高频电路原理及分析总复习

1、期末总复习期末总复习高频电子线路高频电子线路退出下页上页首页 信源信源高频高频放大器放大器调制器调制器高频功率高频功率放大器放大器载波载波振荡器振荡器低频功率低频功率放大器放大器混混频频中频中频放大放大 低频电低频电压放大压放大低频功低频功率放大率放大本机本机振荡振荡高频小高频小信号放信号放大大l发射系统框图发射系统框图l接收系统框图接收系统框图解调解调为什么要采用为什么要采用高频载波进行调制？高频载波进行调制？CH4CH6CH3CH3CH4CH6CH6CH2 高频电路基础高频电路基础CH2重点内容如下：重点内容如下： 第2章 高频电路基础 42.2 高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路

2、信号的传输、频率选择及阻抗变换等功能信号的传输、频率选择及阻抗变换等功能。 高频电路中的基本电路主要有：高频电路中的基本电路主要有：高频振荡高频振荡(谐振谐振)回路回路高频变压器高频变压器谐振器与各种滤波器谐振器与各种滤波器完成功能：完成功能：第2章 高频电路基础 52.2 高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路 一、高频振荡回路一、高频振荡回路 是高频电路中应用最广的无源网络，它是构成高频是高频电路中应用最广的无源网络，它是构成高频放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件。放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件。 下面分简单振荡回路、抽头并联振荡回路和耦合振荡下面分简单振荡回路、抽头并联振荡

3、回路和耦合振荡回路三部分来讨论。回路三部分来讨论。 阻抗变换、信号选择与滤波、相频转换和移相阻抗变换、信号选择与滤波、相频转换和移相等功能，并可直接作为负载使用。等功能，并可直接作为负载使用。完成功能：完成功能：第2章 高频电路基础 62.2 高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路 1、简单振荡回路、简单振荡回路 振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回路。的回路。 具有具有谐振特性和频率选择作用，谐振特性和频率选择作用，这是它在高这是它在高频电子线路中得到广泛应用的重要原因。频电子线路中得到广泛应用的重要原因。组成：组成：作用：作用：谐振频率：谐振频

4、率： 振荡回路的振荡回路的在在某一特定频率某一特定频率上具有上具有的特性称为谐振特性，频率即谐振频率。的特性称为谐振特性，频率即谐振频率。第2章 高频电路基础 72.2 高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路 1、简单振荡回路、简单振荡回路（1）串联谐振回路）串联谐振回路（2）并联谐振回路）并联谐振回路第2章 高频电路基础 8（2）并联谐振回路）并联谐振回路 振荡回路的阻抗在某一特定频率上具振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最大或最小值的特性称为谐振特性。有最大或最小值的特性称为谐振特性。谐振特性：谐振特性： 并联阻抗：并联阻抗： CjLjrCjLjrZp11)()1(CLjrCLL r（

5、当时）谐振条件：谐振条件：当当回回路路总总电电抗抗 X=0 时时，回回路路呈呈谐谐振振状状态态第2章 高频电路基础 9（2）并联谐振回路）并联谐振回路(a)谐振频率谐振频率并联阻抗：并联阻抗： (b)特性阻抗特性阻抗CLC1L00)1(CLjrCLPZ第2章 高频电路基础 10并联谐振回路的等效电路并联谐振回路的等效电路等效电路等效电路谐振阻抗：谐振阻抗：0pRCrLZ并联阻抗：并联阻抗： )1(CLjrCLPZ第2章 高频电路基础 11(a)谐振频率谐振频率(b)特性阻抗特性阻抗CLC1L00(c)品质因数品质因数Cr1rLQ00(d)谐振阻抗谐振阻抗CQLQrCrLR0020/CRLRQ0

6、000用用 r 表示表示用用 R0表示表示第2章 高频电路基础 12谐振回路的两个重要参数谐振回路的两个重要参数 （1）通频带）通频带7070B.又称又称3dB通频带，或半功率点通频带。通频带，或半功率点通频带。定义：定义：阻抗幅频特性阻抗幅频特性下降为谐振值（中心频率处）的下降为谐振值（中心频率处）的 时对应的频率范围。时对应的频率范围。212111RZ20P计算：计算：得到：得到：100.707fB2 fQ 1r07070KB.第2章 高频电路基础 131、简单振荡回路、简单振荡回路（1）并联谐振回路）并联谐振回路并联阻抗：并联阻抗：谐振频率：谐振频率：品质因数：品质因数：并联谐振电阻：并

7、联谐振电阻：通频带宽与矩形系数：通频带宽与矩形系数：幅频特性与相频特性：幅频特性与相频特性：第2章 高频电路基础 14并联谐振回路幅频特性并联谐振回路幅频特性B求通频带宽：求通频带宽：第2章 高频电路基础 152. 抽头并联振荡回路抽头并联振荡回路 在实际应用中，常用到在实际应用中，常用到激励源或负载激励源或负载与回路与回路电感或电电感或电容容部分连接的并联振荡回路，即部分连接的并联振荡回路，即抽头并联振荡回路抽头并联振荡回路。作用：作用：实现回路与信号源的阻抗匹配或者进行阻抗变换。实现回路与信号源的阻抗匹配或者进行阻抗变换。 与外电路相连的那部分电抗与外电路相连的那部分电抗与本回路参与分压的

8、同性质总与本回路参与分压的同性质总电抗之比。电抗之比。（1）接入系数）接入系数 p (或称抽头系数或称抽头系数)：TUpUp 也可用电压比表示：也可用电压比表示：第2章 高频电路基础 16信号源的折合信号源的折合TUUp 电压源的折合：电压源的折合：Up1UT结论：电压源由低端向高端折合，电压变大，结论：电压源由低端向高端折合，电压变大，是原来的是原来的1/P倍。倍。（3）折算方法）折算方法 第2章 高频电路基础 17电流源的折合电流源的折合TTIUUI pIIT结论：电流源由低端向高端折合，电流变小，结论：电流源由低端向高端折合，电流变小，是原来的是原来的P倍。倍。折合前后功率不变：折合前后

9、功率不变：信号源的折合信号源的折合UUT第2章 高频电路基础 18例例 2-2 如图，如图， 抽头回路由电流源激励，忽略回路本抽头回路由电流源激励，忽略回路本身的固有损耗，试求回路两端电压身的固有损耗，试求回路两端电压 u1(t) 的表示式及的表示式及回路带宽。回路带宽。CH3重点内容如下：重点内容如下： 第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器主要要求：主要要求：增益要高、频率选择性要好、工作要稳定可靠增益要高、频率选择性要好、工作要稳定可靠功用：功用：用在无线电接收设备中，放大小信号，抑制干扰信号用在无线电接收设备中，放大小信号，抑制干扰信号接收装置：接收装置：微伏豪伏微伏豪伏含有干扰

10、含有干扰宽带宽带放大器放大器高频变压器或传输线变压器作负载高频变压器或传输线变压器作负载晶体管工作区：晶体管工作区：线性区线性区放大器工作状态：放大器工作状态：A A（甲）类（甲）类高频谐振小高频谐振小信号放大器信号放大器3.1 3.1 高频小信号放大器高频小信号放大器分类：分类：窄带窄带放大器放大器选频网络作负载选频网络作负载（重点）（重点）第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器 高频小信号谐振放大器是由高频小信号谐振放大器是由放大电路放大电路（由晶（由晶体管、场效应管或集成电路组成）与体管、场效应管或集成电路组成）与选频电路选频电路（主要是（主要是LCLC谐振回路）组成谐振回路）组成

11、 作用作用是将微小的高频信号进行是将微小的高频信号进行线性放大线性放大，选选出中心频率出中心频率（输入信号对应）的信号，并（输入信号对应）的信号，并滤除滤除不不需要的干扰频率信号。需要的干扰频率信号。 主要讨论高频小信号谐振放大器的主要性能主要讨论高频小信号谐振放大器的主要性能指标：指标：电压增益、功率增益、通频带和矩形系数电压增益、功率增益、通频带和矩形系数等。等。 高频小信号谐振放大器的分析方法主要采高频小信号谐振放大器的分析方法主要采用用Y Y参数等效电路法参数等效电路法线性分析方法。线性分析方法。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器RL2LC5V(b)431交流交流等效电路：去

12、掉直流偏置电路。等效电路：去掉直流偏置电路。放大器的负载放大器的负载: :是一个抽头并联谐振回路，对信号是一个抽头并联谐振回路，对信号频率频率0 0谐振，完成谐振，完成阻抗匹配阻抗匹配和和选频滤波选频滤波的功能。的功能。工作状态：放大器工作在工作状态：放大器工作在A(A(甲甲) )类状态。类状态。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器 2. 提高放大器稳定性的方法提高放大器稳定性的方法方法一方法一：选择：选择小的管子小的管子方法二：从电路上消除晶体管的反作用：方法二：从电路上消除晶体管的反作用：中和法中和法、失配法失配法（1）中和法）中和法 Yre的反馈电电导很小，可以忽略，用中和电容的

13、反馈电电导很小，可以忽略，用中和电容Cn来抵来抵消消Yre的虚部（即的虚部（即Cbc）的影响）的影响根据电桥平衡：根据电桥平衡：得中和条件：得中和条件：02010011bcnjLjLjCjC第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器发射装置：发射装置：3.2 3.2 高频功率放大器的原理和特性高频功率放大器的原理和特性 无线电发射机中，放大高频信号无线电发射机中，放大高频信号, , 高效高效输出大功率输出大功率为目的为目的1 1、使用高频功率放大器的目的、使用高频功率放大器的目的2 2、高频功率信号放大器使用中需要解决的两个问题、高频功率信号放大器使用中需要解决的两个问题高高功功率率输出输出

14、高高效效率率输出输出第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器iCuBEQ0C类类(丙类丙类)：工作点工作点Q选在截止点外，信号导通角小于选在截止点外，信号导通角小于180。 通角：通角： uces时，功放工作在欠压状态时，功放工作在欠压状态; u如果如果ucemin=uces，功放工作在临界状态，功放工作在临界状态; u如果如果uceminU1,二极管开关二极管开关主要受主要受u2控制控制。（1）忽略输出电压的反作用）忽略输出电压的反作用若若忽略输出电压的反作用忽略输出电压的反作用，则加到两个二极管的电压，则加到两个二极管的电压uD1、uD2为：为： uD1=u2+u1 uD2=u2-u1

15、高频电子线路高频电子线路第5章 频谱的线性搬移电路 69 由于加到由于加到两个二极管两个二极管上的上的控制电压控制电压u2是同相的是同相的,因此两个二极管的因此两个二极管的导通、截止时间是相同的导通、截止时间是相同的,其其时变电导也是相同时变电导也是相同的。由此可得流过两的。由此可得流过两管的电流管的电流i1、i2分别为分别为111221212221( )()()( )()()DDDDig t ug Kt uuig t ug Kt uui1、i2在T2次级产生的电流分别为:1111212222LLNiiiNNiiiN但两电流流过但两电流流过T2的的方向相反方向相反,在在T2中产生的中产生的磁通

16、相消磁通相消,故故次级总电流次级总电流iL应为应为1212LLLiiiii高频电子线路高频电子线路第5章 频谱的线性搬移电路 701112112112112122coscos()cos()22cos(3)cos(3)33LDDDDDig Utg Utg Utg Utg Ut212()LDig Kt u显然有以下频率分量： 1基频分量；(2n+1)2 1分量 与一般二极管电路相比较，消去了2的偶次谐波和2的基波分量，这是利用平衡原理抵消的缘故。当通过带通滤波器后，可以得到我们想要的分量，如2 1，实现了频谱搬移。考虑u1U1cos1t,代入上式可得：高频电子线路高频电子线路第5章 频谱的线性搬移

17、电路 71三种开关函数波形关系图三种开关函数波形关系图 :2t02t012t)u2(t)2t012t )2t012t) 1222222()()()()1()()KtKtKtKtKtKt 称为双向开关函数称为反向开关函数称为正向开关函数,三者之间的关系为:说明：说明：222cosuUt22210()10uKtu22200()10uKtu22210()00uKtu高频电子线路高频电子线路第5章 频谱的线性搬移电路 72222222210()()()10()()1uKtKtKtuKtKt 由此可得K K（ 2 2t-t-）、K K( 2 2t t）的傅里叶级数:所以：222222222212()1(

18、)1222coscos3cos52352( 1)cos(21)(21)444()coscos3cos5354( 1)cos(21)(21)nnKtKttttntnKttttntn 高频电子线路高频电子线路第5章 频谱的线性搬移电路 73 图示二极管平衡电路，输入信号图示二极管平衡电路，输入信号u u1 1=U=U1 1COSCOS1 1t t，u u2 2=U=U2 2COSCOS2 2t, t, 且且 2 21 1，U U2 2UU1 1。输出回路对输出回路对 2 2谐振，谐振，谐振阻抗为谐振阻抗为R R0 0，带宽，带宽B=2FB=2F1 1(F(F1 1=1 1/2/2）。）。 （1 1

19、）不考虑输出电压的反作用，求输出电压）不考虑输出电压的反作用，求输出电压u u。的表示式；。的表示式； CH6重点内容如下：重点内容如下： (1) 调制：用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程。 定义：定义：信号 载波信号：（等幅）高频振荡信号 正弦波 方波 三角波 )cos( tUuccc锯齿波调制信号：需要传输的信号（原始信号） 语言图像 tUu cos数据已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号（射频信号）振幅调制解调（检波)混频（变频）属于 频谱线性搬移电路 (2)解调：调制的逆过程，即从已调波中恢复原调制信号的过程。 调调相相的的逆逆过过程程鉴鉴相相调调频频的的逆逆过过程程鉴鉴频

20、频振振幅幅调调制制的的逆逆过过程程振振幅幅检检波波(7)振幅调制分三种方式： )()()(SSBDSBAM单单过过带带调调制制抑抑制制载载波波的的双双边边带带调调幅幅普普通通调调幅幅（5）相位调制：调制信号控制载波相位，使已调波的相位随调 制信号线变化。 （ 6）解调方式：（4）频率调制：调制信号控制载波频率，使已调波的频率随调制 信号线性变化。（3）振幅调制：由调制信号去控制载波振幅，使已调信号的振 幅 随调制信号线性变化。6.1.1 振幅调制信号分析振幅调制信号分析1. 调幅波的分析调幅波的分析1) 表示式及波形 设载波电压为 uC=UCcosct 调制电压为 u=U cost 通常满足

21、c。根据定义，已调信号的振幅随调制信号u线性变化，由此可得振幅调制信号振幅振幅Um(t)： 调幅度调幅度(调制度调制度)：ka又称为调制灵敏度。可得调幅信号的表达式：mCCCaCaC( )( ) cos(1cos)UtUUtUk uUk UtUmtCaCCUUkUUmttmUttUtucCcmAMcos)cos1 (cos)()(2、调幅信号波形波形特点：（1）调幅波的振幅（包络）变化规律与调制）调幅波的振幅（包络）变化规律与调制信号波形一致信号波形一致 (2) 调幅度调幅度ma反映了调幅的强弱程度，可以看反映了调幅的强弱程度，可以看出：出： caUUUmminmax21 一般m值越大调幅越深

22、： ttmUucacAM cos)cos1( )cos1()(tmUtUacm tUuccc cos tUu cos)1 (maxacmUU cU)1 (minacmUU 实实际际电电路路中中必必须须避避免免包包络络失失真真过过调调幅幅时时百百分分之之百百最最大大调调幅幅时时未未调调幅幅时时,1)(10aaammm1ma 1ma 由于：tUtmtUttmUuccacccacAM coscoscoscos)cos1( 相加器 乘法器AMu直流cu u 乘法器 相加器 uAMucu3、AM信号的产生原理框图可见要完成AM调制，其核心部分是实现调制信号与载波相乘。（1）由单一频率信号调 幅 tmtm

23、tUttmUucacacccacAM)cos(21)cos(21coscos)cos1( 含含传传输输信信息息下下边边频频分分量量含含传传输输信信息息上上边边频频分分量量不不含含传传输输信信息息载载波波分分量量:)(ccc 可见,调幅波并不是一个简单的正弦波，包含有三个频率分量： 4、调幅波的频谱、调幅波的频谱 调制信号c载波调幅波c +上边频caUm21c - 下边频caUm21cU强调重要的结论：1.普通调幅波不是简单的余弦波，它包含有三个频率 分量：载波 fc、上边频 fc+F、下边频 fc-F3.载波分量不包含调制信号的信息，上下两个边频才携带者 调制信息，它们的振幅反映了调制信号的振

24、幅大小。4.调幅波从频谱的角度看，就是把低频调制信号的频谱线性 对称地搬移到高频载波的两边，故属于线性频谱变换。2.上下两个边频分量对称的分布在载波两边，它们的振幅 为 ，且是包络振幅 的一半。cmaUmcmaUm213) 调幅波的功率调幅波的功率平均功率平均功率(简称功率简称功率)是对恒定幅度、恒定频率的正弦波是对恒定幅度、恒定频率的正弦波而言的。调幅波的幅度是变化的，所以它存在几种状态下而言的。调幅波的幅度是变化的，所以它存在几种状态下的功率，如载波功率、最大功率及最小功率、调幅波的平的功率，如载波功率、最大功率及最小功率、调幅波的平均功率等。均功率等。在负载电阻在负载电阻RL上消耗的载波

25、功率为上消耗的载波功率为在负载电阻在负载电阻RL上，一个载波周期内调幅波消耗的功率为上，一个载波周期内调幅波消耗的功率为L2CcL2Cc2d21RUtRuP2c22CLcL2AM)cos(1 )cos1 (21d)(21tmPtmURtRtuPc22CL4221PmmURP边频21 d212cavmPtPP22m载波功率边频功率调制信号周期内平均功率调制信号周期内平均功率 1coscos11 coscoscos22AMccccccccutUmttUtmUtm UtAM信号的平均功率调幅波的最大功率和最小功率，它们分别对应调制信号的最大值和最小值为: Pmax=Pc(1+m)2 Pmin=Pc(

26、1m)2 Pmax限定了用于调制的功放管的额定输出功率PH, 要求PHPmax。 某发射机的输出级在某发射机的输出级在RL=100负载上的输出电压信负载上的输出电压信号为号为vs(t)=4(1+0.5cost)cosct (V)，求发射机总的输，求发射机总的输出功率出功率Pav、载波功率、载波功率Pc和边频功率和边频功率PSB各为多少？各为多少？课课 堂堂 练练 习习 某发射机的输出级在某发射机的输出级在RL=100负载上的输出电压信号为负载上的输出电压信号为vs(t)=4(1+0.5cost)cosct (V)，求发射机总的输出功率，求发射机总的输出功率Pav、载波功、载波功率率Pc和边频功

27、率和边频功率PSB各为多少？各为多少？2224802 1000.5180 19022102CcLavcSBavcUP =mW2RmPPmWPPPmW 载波功率总平均功率边频功率课课 堂堂 练练 习习 为了提高功率利用率为了提高功率利用率, 可以只发送两个边频分量而不可以只发送两个边频分量而不发送载频分量发送载频分量, 或者进一步仅发送其中一个边频分量或者进一步仅发送其中一个边频分量, 同样同样可以将调制信息包含在调幅信号中。可以将调制信息包含在调幅信号中。 这两种调幅方式分这两种调幅方式分别称为别称为抑制载波的双边带调幅抑制载波的双边带调幅(简称双边带调幅，简称双边带调幅，DSB)和和抑制载波

28、的单边带调幅抑制载波的单边带调幅(简称单边带调幅，简称单边带调幅，SSB)。 调幅波的功率调幅波的功率012o2o1o2o1o高频电子线路uAM(t)=Um(t)cosct=UC(1+mcost)cosct双边带信号双边带信号 在在AM调制过程中，如果将载波分量抑制，就调制过程中，如果将载波分量抑制，就形成抑制载波的双边带信号，它可以形成抑制载波的双边带信号，它可以用载波和调制用载波和调制信号直接相乘得到信号直接相乘得到，即：，即：uDSB(t)=kUCUcost cosct高频电子线路双边带信号双边带信号uDSB(t)=kUCUcost cosct高频电子线路n 双边带抑制载波调幅方式中，不

29、含固定载波分量，因双边带抑制载波调幅方式中，不含固定载波分量，因而可以有效地利用发射机的功率传递信息。但它是双边而可以有效地利用发射机的功率传递信息。但它是双边带信号，所占带信号，所占带宽仍为调制信号最高角频率的两倍带宽仍为调制信号最高角频率的两倍。双边带信号双边带信号max2FBW 高频电子线路n 由于由于DSB信号的上、下两个边带是完全对称的，它们都携带了调信号的上、下两个边带是完全对称的，它们都携带了调制信号的全部信息，因此从有效传输信息的角度看，只要传送一个制信号的全部信息，因此从有效传输信息的角度看，只要传送一个边带就够了，这就是单边带调幅，简称边带就够了，这就是单边带调幅，简称SS

30、B。可以选择上边带也可。可以选择上边带也可以采用下边带。以采用下边带。双边带信号双边带信号高频电子线路单边带信号单边带信号 单边带（单边带（SSB）信号是由）信号是由DSB信号经边带滤波器滤除一个边带信号经边带滤波器滤除一个边带或在调制过程中或在调制过程中,直接将一个边带抵消而成。单频调制时直接将一个边带抵消而成。单频调制时, 当取上边带时当取上边带时( )cos()( )cos()SSBcSSBcutUtutUt（617）（618）取下边带时取下边带时cuDSBuuktu)( 电压表达式普通调幅波载波被抑制双边带调幅波单边带信号波形图 频谱图 c0- c+ cmaUm21 c- c+ cma

31、Um21 信号带宽,2F2 F2 ,2 F, c- c+ 课课 堂堂 练练 习习kHzFBW10522max 某调幅发射机的制式为普通调幅波，已知调制信号频某调幅发射机的制式为普通调幅波，已知调制信号频率为率为100Hz5kHz，载波频率为，载波频率为500kHz，载波功率为，载波功率为1010W，调制系数为，调制系数为0.5，试求：，试求： （1 1）该调幅波的频带宽度；）该调幅波的频带宽度； （2 2）该）该调幅波的总功率；调幅波的总功率； （3）最大）最大调幅系数下的调幅系数下的总功率。总功率。课课 堂堂 练练 习习WmPPaCav25.11)211 (2 某调幅发射机的制式为普通调幅波

32、，已知调制某调幅发射机的制式为普通调幅波，已知调制信号频率为信号频率为100Hz5kHz，载波频率为，载波频率为500kHz，载波功率为载波功率为1010W，调制系数为，调制系数为0.5，试求：，试求： （1 1）该调幅波的频带宽度；）该调幅波的频带宽度； （2 2）该调幅波的总功率；该调幅波的总功率； （3）最大）最大调幅系数下的调幅系数下的总功率。总功率。课课 堂堂 练练 习习WmPPaCav15)211 (21am 某调幅发射机的制式为普通调幅波，已知调制某调幅发射机的制式为普通调幅波，已知调制信号频率为信号频率为100Hz5kHz，载波频率为，载波频率为500kHz，载波功率为载波功率

33、为1010W，调制系数为，调制系数为0.5，试求：，试求： （1 1）该调幅波的频带宽度；）该调幅波的频带宽度； （2 2）该调幅波的总功率；该调幅波的总功率； （3）最大）最大调幅系数下的调幅系数下的总功率。总功率。AM信号的产生可以采用高电平调制和低电平调制两信号的产生可以采用高电平调制和低电平调制两种方式完成。种方式完成。u目前目前AM信号大都用于无线电广播信号大都用于无线电广播,因此多采用高电因此多采用高电平调制方式。平调制方式。u高电平调制主要用于高电平调制主要用于AM调制调制,这种调制是在高频功这种调制是在高频功率放大器中进行的。通常分为基极调幅、集电极调率放大器中进行的。通常分为

34、基极调幅、集电极调幅以及集电极基极幅以及集电极基极(或发射极或发射极)组合调幅。组合调幅。 振幅调制电路振幅调制电路低电平调幅电路低电平调幅电路 用单二极管电路和平衡二极管电路作为调制电路用单二极管电路和平衡二极管电路作为调制电路,都可以完成调幅都可以完成调幅信号的产生信号的产生。uuo(t)H (j)VDucuDiDi(a)0(b)fFfc2 fc3 fcuAMDSBDSB调制电路调制电路 单二极管电路只能产生单二极管电路只能产生AM信号信号,不能产生不能产生DSB信号，二极管信号，二极管平平衡电路和环形电路可以产生衡电路和环形电路可以产生DSB信号信号。图619 二极管平衡调制电路 带通滤

35、波器T1RLT2ucVD1VD2N2uD1uD2AN1N1OBN2ON1uN2uo(t)DSBDSB调制电路调制电路2()22coscos()cos()22cos(3)cos(3)33LDcDDcDcDcDcig Kt ug Utg Utg Utg Utg Ut (633) iL中包含中包含F分量和分量和(2n+1)fcF(n=0,1,2,)分量分量,若若输出滤波器的中心频率为输出滤波器的中心频率为fc,带宽为带宽为2F,谐振阻抗为谐振阻抗为RL,则输出电压为则输出电压为 22cos()cos()4coscosoLDcLDcLDcuRg UtRg UtR gUtt(634) DSBDSB调制电

36、路调制电路SSBSSB调制电路调制电路 SSB信号是将双边带信号滤除一个边带形成的。根信号是将双边带信号滤除一个边带形成的。根据滤除方法的不同据滤除方法的不同,SSB信号产生方法有好几种信号产生方法有好几种,主要主要有有滤波法滤波法和和移相法移相法两种。两种。SSBSSB调制电路调制电路图626 滤波法产生SSB信号的框图 音 放F1第路话调制器上边带滤波器音 放F2第路话调制器上边带滤波器单边带信号产生器fc F1fc F2频率合成器第 一混频器第 二混频器线性放大功放f1f2fc500 kHz下边带滤波器（2) 移相法同相分量f(t)cosct和正交分量f(t) sinct为两个DSB信号

37、，两个分量相加时为下边带信号; 两个分量相减时，为上边带信号。BBcc( )( )cos( )sinSutf ttf tt6.2.1 调幅解调的方法调幅解调的方法从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调，又称为从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调，又称为检波。检波。 解调是调制的逆过程，解调是调制的逆过程，实质上是将高频信号搬移到低频端实质上是将高频信号搬移到低频端，这种搬移正好与调制的搬移过程相反。这种搬移正好与调制的搬移过程相反。 搬移是线性搬移，故所有的线性搬移电路均可用于解调。搬移是线性搬移，故所有的线性搬移电路均可用于解调。 对于振幅调制信号对于振幅调制信号, 解调就是从

38、它的幅度变化上提取调制信解调就是从它的幅度变化上提取调制信号的过程。号的过程。是指检波器输出电压与输入已调波的包络成正比的是指检波器输出电压与输入已调波的包络成正比的 检波方法。这种方法检波方法。这种方法只适用于只适用于AM波波。是是本地载波和发送载波必须保持同频同相本地载波和发送载波必须保持同频同相，即完全，即完全 同步的检波方法。它对于同步的检波方法。它对于AM、DSB、SSB、VSB都都 适用，但解调适用，但解调AM信号比包络检波复杂。信号比包络检波复杂。DSB和和SSB信号的包络不同于调制信号，不能用包络检波，信号的包络不同于调制信号，不能用包络检波，必须使用同步检波。必须使用同步检波

39、。为了正常地进行解调，恢复载波应与调制为了正常地进行解调，恢复载波应与调制端的载波电压完全同步端的载波电压完全同步(同频同相同频同相) 。同步检波也可解调同步检波也可解调AM信号，信号，但因它比包络检波器复杂，所以很少采用。但因它比包络检波器复杂，所以很少采用。同步检波的框图及输入、输出信号频谱同步检波的框图及输入、输出信号频谱同步检波又可以分为同步检波又可以分为乘积型乘积型和和叠加型叠加型两类。它们两类。它们都需要用恢复的载波信号都需要用恢复的载波信号ur进行解调。进行解调。同步检波器同步检波器6.3.1 混频器原理混频器原理 1. 混频器的变频作用混频器的变频作用 混频器是频谱的线性搬移电

40、路，是一个三端口（六端）网络混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口（六端）网络本地振荡信号本地振荡信号 )(LLfu一个中频输出信号：一个中频输出信号：)(IIfu两个输入信号与输出信号之间的关系：两个输入信号与输出信号之间的关系： 的包络形状相同，频谱结构相同，只是填充频谱不同，即，其中心的包络形状相同，频谱结构相同，只是填充频谱不同，即，其中心频率：频率： su输输入入信信号号Iu与与输输出出信信号号cLIfff 其中其中 输输出出高高中中频频输输出出低低中中频频cLcLIfffff6.3 混频器原理及电路混频器原理及电路 uc (fc)uL (fL)uI (fI)混频器混频器tuc (

41、t)tuI (t)tuL (t)有两个输入信号：有两个输入信号： 高频调制波高频调制波 )(ccfufcfc+Ffc+Ffuc的频谱的频谱fcfLfuL的频谱的频谱fIfI-FfI+FfuI的频谱的频谱tuc (t)tuc (t)tuL (t)tuL (t)tuI (t)tuI (t) 混频器是频谱的线性搬移电路，完成频谱线性搬移功能的关键混频器是频谱的线性搬移电路，完成频谱线性搬移功能的关键是获得两个输入信号的乘积项，具有这个乘积项，就可以实现所需是获得两个输入信号的乘积项，具有这个乘积项，就可以实现所需的频谱线性搬移功能。的频谱线性搬移功能。 2max I I= = L L- - c c乘

42、法器乘法器 带通滤带通滤 波器波器混频器的一般结构框图混频器的一般结构框图设输入已调波信号：设输入已调波信号： ttUuccc coscos tUuLLLcos那么两信号的乘积项为：那么两信号的乘积项为： tttUUtttUUucLcLLcLcLcI)cos()cos(cos21coscoscos 2. 混频器的基本工作原理：混频器的基本工作原理：LuLL- cL+ cuI 本振信号本振信号:ucc如果带通滤波器的中心频率为如果带通滤波器的中心频率为 cLI ,带宽带宽 max2 B则经带通滤波器的输出为：则经带通滤波器的输出为： ttUttUUttUUuIILccLLcI coscoscos

43、cos21)cos(cos21I uIucuL可见输出中频信号可见输出中频信号 的的包络形状没有变化，只是填充频率包络形状没有变化，只是填充频率Iu由由 c 变化成变化成 I cLuLuc 非线形非线形 元件元件 带通滤带通滤 波器波器(1) 调幅调幅(DSB为例为例) u乘法器带通滤波器uDSBuo2max o（2）检波）检波 uDSB乘法器低通滤波器uou max（3）混频）混频 uDSB= uc乘法器uL带通滤波器uII I= =L L- -c c L c3. 振幅调制、检波与混频器的相互关系振幅调制、检波与混频器的相互关系 I I= =L L- -C C2 maxmax三种频谱线性搬移

44、功能三种频谱线性搬移功能混混 频频 干干 扰扰 除了有用信号之外的所有信号统称为干扰。混频器件除了有用信号之外的所有信号统称为干扰。混频器件的非线性是产生各种干扰的根源，混频干扰主要包括：的非线性是产生各种干扰的根源，混频干扰主要包括： 信号与本振自身形成的组合频率干扰；信号与本振自身形成的组合频率干扰；外来干扰与本振形成的副波道干扰；外来干扰与本振形成的副波道干扰；外来干扰之间形成的互调干扰；外来干扰之间形成的互调干扰；外来干扰与信号形成的交调干扰；外来干扰与信号形成的交调干扰；CH7重点内容如下：重点内容如下： 频率调制频率调制又称调频FM，使高频信号的振荡频率按调制信号的规律变化，而振幅

45、保持恒定的一种调制方式。调频信号的解调成为鉴频鉴频或频率检波。 调频和调相统称为角度调制角度调制，属于频谱的非线性非线性变换变换，其抗干扰和噪声的能力较强。抗干扰和噪声的能力较强。 相位调制相位调制又称调频PM，使高频信号的相位按调制信号的规律变化，而振幅保持恒定的一种调制方式。调相信号的解调成为鉴相鉴相或相位检波。任意正弦波信号：任意正弦波信号： )()()(tCOSUtCOSUtuomooomo 如果利用调制信号如果利用调制信号 tCOSUtu )(去控制三个参量中的某个，去控制三个参量中的某个， 可产生调制的作用可产生调制的作用:amphitude modulation AM: )cos

46、1()(tmUtUomom frequency modulation FM :)()(tuktfc phase modulation PM: )()(tukttpo 角度调制角度调制 AMAM DSB 属于频谱属于频谱线性搬移电路线性搬移电路,调制信号寄生于已调调制信号寄生于已调信号的振幅变化中信号的振幅变化中FMPM 调制方式中：调制方式中：属于频谱的非线性搬移电路属于频谱的非线性搬移电路,已调波为等幅波已调波为等幅波,调调制信息寄生于已调波的频率和相位变化中制信息寄生于已调波的频率和相位变化中 SSB 7.1 调频信号调频信号设设: 载波载波)cos()(oootUtu 调制信号：调制信号

47、： tUtu cos)( FM波波 PM波波(1) 瞬时频率：瞬时频率： )()(tuktFo dttduktpo)()( 3. 调频信号与调相信号的比较调频信号与调相信号的比较(2)瞬时相位：瞬时相位： otFodttuktt 0)()(opotuktt )()(3)最大频偏最大频偏 UktukFFmmax| )(| Ukdttdukppmmax|)(| (4)最大相位：最大相位： UkdttukmFtFmfmax0|)(| Uktukmppmpmax| )(| (5) 表达式表达式: sincossincos)(cos)(cos)(0ofoofootfoFMtmtUtUktUdttuktUtUtu coscoscoscos)(cos)(cos)(opoopoopoPMtmtUtUktUtuktUtUtu CH8重点内容如下：重点内容如下： 1 1、自动增益控制自动增益控制 (Automatic Gain (Automatic Gain ControlControl，简称，简称AGCAGC) )，它主要用于接收机中，它主要用于接收机中，控制接收机