由于復原所得的信號與高頻調(diào)幅信號的包絡變化規(guī)律一致，故又稱包絡檢波。調(diào)幅檢波過程圖9.1.1檢波器的輸入輸出波形7.1.2檢波簡述圖9.1.2檢波器檢波前后的頻譜7.1.2檢波簡述圖9.1.3檢波器的組成局部7.1.2檢波簡述2.組成End3.檢波的分類二極管檢波器三極管檢波器檢波器件信號大小小信號檢波器大信號檢波器工作特點包絡檢波器同步檢波器7.1.2檢波簡述7.2調(diào)幅波的性質7.2.1調(diào)幅波的數(shù)學表示式與頻譜7.2.2調(diào)幅波中的功率關系調(diào)幅波是載波振幅按照調(diào)制信號大小成線性變化的高頻振蕩。由于載波頻率不變，所以波形疏密程度均勻一致。通常傳送信號(語音，音樂等)的波形復雜，包含很多頻率成分，但這些復雜波形都可以分解成許多正弦波分量的疊加。因此，為了簡化分析，我們總是認為調(diào)制信號為正弦波。對〔非〕正弦波調(diào)制，調(diào)幅波包絡線是與〔非〕正弦調(diào)制信號完全相似。7.2調(diào)幅波的性質7.2.1調(diào)幅波的數(shù)學表示式與頻譜1.普通調(diào)幅波的數(shù)學表示式首先討論單音調(diào)制的調(diào)幅波。載波信號：

調(diào)制信號：

設:調(diào)幅信號〔已調(diào)波〕：由于調(diào)幅波振幅與調(diào)制信號成線性關系，可設調(diào)幅波振幅為：

，式中為比例常數(shù)即：

式中ma為調(diào)制度或調(diào)幅指數(shù)，

常用百分比數(shù)表示?！陡哳l電子線路》〔第四版〕張肅文主編高等教育出版社7.2.1調(diào)幅波的數(shù)學表示式與頻譜波形特點：(1)振幅〔包絡〕變化規(guī)律與調(diào)制信號波形一致(2)調(diào)幅度ma反映了調(diào)幅的強弱， ma大：包絡升降快，變化大；ma?。喊j升降慢。變化小。當cosΩt=1調(diào)幅波峰值Vmax當cosΩt=-1調(diào)幅波谷值Vmin7.2.1調(diào)幅波的數(shù)學表示式與頻譜ma≥1時，包絡已與調(diào)制信號不同了，稱為〔過調(diào)幅〕ma<1時，包絡反映調(diào)制信號。ma大：包絡升降快，變化大；ma?。喊j升降慢。變化小。ma取值范圍：∴0<ma<1ma=0時，沒發(fā)生調(diào)幅7.2.1調(diào)幅波的數(shù)學表示式與頻譜圖9.2.2由非正弦波調(diào)制所得到的調(diào)幅波峰值調(diào)幅度谷值調(diào)幅度Vmax與Vmin可能不對稱2.普通調(diào)幅波的頻譜〔1〕由單一頻率信號調(diào)幅

Ω調(diào)制信號ω0載波調(diào)幅波ω0+Ω上邊頻ω0-Ω下邊頻7.2.1調(diào)幅波的數(shù)學表示式與頻譜∵ma最大值為1∴變頻振幅最大值只有載波振幅的一半信號帶寬ω0(2)帶限信號(語音,音樂等,由各種頻率正弦波疊加)調(diào)幅波Ωmax調(diào)幅波ΩmaxΩmaxΩmaxΩmax調(diào)制信號載波ω0+Ωmax上邊帶ω0-Ωmax下邊帶End7.2.1調(diào)幅波的數(shù)學表示式與頻譜7.2.2調(diào)幅波中的功率關系 如果將普通調(diào)幅波輸送功率至電阻R上，那么載波與兩個邊頻將分別得出如下的功率：ω0載波功率:上邊頻或下邊頻:在調(diào)幅信號一周期內(nèi)，AM信號的平均輸出總功率是2當ma＝1時，PoT＝(2/3)Po；當ma＝0.5時，PoT＝(8/9)Po；可見：載波本身并不包含信號，但它的功率卻占整個調(diào)幅波功率的絕大部分。從調(diào)幅波的頻譜圖可知，唯有它的上、下邊帶分量才實際地反映調(diào)制信號的頻譜結構，而載波分量僅是起到頻譜搬移的作用，不反映調(diào)制信號的變化規(guī)律。 7.2.2調(diào)幅波中的功率關系ω0通常ma=20%－30%,發(fā)射機有用信號功率很小，整機效率低，這就是普通調(diào)幅的固有缺點。DSBSSB為了提高功率利用率，可以只發(fā)送兩個邊頻分量而不發(fā)送載波分量，更進一步僅發(fā)送其中一個邊頻分量。這兩種調(diào)制方式分別稱為：抑制載波的雙邊帶調(diào)幅〔DSB-SC〕抑制載波的單邊帶調(diào)幅〔SSB-SC〕。

2.雙邊帶信號在調(diào)制過程中,將載波抑制就形成了抑制載波雙邊帶信號,簡稱雙邊帶信號。它可用載波與調(diào)制信號相乘得到,其表示式為在單一正弦信號uΩ=UΩcosΩt調(diào)制時,

可見,雙邊帶調(diào)制同樣能實現(xiàn)頻譜搬移,DSB波的幅度隨調(diào)制信號變化,但包絡不再反映調(diào)制信號的形狀,并且已調(diào)信號的平均值為零.DSB信號波形3.單邊帶信號單邊帶〔SSB〕信號是由DSB信號經(jīng)邊帶濾波器濾除一個邊帶或在調(diào)制過程中,直接將一個邊帶抵消而成。單頻調(diào)制時,uDSB〔t〕=kuΩuC。當取上邊帶時取下邊帶時

可見,SSB波的包絡不能反映調(diào)制信號的變化幅度.單邊帶調(diào)幅信號的帶寬與調(diào)制信號相同,是普通調(diào)幅和DSB帶寬的一半.因此,SSB不僅節(jié)省能量，而且節(jié)省帶寬,提高了頻帶的利用率,有助于解決信道的擁擠問題.

單音調(diào)制的SSB信號波形單邊帶調(diào)制時的頻譜搬移電壓表達式普通調(diào)幅波載波被抑制雙邊帶調(diào)幅波單邊帶信號波形圖頻譜圖信號帶寬三種振幅調(diào)制信號7.2.1調(diào)幅波的數(shù)學表示式與頻譜單邊帶調(diào)制，雖然節(jié)省功率和帶寬，但收發(fā)設備復雜，因此無線電播送仍然是將載波和兩個邊帶都發(fā)送，以簡化收音機電路7.3平方律調(diào)幅9.3.1工作原理9.3.2平衡調(diào)幅器產(chǎn)生普通調(diào)幅波產(chǎn)生雙邊帶7.3.1工作原理

調(diào)幅波的共同之處都是在調(diào)幅前后產(chǎn)生了新的頻率分量，也就是說都需要用非線性器件來完成頻率變換。這里將調(diào)制信號vΩ與載波信號v0相加后，同時參加非線性器件，然后通過中心頻率為ω0的帶通濾波器取出輸出電壓vo中的普通調(diào)幅波成分。圖9.3.1非線性調(diào)幅方框圖ω07.3.1工作原理∵產(chǎn)生調(diào)幅作用的是a2vi2項，故稱平方律調(diào)幅。濾波后輸出普通調(diào)幅波電壓表達式為：可知：7.3.1工作原理調(diào)幅度ma

的大小由調(diào)制信號電壓振幅VΩ

和調(diào)制特性曲線決定,即由

a1,a2

決定，通常

a2<<a1,因此該方法調(diào)幅度不大電子管或晶體管應工作在甲類非線線狀態(tài)，效率低，因此該方法用于低電平調(diào)制。二極管平衡調(diào)幅利用兩個平方律調(diào)幅器的電路對稱連接可以構成二極管平衡電路可以實現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào)制〔DSB-SC〕7.3.2平衡調(diào)幅器圖7.3.2串聯(lián)雙二極管平衡調(diào)幅器簡化電路7.3.2平衡調(diào)幅器總的輸出電流總的輸出電壓將v1v2代入i1i2后得：總的輸出電壓7.3.2平衡調(diào)幅器可見：輸出沒有載波分量，只有邊帶和調(diào)制信號輸出的是DSB-SCω0這些電路都要求二極管特性完全相同，實際上是做不到的，會參加平衡裝置7.4斬波調(diào)幅7.4.1工作原理7.4.2實現(xiàn)斬波調(diào)幅的兩種電路產(chǎn)生雙邊帶7.4.1工作原理圖7.4.1斬波調(diào)幅器方框圖斬波調(diào)幅是將調(diào)制信號通過一個受載波頻率控制的的開關電路(斬波電路)，使調(diào)制信號輸出波形被“斬〞成周期為2π/ω0〔載波周期)的脈沖，輸出波形就包含ω0±Ω頻率成分及其諧波開關函數(shù)(與載波周期相同)圖7.4.2斬波調(diào)幅器工作圖解7.4.1工作原理vΩ(t)=VΩ

cosΩtv(t)=VΩ(t)S1(t)=載波周期V(t)濾波后成為DSBωO

±Ω7.4.1工作原理開關函數(shù)S1(t)傅立葉級數(shù)展開式為：斬波后電壓為：v(t)=VΩ(t)S1(t)調(diào)制信號為：vΩ(t)=VΩ

cosΩt將VΩ(t)和S1(t)代入v(t)后，得斬波后電壓為：通過中心頻率為ωO的帶通濾波器，即可獲得ωO

±Ω項，可見輸出電壓為載波被抑制的雙邊帶調(diào)幅波DSB-SC7.4.2實現(xiàn)斬波調(diào)幅的兩種電路圖7.4.4二極管電橋斬波調(diào)幅電路可產(chǎn)生DSB-SC載波v1(t)左+右–→va>vb→二極管都導通→輸出v(t)=0

載波v1(t)左-右+→va<vb→二極管都截止→輸出v(t)=VΩ(t)

可見：輸出電壓v(t)如圖7.4.2(d)波形。v(t)=VΩ(t)S1(t)圖7.4.3平衡斬波調(diào)幅及其圖解7.4.1工作原理前面使用的是不對稱開關電路的斬破調(diào)幅，實際上更多時候使用對稱開關電路，形成平衡斬波調(diào)幅。vΩ(t)=VΩcosΩtv(t)=VΩ(t)S2(t)V(t)濾波后成為DSBωO

±Ω7.4.1工作原理開關函數(shù)S2(t)傅立葉級數(shù)展開式為：斬波后電壓為：v(t)=VΩ(t)S2(t)調(diào)制信號為：vΩ(t)=VΩ

cosΩt將VΩ(t)和S2(t)代入v(t)后，得斬波后電壓為：通過中心頻率為ωO的帶通濾波器，即可獲得ωO±Ω項，可見輸出電壓為載波被抑制的雙邊帶調(diào)幅波DSB-SC比照可知：平衡斬波調(diào)幅沒有低頻分量，且振幅提高一倍。圖7.4.5環(huán)形調(diào)幅器電路可產(chǎn)生DSB-SC7.4.2實現(xiàn)斬波調(diào)幅的兩種電路載波v1(t)左+右–→va>vb→D1D3導通→輸出v(t)=VΩ(t)載波v1(t)左-右+→va<vb→D2D4導通→輸出v(t)=-VΩ(t)可見：輸出電壓v(t)如圖7.4.3(d)波形。v(t)=VΩ(t)S2(t)+VΩ(t)-+＋－－VΩ(t)+-＋—＋—－＋載波v1(t)左+右–時，繞行回路v1→a→D1→b列KVL:v1(t)+vΩ(t)/2-v’=0繞行回路v1→a→D3→b列KVL:v1(t)–vΩ(t)/2+v〞=0解得：v’+v〞=VΩ(t)=v(t)V’V〞+-+-+-+-VΩ/2VΩ/2載波v1(t)左-右+時，表示為：-v1(t)繞行回路v1→b→D2→a列KVL:-v1(t)+vΩ(t)/2+v’=0繞行回路v1→b→D4→a列KVL:-v1(t)–vΩ(t)/2-v〞=0解得：v’+v〞=－VΩ(t)=v(t)V’V〞+-+-+-+-VΩ/2VΩ/2圖7.5.1模擬乘法器電路《高頻電子線路》〔第四版〕張肅文主編高等教育出版社7.5模擬乘法器調(diào)幅輸出電壓vO輸入信號電壓v1v2輸入，輸出關系為vO=K1v1v2〔其中K1為常數(shù)〕設：載波v1=V1mcosω0t設：調(diào)制信號V2=V2mcosΩt那么，輸出信號為：vO=K1v1v2=K1V1mV2mcosω0tcosΩt∴可產(chǎn)生DSB圖9.5.2限幅特性《高頻電子線路》〔第四版〕張肅文主編高等教育出版社7.5模擬乘法器調(diào)幅End圖9.5.3XFC1596的內(nèi)部電路〔虛線框內(nèi)〕及由它構成的雙邊帶調(diào)制電路《高頻電子線路》〔第四版〕張肅文主編高等教育出版社7.5模擬乘法器調(diào)幅7.6單邊帶信號的產(chǎn)生7.6.1單邊帶通信的優(yōu)缺點7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法調(diào)幅波所包含的信息在邊帶中，抑制了載波那么為雙邊帶。假設再抑制一個邊帶，只留下一個邊帶，這就是單邊帶。7.6.1單邊帶通信的優(yōu)缺點使所容納的頻道數(shù)目增加一倍，大大提高短波波段利用率。單邊帶制能獲得更好的通信效果。單邊帶制的選擇性衰落現(xiàn)象要輕得多。要求收、發(fā)設備的頻率穩(wěn)定度高，設備復雜，技術要求高。優(yōu)點：缺點：調(diào)幅波ω0+Ω上邊頻ω0-Ω下邊頻7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法1.濾波器法圖7.6.1濾波器法原理方框圖這種方法對濾波器要求很高，而且載波頻率不能太高，需要通過多級濾波逐步將載波頻率提高到所要求的工作頻率。該方法性能穩(wěn)定是目前干線通信采用的標準形式。DSBSSB圖9.6.2濾波器法單邊帶發(fā)射機方框圖

必須強調(diào)指出，提高單邊帶的載波頻率決不能用倍頻的方法。因為倍頻后，音頻頻率Ｆ也跟著成倍增加，使原來的調(diào)制信號變了樣，產(chǎn)生嚴重的失真。這是絕對不允許的。7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法上、下邊帶之間的頻率間距等于調(diào)制信號最低頻率Fmin的2倍這樣，相對帶寬2Fmin/fc就很小，即是要求濾波器有銳截止特性〔接近理想濾波器特性〕，使得濾波器制作很困難。為什么要逐級濾波？設最低調(diào)制頻率Fmin=300Hz，載波頻率f0=107Hz，那么兩個邊帶間距離為：2Fmin=600Hz，兩個邊帶相對距離為2Fmin/f0=0.006%，即兩個邊帶相距很近。要求濾波器具有銳截止特性。假設將載波頻率f0降為104Hz，那么兩個邊帶相對距離為2Fmin/f0=6%，這樣濾波器制作容易，但f0又太小了，會使通頻帶〔2Δf0.7=f0/Q〕不夠寬，引發(fā)頻率失真可見載頻f0即不能太高也不能太低，通常取100kHz。此外，f0不能太高，也可根據(jù)并聯(lián)諧振曲線(2.2.16)推出。為了使載波頻率提高到所需數(shù)值，必須經(jīng)過屢次平衡調(diào)幅和濾波，來逐步提高載波頻率。為什么要逐級濾波？(2.2.16)V/V0越小，那么,衰減越快∵2Δω=600Hz，QP為定值∴要獲得銳截止只能減小ωP第一平衡調(diào)幅器BM1輸出兩個邊帶，由于f1較小，兩個邊帶相對距離2F/f1是足夠大的，因此Φ1容易濾除BM1的下邊帶，上邊帶f1+F成為第二平衡調(diào)幅器BM2的調(diào)制信號。BM2的載波頻率f2=(10-30)f1,但BM2輸出的兩個邊帶,相對距離為2(f1+F)/f2是足夠大的，因而Φ2容易濾除下邊帶，上邊帶f1+f2+F通過，作為BM3的調(diào)制信號7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法BMn:第n平衡調(diào)幅器Φn:第n濾波器Fn:BMn的載波頻率圖7.6.3單邊帶發(fā)射機方框圖舉例7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法通常第一濾波器要求較高，可采用石英晶體濾波器，陶瓷濾波器，外表聲表濾波器。第二，第三級濾波器，采用LC調(diào)諧回路即可。7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法圖9.6.3單邊帶發(fā)射機方框圖舉例7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法相移法是利用移相網(wǎng)絡,對載波和調(diào)制信號進行適當?shù)南嘁?以便在相加過程中將其中的一個邊帶抵消而獲得SSB信號。相移法的優(yōu)點是省去了邊帶濾波器,但要把無用邊帶完全抑制掉,必須滿足以下兩個條件:(1)兩個調(diào)制器輸出的振幅應完全相同(2)移相網(wǎng)絡必須對載頻及調(diào)制信號均保證精確的π／2相移。7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法2相移法2.相移法7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法如何得到

單一頻率分量2.相移法圖7.6.4相移法單邊帶調(diào)制器方框圖7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法DSBDSBSSB其中，K為合并網(wǎng)絡電壓傳輸系數(shù)， V為平衡調(diào)幅器輸出電壓幅度與VΩ及V0成正比相移法推導:7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法相移法原那么上能分開兩個距離很近的邊帶。但要求移相網(wǎng)絡必須對載頻及調(diào)制信號均保證精確的π／2相移，實際上很難實施。因此濾波法仍是目前的標準形式下面給出移相法對不需要邊帶抑止程度的表示式設,載波相移誤差〔以90°為準〕為Δ設,調(diào)制信號相移誤差〔以90°為準〕為δ7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法可以計算：當誤差Δ=δ=0時，抑止度=∞。誤差1°時，抑止度為：40dB。誤差10°時，抑止度為：21dB。可見誤差Δ，δ增大時抑止度迅速降低。相移法主要缺陷就是要求準確移相90°，但要在很寬的音頻范圍準確移相90°是很困難。為了克服這一缺點，產(chǎn)生了修正移相濾波法。這種方法使用的移相網(wǎng)絡對固定頻率移相，克服了相移法的缺陷，制造維護都比較簡單，是一種有開展前途的方法，適用于小型輕便設備。修正移相濾波法進行了兩次雙邊帶調(diào)幅。3.修正的移相濾波法7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法3.修正的移相濾波法圖9.6.5產(chǎn)生單邊帶信號的第三種方法7.6.2產(chǎn)生單邊帶信號的方法3.修正的移相濾波法生成單邊帶推導：為簡化起見，電壓幅度都假定為1，只取平衡調(diào)幅器的有用輸出項〔乘積項DSB〕7.7殘留邊帶調(diào)幅殘留邊帶調(diào)幅是指發(fā)送信號中包括一個完整的邊帶，載涉及另一個邊帶的殘留局部〔見下一頁圖〕。這樣既比普通調(diào)幅方式節(jié)省帶寬，又防止了單邊帶要求濾波器衰減特性陡峭的困難，而且發(fā)送的載頻信號也便于接收端提取同步信號。為了保證信號無失真地傳輸，傳送邊帶中被抑制局部和抑制邊帶中的被傳送局部應滿足互補對稱關系。特點:所占頻帶比單邊帶略寬一些;它在ω０附近的一定范圍內(nèi)具有兩個邊帶，因此在調(diào)制信號〔例如電視信號〕含有直流分量時，這種調(diào)制方式可以適用;殘留邊帶濾波器比單邊帶濾波器易于實現(xiàn)。7.7殘留邊帶調(diào)幅圖7.7.1各種調(diào)幅制式的頻譜示意圖《高頻電子線路》〔第四版〕張肅文主編高等教育出版社7.7殘留邊帶調(diào)幅7.8高電平調(diào)幅7.8.1集電極調(diào)幅7.8.2基極調(diào)幅7.8高電平調(diào)幅高電平調(diào)幅電路能同時實現(xiàn)調(diào)制和功率放大，即用調(diào)制信號vΩ去控制諧振功率放大器的輸出信號的幅度Vcm來實現(xiàn)調(diào)幅的。臨界過壓欠壓VCC（t）臨界過壓欠壓VBB(t)iCiC1臨界過壓欠壓VCC（t）7.8.1集電極調(diào)幅利用功放管在過壓狀態(tài)下集電極電流的基波分量ICm1與集電極電源電壓成正比關系。集電極調(diào)幅電路7.8.1集電極調(diào)幅集電極調(diào)幅電路優(yōu)點：集電極效率高，晶體管充分使用缺點：邊帶功率由調(diào)制信號提供，需要大功率調(diào)制信號源1、載波信號通過高頻變壓器參加三極管的基極。2、調(diào)制信號通過低頻變壓器參加三極管的集電極使集電極的供電電源隨著調(diào)制信號的變化而變化。3、集電極回路諧振在載波頻率上。4、合理選擇集電極的直流電源，使沒有輸入信號時，電路處于過壓區(qū)線性局部的中心7.8.1集電極調(diào)幅iCvAM〔t〕臨界過壓欠壓V

BB(t)7.8.2基極調(diào)幅利用功放管在欠壓狀態(tài)下，集電極電流的基波分量ICm1與隨基極電壓成正比變化。7.8.2基極調(diào)幅基極調(diào)幅電路優(yōu)點：需要的調(diào)制信號源功率很小缺點：工作在欠壓狀態(tài)，集電極效率不高1、載波信號通過高頻變壓器參加三極管的基極。2、調(diào)制信號通過低頻變壓器參加三極管的基極使基極的供電電源隨著調(diào)制信號的變化而變化。3、集電極回路諧振在載波頻率上。4、合理選擇基極的直流電源，使沒有輸入信號時，電路處于欠壓區(qū)線性局部的中心7.8.2基極調(diào)幅7.9包絡檢波7.9.1包絡檢波器的工作原理7.9.2包絡檢波器的質量指標包絡檢波器只適用于普通調(diào)幅波AM信號7.9.1包絡檢波器的工作原理非線性電路低通濾波器從已調(diào)波中檢出包絡信息，只適用于普通調(diào)幅波AM信號

輸入AM信號檢出包絡信息VDC7.9.1包絡檢波器的工作原理加在二極管D上的電壓u=vi–vC

可見二極管通斷不僅與輸入電壓vi有關還與輸出電壓vC有關二極管導通時：電容快速充電，τ=RdC二極管截止時：電容C緩慢放電，τ=RC

由于Rd<<R，因此電容C充電迅速，放電緩慢。C對高頻載波短路,對調(diào)制信號開路，可理解為：高頻載波被C濾除，低頻調(diào)制信號全部落在R上t=t0起始時刻，vC=0t0~t1,vi>vC,二極管通，電容快速通電，vC指數(shù)上升，AB曲線t1~t2,vi<vC,二極管截止，電容經(jīng)R緩慢放電，vC指數(shù)下降，BC曲線t2~t3,vi>vC,二極管通，電容快速通電，vC指數(shù)上升，CD曲線t3~t4,vi<vC,二極管截止，電容經(jīng)R緩慢放電，vC指數(shù)下降，DE曲線可見：充放電過程交替進行,輸出電壓vC波形雖呈鋸齒狀變化,但vC的波形與輸入AM波包絡相當接近,vC是直流分量和調(diào)制信號的合成7.9.1包絡檢波器的工作原理7.9.2包絡檢波器的質量指標下面討論這種檢波器的幾個主要質量指標：電壓傳輸系數(shù)〔檢波效率〕、輸入電阻和失真。1)電壓傳輸系數(shù)(檢波效率)定義：1)電壓傳輸系數(shù)(檢波效率)vDiD-vCVimθ用分析高頻功放的折線近似分析法可以證明其中，θ是二極管電流通角，Ｒ為檢波器負載電阻，Ｒd為檢波器二極管內(nèi)阻。7.9.2包絡檢波器的質量指標通常R>>Rd，∴θ→0，cosθ→1，即檢波效率Kd→1，輸出電壓大小接近包絡幅值，這是包絡檢波的主要優(yōu)點。2)等效輸入電阻考慮到包絡檢波電路一般作為諧振回路的負載，它勢必影響中頻放大回路選頻特性〔Q值〕，下面分析其等效電阻其中，Vim是輸入高頻電壓振幅，Iim是輸入高頻電流振幅。7.9.2包絡檢波器的質量指標End1.2.3無線電信號的接收圖1.2.11超外差式接收機方框圖2)等效輸入電阻如果忽略二極管導通電阻上的損耗功率，那么由能量守恒的原那么，輸入到檢波器的高頻功率，應全部轉換為輸出端負載電阻上消耗的功率〔注意為直流〕即有，而7.9.2包絡檢波器的質量指標其中，V0為輸出端平均直流電壓由于二極管輸入電阻的影響，會使輸入回路〔中頻放大回路〕的Q值降低，消耗一些高頻功率，這也是二極管檢波器的主要缺點3)失真產(chǎn)生的失真主要有：①惰性失真；②負峰切割失真；③非線性失真；④頻率失真。如果檢波電路的時間常數(shù)RC太大，當調(diào)幅波包絡朝較低值變化時，電容放電太慢，造成跟不上包絡變化，引起失真稱為惰性失真。

①惰性失真(對角線切割失真)7.9.2包絡檢波器的質量指標

①惰性失真(對角線切割失真)調(diào)幅波(AM)包絡振幅如下圖，在某一點，如果電容兩端電壓的放電速度小于包絡的下降速度，就可能發(fā)生惰性失真。包絡變化率7.9.2包絡檢波器的質量指標由圖容易看出：要不產(chǎn)生惰性失真，只要電容C的放電速度高于調(diào)幅波包絡變化速度。下面推導不產(chǎn)生惰性失真的具體條件。〔〕

①惰性失真(對角線切割失真)7.9.2包絡檢波器的質量指標電容C放電時流過C的電流iC和流過R的電流iR相同大信號檢波時，Kd≈1，有vC≈Vim’將Vim’替換上式vC，有：令：將上面兩式代入，得：〔〕7.9.2包絡檢波器的質量指標要不產(chǎn)生惰性失真，電容C的放電速度應高于調(diào)幅波包絡變化速度，只要使A<1，即：實際上，調(diào)制信號Ω包含一個頻帶范圍。當Ω=Ωmax時，Amax也最大。因此不產(chǎn)生失真，必須滿足：只要Amax<1,惰性失真不會發(fā)生下面球A的極大值

①惰性失真(對角線切割失真)7.9.2包絡檢波器的質量指標可見ma越大，RC時間常數(shù)應該越小，這是因為ma大時包絡變化快，RC時間常數(shù)只有變小，才能縮短放電時間，從而跟上包絡的變化同樣，Ωmax變大時，包絡變化也加快，RC時間常數(shù)也應縮短。通常，調(diào)制系數(shù)小于0.8，因此工程上按下式計算考慮了耦合電容Cc和低放輸入電阻RL后的檢波電路②負峰切割失真(底邊切割失真)隔直電容Cc數(shù)值很大，vC中的直流分量全部落在CC上，可認為它對調(diào)制頻率Ω交流短路，CC兩端直流電壓≈Vim(載波峰值).7.9.2包絡檢波器的質量指標檢波器輸出vC是在直流電壓上疊加了一個交流調(diào)制信號，故需用隔直電容CC將交流調(diào)制信號耦合到下一級。CC可等效為電壓為Vim的直流電源，此時R上的分壓為：可見檢波器正常工作時，二極管承受一個反向偏壓VR，當輸入調(diào)幅波幅值低于VR時，二極管截止，出現(xiàn)失真。失真最可能在包絡的負半周〔調(diào)制信號的底部〕發(fā)生?？紤]了耦合電容Cc和低放輸入電阻RL后的檢波電路②負峰切割失真(底邊切割失真)Vim（1-m）V

imV

RVRVRV

RV

RV

R7.9.2包絡檢波器的質量指標考慮了耦合電容Cc和低放輸入電阻RL后的檢波電路②負峰切割失真(底邊切割失真)要防止二極管截止發(fā)生，必須使包絡線最小電平≥VR可見：RL越小，那么VR分壓越大，負峰切割失真越容易發(fā)生ma越大，Vim〔1-ma〕越小，越容易發(fā)生負峰切割失真交流負載電阻RΩ與直流負載電阻R差異越大(R越大)，越容易發(fā)生負峰切割失真。7.9.2包絡檢波器的質量指標考慮了耦合電容Cc和低放輸入電阻RL后的檢波電路③非線性失真這種失真是由檢波二極管伏安特性曲線的非線性所引起的。這時檢波器輸出的音頻電壓不能完全和包絡成正比?？朔椒ǎ褐灰撦d電阻R選得足夠大，那么檢波管非線性特性影響越小，它所引起的非線性失真即可以忽略。7.9.2包絡檢波器的質量指標考慮了耦合電容Cc和低放輸入電阻RL后的檢波電路④頻率失真是由隔直電容CC和濾波電容C引起如左圖所示，檢波器中存在檢波電容C和隔直電容Cc兩個電容。檢波電容C用于跟蹤調(diào)幅波包絡變化，隔直電容Cc用于去除檢波器輸出電壓vC(鋸齒形)中的直流成分。檢波電容C對高頻載波短路，但要求對調(diào)制信號上限頻率Ωmax，接近開路，只要滿足：7.9.2包絡檢波器的質量指標CC主要影響檢波輸出的調(diào)制信號下限頻率Ωmin，為使Ωmin接近短路通過CC應滿足設檢波器輸出的調(diào)制信號頻率范圍Ω=Ωmin～Ωmax7.10同步檢波同步檢波〔也稱相干解調(diào)〕用于對載波被抑止的雙邊帶或單邊帶信號進行解調(diào)。它的特點是必須外加一個本地振蕩,其頻率和相位都與被抑止的載波相同。同步檢波的名稱即由此而來。圖9.10.1同步檢波器方框圖乘積型疊加型疊加后再包絡檢波

載波信號