振幅调制解调与混频电路

1、仅供个人参考 不得用于商业用途 1 混频电路又称变频电路，在变频过程中以下正确叙述是 (C ) A 信号的频谱结构发生变化 B 信号的调制类型发生变化 C.信号的载频发生变化 2二极管峰值包络检波器，原电路正常工作。若加大调制频率 Q,会引起 (A ) A 惰性失真 B 底部切割失真 C.惰性失真和底部切割失真 For pers onal use only in study and research; not for commercial use 13.调制的描述 (C ) A .用载波信号去控制调制信号的某一个参数，使该参数按特定的规律发生变化。 B .用调制信号去控制载波信号的某一个参数，

2、使该参数按特定的规律发生变化。 C.用调制信号去控制载波信号的某一个参数，使该参数随调制信号的规律发生变化。 14. 混频器与变频器的区别 ( B ) A.混频器包括了本振电路 B .变频器包括了本振电路 C.两个都包括了本振电路 D .两个均不包括本振电路 15. 一冋步检波器，输入信号为 us =UScos (ac+ Q) t，恢复载波 ur =Ucos ( 3 t +妨 ,输出 信号将产生 (C ) A .振幅失真 B .频率失真 C.相位失真 3双边带(DSB)信号的振幅正比于 A . Ub B u Q (t) 4 属于频谱的线性搬移过程的有 A 振幅调制 B 频率调制 5 同步检波器

3、要求接收端载波与发端载波 A .频率相同、幅度相同 C.频率相同、相位相同 6 AGC 电路的作用是 A .维持工作频率稳定 C .相位调制 7. c. |u Q(t)| D 角度解调 B相位相同、幅度相同 D .频率相同、 B.消除频率误差 C 使输出信号幅度保持恒定或仅在很小的范围内变化 二极管峰值包络检波器，原电路正常工作。若加大调制频率 A 惰性失真 B 底部切割失真 混频电路又称变频电路，在变频过程中以下正确叙述是 A 信号的频谱结构发生变化 C.信号的载频发生变化 若载波 uc(t)=U A. uAh(t)=U C. uAh(t)=U 10. 一同步检波器， 9. Ccos Gt,

4、调制信号 ub (t)= U CCOS ( GCt + msin Qt) C (1 + mcos Qt) cos act 输入信号为 出信号将产生 A .振幅失真 11 调幅波的信息包含在它的 A.频率变化之中 相位相同、幅度相同 A C.惰性失真和底部切割失真 (C ) B 信号的调制类型发生变化 Q，会引起 bcos bt , B. D. US =UScos ( GC+ b) t , B 频率失真 B.幅度变化之中 12惰性失真和负峰切割失真是下列哪种检波器特有的失真 A 小信号平方律检波器 B 大信号包络检波器 则普通调幅波的表达式为( C ) uAh(t)=U ccos (皿皿 + m

5、cos bt) uAh(t)=kU Q UCcos catcos Qt 恢复载波 ur =Urcos ( 3C+ AG) t,输 (B ) C.相位失真 (B ) C.相位变化之中 (B ) C.同步检波器 仅供个人参考 不得用于商业用途 1 单频调制时 , 调频 波的 最大频偏 A fm 正1 比于 仅供个人参考 21.用双踪示波器观察到下图所示的波形，此波形是哪种类型的调幅波 二、填空题 1. 调幅波的几种调制方式是 普通调幅、 双边带调幅 、 单边带调幅 和 残留单边带调幅 。 2. _ 为了有效地实现基极调幅， 调制器必须工作在 _ 欠压 _ 状态， 为了有效地实现集电极调幅，调制器必

6、须工作在 过压 状态。 3. 大信号包络检波器是利用二极管的 单向导电性和RC 网络的 充放电，特性工作的。 4. 通常将携带有信息的电信号称为 调制信号，未调制的高频振荡信号称为 载波， 通过调制后的高频振荡信号称为 尸周波 。 A . a B . UQ(t) 17 .下图所示框图能实现何种功能？ 其中 Us(t)= U scos Gctcos Qt, C. Q (t)= U rCOS Oct A . 振幅调制 B . 检波 C . 混频 D . 鉴频 18 ( 19. .为了有效地实现集电极调幅， C ) A 临界 调幅收音机中频信号频率为 A. 465kHz B. 一同步检波器，输入信号

7、为 制器必须工作在 哪种工作状态 B.欠压 C.过压 C. 38MHz 20. 信号将产生 A .振幅失真 10.7MHz US =UScos 皿COS Qt，恢复载波 B .频率失真 C. Ur =Ucos ( D .不能确定 (GJC+ AG) (B ) 相位失真 t,输出 A. VSB C. DSB SSB AM 22、调幅波的信息寄载于 寄载于 _ C_o (A)频率变化之中 ;调频波的信息寄载于 ;调相波的信息 (B)幅度变化之中 (C)相位变化之中 调 r 仅供个人参考 不得用于商业用途 5. 根据干扰产生的原因，混频器的干扰主要有 组合频率干扰 、副波道干扰、 交调干扰和 互调干

8、扰 四种。 6 .解调是调制的 逆过程。振幅调制信号的解调电路称为振幅 检波电路，它的作用是仅供个人参考 从调幅信号中不失真地捡出调制信号 。 7 常用的混频电路有 二极管混频、 三极管混频 和 场效应管混频 等。 &在大信号检波中，产生对角线失真原因是 RC 选得太大，放电太慢，跟不上输入 信号包络线的变化。产生负峰切割失真的原因是检波器交、 直流负载电阻不等造成 的。 9模拟乘法器的应用很广泛，主要可用来实现 调幅、 同步检波 和 混频 等频谱搬移电路中。 10混频器按所用非线性器件的不同，可分为 二极管混频器 、三极管混频器和 场效应管混频器等。 11、 根据干扰产生的原因， 混

9、频器的干扰主要有 副波道干扰。 组合频率干扰 、交调干扰、互调干扰和 12、在大信号包络检波器中，若电路参数选择不当会产生两种失真，一种是 对角线失真, 另一种是底部失真，两种失真产生的原因分别是 电容 冲放电时间过长跟不上包络的 变化和交直负载相差过大 13、 在双踪示波器中观察到如下图所示的调幅波， 根据所给的数值， 它的调幅度 混频器的工作原理：两个不同频率的高频电压作用于非线性器件时， 经非线性 变换， 电流中包含直流分量、基波、谐波、和频、差频分量等。其中差频分量 fLo-f s 就是混频所需要的中频成分，通过中频带通滤波器把其它不需要的频率 分量滤掉，取出差频分量完成混频。 仅供个

10、人参考 不得用于商业用途 2 高频已调波信号和本机振荡信号经过混频后， 信号中包含哪些成分？如何取出需要的 成分？ 答：高频已调波信号和本机振荡信号经过混频后，信号中包含直流分量、基波 分量、谐波、和频、差频分量，通过 LC 并联谐振回路这一带通滤波器取出差频 分量，完成混频。 3某非线性器件的伏安特性为 i=b1u+b3u3，试问它能否实现调幅？为什么？如不能， 非线性器件的伏安特性应具有什么形式才能实现调幅？ 解：不能实现调幅。因为非线性器件的伏安特性中只有包含二次方项，这样才能实现 两个信号的相乘，即实现频率变换(频率的加减) ，进而实现调幅。 4用乘法器实现同步检波时，为什么要求本机同

11、步信号与输入载波信号同频同相？ 解：同步信号与输入载波信号只有同频才能实现检波，同频同相时，输出幅度最大。 5简要叙述减小混频干扰的措施。 解：减小混频干扰的措施有 (1) 混频器的干扰程度与干扰信号的大小有关， 因此提高混频器前端电路的选择性 (如 天线回路、高放级的选择性)，可有效地减小干扰的有害影响。 应为 _ 0.5 _ 二、简答题 1、画出混频器的组成框图及混频前后的波形图，并简述混频器的工作原理。 解： （10 分） 仅供个人参考 (2) 将中频选在接收频段以外，可以避免产生最强的干扰哨声，同时，也可以有效地 发挥混频前各级电路的滤波作用，将最强的干扰信号滤除。如采用高中频，可基本

12、上抑制 镜像频率干扰、中频干扰和某些副波道干扰。 (3) 合理选择混频管的工作点，使其主要工作在器件特性的二次方区域，或者选择具 有平方律特性的场效应管作为混频器件，可减少输出的组合频率数目，进而减小混频干扰。 但这种办法对于减小中频干扰和镜像频率干扰是无效的。 (4) 采用模拟乘法器、平衡混频器、环形混频器，可大大减少组合频率分量，也就减 小了混频干扰。 一、 计算题 1、下图所示二极管峰值包络检波电路中，已知 RLI = 1.2kQ，RL2=6.8kQ，Cg= 20尸，仅供个人参考 不得用于商业用途 调幅波的载频fc= 10.7MHz,调制信号频率 F=( 3005000) Hz,最大调幅

13、系数 mamax= 0.8，若要求电路不产生惰性失真和底部切割失真，求检波电容 C和电阻Rg 的值。 (15 分) + & 解：为了不产生惰性失真, 510 -R LCL 解得 11.16pF CL 0.003uF 为了不产生底部切割失真， RL1 RL2 Rg R L1 + R L2 解得甘 22 k Q 2、某发射机输出级在负载 RL=100 Q上的输出信号为 Us(t)=4 (1 + 0.5cos Qt) cos wet V，请问： (1) 该输出信号是什么已调信号？该信号的调制度 m=? (2) .总的输出功率 Pav=? (3) .画出该已调信号的波形、频谱图并求频带宽度 B

14、W 分 解：(1).该输出信号是调幅信号。该信号的调制度 m= 0.5 (2).总的输出功率 Pav=( 1 + 0.5m2a) Pc 2 2 (15 CDC- Q we we+Q BW = 2X Q/2 = Q/二 3、已知：调幅波表达式为 UAM (t) =10 (1+0.6cos2n X 3X 102t+0.3cos2 n X 3 X 103t)cos2 n X 106t (v) 求：1、调幅波中包含的频率分量与各分量的振幅值。 2、画出该调幅波的频谱图并求出其频带宽度 BW。 (12 分) 解：1.包含载波分量：频率为 1000kHz,幅度为 10V 上边频分量：频率为 1003kHz

15、,幅度为 1.5V 上边频分量：频率为 1000.3kHz，幅度为 3V 仅供个人参考 不得用于商业用途 带宽 B 殍 2X 3 = 6kHz 4、如图所示为某晶体管收音机检波电路，问： 1. 电阻 RLI、RL2是什么电阻？为什么要采用这种连接方式？ 2. 电路中的元件 R、C 是什么滤波器，其输出的 UAGC电压有何作用? 3. 若检波二极管 VD 开路，对收音机将会产生什么样的结果，为什么？ 解：1.电阻 RLI、RL2是检波器得直流负载电阻，采用这种连接方式目的是减小 检波器交、直流负载电阻值得差别，避免产生负峰切割失真。 2 . R、C 构成低通滤波器，其输出的 UAGC电压送到收音

16、机前级控制调谐放大 器的增益，实现自动增益控制。 3 .若检波二极管 VD 开路，贝叫攵音机收不到任何电台。 5、已知载波电压 ka= 1。试: uc(t)=5cos2 n X 101，调制信号电压 ua(t)=2 cos2n X 10t，令常数 1.写出调幅表达式； 2 .求调幅系数及频带宽度； 3.画出调幅波的波形和频谱图。 (12 分) 解：1. ma=kaU Qm/Ucm=0.4 3 6 UAM( (t)=Ucm ( 1 + maCOSQt) COS3Ct=5(1+0.4 cos2冗 X 10 t) cos2冗 X 10 t2. 下边频分量：频率为 997kHz 幅度为 1.5V 99

17、7 999.7 1000 1000.3 1003 kHz (10 分) 仅供个人参考 不得用于商业用途 2. ma=kaU am/Ucm=0.4 BW=2F=2kHz 3. 图(略) 6、在大信号包络检波电路中， 已知：UAM (t) =10 (1+0.6cos2n X 10 t) cos2n X 10 t (v),图中 RL=4.7kQ,CL=0.01 卩 F,检波效率 n d=n a=0.85 求：1.检波器输入电阻Ri 2. 检波后在负载电阻 RL上得到的直流电压 UD和低频电压振幅值Usm 3. 当接上低频放大器后 4. 按检波二极管的方向 电压加到受控管的哪个电极 ？ 解：1. R

18、i= RL /2=2.35k S 2. 直流电压 UD=8.5V 低频电压振 幅值 U sm=0.85 X 0.6 X 10= 5.1V 3. 会产生负峰切割失真 4. + AGCt压加到受控管的发射极 7、如图所示为某晶体管收音机检波电路，问： 4. 电阻 RL1、RL2是什么电阻？为什么要采用这种连接方式？ 5. 电路中的元件 R、C 是什么滤波器，其输出的 UAGC电压有何作用? 6. 若检波二极管 VD 开路，对收音机将会产生什么样的结果，为什么？ 解：1.电阻 RLI、RL2是检波器得直流负载电阻，采用这种连接方式目的是减小 检波器交、直流负载电阻值得差别，避免产生负峰切割失真。 2

19、 . R、C 构成低通滤波器，其输出的 UAGC电压送到收音机前级控制调谐放大 器的增益，实现自动增益控制。 3 .若检波二极管 VD 开路，贝叫攵音机收不到任何电台。 &画出下列已调波的波形和频谱图(设 3 c=5S)。 (1) u(t)=(1+sin S t)sin 3 ct (V); (2) u(t)=(1+0.5cos S t)cos 3 ct (V); (3) u(t)=2 cos S tcos 3 ct (V )。 解: (1 )为 ma=1 的普通调幅波，其波形与频谱图如图 10.14 (a)、(b)所示；(2 2)为 ma=0.5 的普通调幅波，其波形与频谱图如图 10

20、.14 (c)、( d)所示；(3)为双边带调幅波，其波形 ,若R-=4kQ，该电路会不会产生负峰切割失真 ,若要实现反向 AGC 控制,受控管为 NPN 管,则 AGC (20 分) （10 分） 仅供个人参考 不得用于商业用途 与频谱图如图 10.14 (e)、(f)所示。仅供个人参考 不得用于商业用途 9对于低频信号 二亠 幣及高频信号一。试问，将： 对 uc(t)进行振幅调制所得的普通调幅波与 、uc(t)线性叠加的复合信号比较，其波形 及频谱有何区别？ 解：将对 uc(t)进行振幅调制所得的普通调幅波的波形与频谱图参见图 10.14(c)、(d), 而 出心 与 uc(t)线性叠加的

21、复合信号的波形与频谱图如图 10.15 所示。 0.25V 0.25V 1 1 IV 0.5 0.5V IV 仅供个人参考 不得用于商业用途 仅供个人参考 不得用于商业用途 10.已知已调信号的频谱图如图 10.16 所示。 （1 ）说明各频谱所表示的已调信号类型； （2 ）写出它们的数学表达式和频谱宽度； （3）计算在单位电阻上各调制信号消耗的平均功率。 图 10.16 解：（1 ）图（a）为单音调制的普通调幅波；图（ b）为双音调制的普通调幅波；图（ 二次调制的普通调幅波。 （2）图（a）调幅波的数学表达式为 ttffi = 5cos2jrxl0tf(+2cos2(106 + 3 xl03

22、)t+2 cos 2JT(106 - 3x 103)t i ：-二：二（V） 频谱宽度 BW=1003 997=6 （ kHZ ） 同理，图（b）调幅波的数学表达式为 - - - ：-：- - （V） 频谱宽度 BW=1010 990=20 （ kHZ ） 图（c）中，第一次调制：两路频率为 F=3kHZ 的音频信号分别调制到 f1=10kHZ 和 f2=30kHZ 的载频（称为副载频）上，第二次调制：将两路已调信号叠加， 再调制到主载频 fc=1000kHZ 的载频上。 W = 0 + 0-4 cos 2 x 3 x 103!) cos2ffx3xl04t 第二次调制： . .：i - .n

23、 J I：- -. ；33 仅供个人参考 不得用于商业用途 图(c): I 抄叫皿+忖+ 心吩唤(W) 10已知某普通调幅波的最大振幅为 10V，最小振幅为 6V，求其调幅系数 ma。 11.已知调制信号及载波信号的波形如图 10.17 所示，示意画出普通调幅波的波形。 解：根据普通调幅波的包络线形状与调制信号相似这一特点，示意画出的普通调幅波的波 形如图 10.18 所示。 33= 7 =X lx o,3a =4.306 1 + - 2 l + -x0.3a 2 所以 (W) 采用双边带发射机时，其泄漏的载波功率为 Pc=PDSB X 10-2=4.306 X 0.01=0.04306 (W

24、), 所以，双边带发射机的输出功率 Pav=Pc+PDSB=0.04306+4.306=4.34366 (W )。 解: _ 10-6 _10 + 6 = 0.25 12若调制信号频谱及载波信号频谱如图 M _ Z 就诫信号 10.19所示，示意画出 DSB 调幅波的频谱。 z 图10.19 解: 双边带调幅波的频谱图如图 10.20。 DSB J 频1 1. 0 fc 图 10.20 13.调幅发射机输出功率 Pav=100W，平均调幅系数 ma=0.3，试求其中的边带功率 PDSB。 若要求一双边带发射机输出相同的边带功率，已知泄漏的载波功率低于边带功率 20dB，试 求双边带发射机的输出

25、功率 Pav。 解：因为 瞌二 + DSB 二仃 + 7厨）E 图 10.17 oL 仅供个人参考 不得用于商业用途 14.某调幅波的表达式为仅供个人参考 不得用于商业用途 HF I . - :L I1.- - T. .；! . :- : . :（V） (1) 说明调幅波 u(t)的类型，计算载波频率和调制频率； (2) 计算调幅波的调幅系数； (3) 如抑制掉 u(t)中的频率为 10kHZ 的分量，说明调幅波的类型。 解：(1)u(t)为普通调幅波，载波频率为 1OkHZ，调制信号频率为 1kHZ 。 （2）u（t）可写成：肚（f）二 100（1+0,4 cos 2 开乂 10 i）sm

26、2TT 10 i （ V）， ma=o.4 (3)抑制掉载波分量，则 u(t)为双边带调幅波。 15.二极管大信号包络检波器的 RL=220k Q , CL=1OOpF，设 Fmax=6kHZ，为避免出现惰性 失真，最大调幅系数应为多少？ 解：已知 RL=220k Q , CL=1OOpF , Fmax=6kHZ，根据不产生惰性失真的条件 RLCL 二： 0.77 16.二极管检波电路如图 ma。 输入信号 ui=Ucm（1+0.3cos Q t）cos w ct （V ）。 ui, u1, u2 和 u3 各点的波形； 10.25 所示。 (1) 试定性地画出 (2) 女口 R 仁 2k Q

27、 , R2=3k Q , R3=20k Q , R4=27k Q，若要求不产生 负峰切割失真，试求调幅波的最大调幅系数 解：(1) ui 是普通调幅波，u1是 ui 经检波和高频滤波后的波形， u2 是 u1 经 C4 隔直流和对低频 Q 耦合而得的波形，u3 是 ui 经检波和高 频滤波后所得直流和低频 Q 信号，再经 R3 和 C2 对 Q 滤波而得的直 流信号。各点波形如图 10.26 (a)、( b)、( c)、(d)所示。 (2)要求不产生负峰切割失真，必须使检波器的调幅系数 图 10.25 图 10.26 念 +&） 尽（2+ 3 2） 20 = - = - =U. Zu

28、V & ma 二。 (1)试写出 u1, u2, u3 和 uo 的表达式; I o ltu Tc (2)示意画出 u1 , u2 , u3 和 uo 的波形。 图 10.27 解：(1) ui=Ucm(1+macos Q t)cos ct (V)普通调幅波经放大限幅后得角频率为 3 c 的双向 开关函数。即 4 4 4 Un = coswJ-一cos 3J +cos5firc + - u3= Ucm(1+macos Q t)cosw ct 4 4 4 X cos - COS 4 - COS + 7T 3TT 5TT uo=Ucm(1+macos Q t) (2)各波形如图 10.28

29、 (a)、(b)、(小和(d)所示。 O 18 某调幅收音机的混频电路如图 10.29 所示。图中输入信号是 载频为 700kHZ 的普通调幅波。(1)本电路属于何种类型的混频 器？ (2)本地振荡属于何种类型的振荡器? (3)试说明 L1C1、L4C4、L3C3 三个并联回路的谐振频率。 (4)定性画出 A、B 和 C 三点对地的电压波形。 图 10.29 解： (1 )本电路是 基极注入调幅输入 信号，射极注入本 地振荡信号的他激 式混频器。 (2)本振电路是共 基、调射型变压器 耦合振荡器。 (3) L1C1 回路的中心频率为 700kHZ , L4C4 回路的中心频率为( 700+46

30、5) kHZ , L3C3 回路的中心频率为 465kHZ。 (4) A、B 和 C 各点波形如图 10.30 所示。uA 的载频为 700kHZ , uC 的载频为 465kHZ。 不得用于商业用途 仅供个人参考 19.有一中波段（535 kHZ 1605kHZ ）调幅超外差收音机，中频 fl =fL-fc=465kHZ，试分析 下列现象属于何种干扰，又是如何形成的？ （1） 当收听到 fc=570kHZ 的电台时，听到频率为 1500kHZ 的强电台播音； （2） 当收听 fc=929kHZ 的电台时，伴有频率为 1kHZ 的哨叫声； （3） 当收听 fc=1500kHZ 的电台播音时，听

31、到频率为 750KHZ 的强电台播音。 解：（1）为镜像频率干扰（p=1、q=1），这是因为 570+465=1500-465。 h 対 W = 570 + 2x465 二 1500 或 ( kHZ) （2）为组合频率干扰（p=1、q=2 ）。当 fc =929 kHZ 时，fL = fl + fc=465+929=1394 kHZ , 而 2 fc- fL =2 X 929-1394=464kHZ，此组合频率分量在检波器中将与 465kHZ 的中频信号进 行差拍检波，从而产生 1kHZ 的干扰哨声。 （3）为副波道干扰（p=1、q=2）。这是因为 +(-11 = 1500 = 750 (kH

32、Z ) 20.超外差广播收音机的接收频率范围（ 5251605） kHZ，中频 fl =fL-fc=465kHZ。 （1） 当收到 fc =600 kHZ 电台播音时，除了调谐在 600 kHZ 频率刻度上能收听到该电台信 号外，还能在接收频段内哪些刻度上收听到该电台信号（写出最强的两个）？ （2） 当收到频率 fc =600 kHZ 的电台信号时，还能同时收听到哪些频率的电台信号（写出 最强的两个）？ 解：（1 ）对于其他电台，600 kHZ 实际是干扰频率，是副波道干扰，则 +1)】 q 当 p=1、q=1 时，fN1 =1530 kHZ （镜频），当 p=1、q=2 时，fN2 =765

33、 kHZ。即在收到频率 fc =600 kHZ 的电台信号时，还能同时收听到频率为 1530kHZ 和 765kHZ 两个电台信号 21 混频器中晶体三极管在静态工作点上展开的转移特性由下列级数表示： - 。已知混频器的本振频率 fL=23MHZ，中频频率 fl =fL-fc=3MHZ。若在混频器输入端同时作用着 fN 仁 19.6MHZ 和 fN2=19.2MHZ 的干扰信号 （2）已知 fc =600 kHZ，则干扰信号频率为 当 p=1、q=2 时，fc=1200 kHZ ;当 p=1、q=3 时，fc=870kHZ。即在 fc 为 1200kHZ 和 870kHZ 两个电台，能听到 6

34、00 kHZ 电台的播音。 图 10.30 仅供个人参考 不得用于商业用途 试问在混频器输出端是否会有中频信号输出？它是通过转移特性的几次方项产生的？ 解：由于 fL-( 2 fN1- fN2)=23-( 2 X佃.6-佃.2) =3= fl，因此混频器中会有中频信号输出， 它是由转移特性的四次方项(p+q+r=4 )产生的。 22、如图大信号检波电路，已知 ：输入已调波 u=20(1+0.3cos2 n Ft)cos2 n fct(V) 其中，载频fc= 465kHz,调制信号频率 F= 5kHz，负载电阻 RL=5kQ，试确定: 1. 滤波电容 CL的大小 2. 检波器输入电阻 Ri=? 3若检波效率n d=n a=0.8 ,则检波器在负载上得到的低频信号电压幅度 U卸=? 直流电压幅度 UAV=? (12 分) 解：1.为了不产生惰性失真, 2 5TJRLCLma c 11 解得 410pFW CL 0.02uF 2. Ri= RL /2=2.5k Q 3. 直流电压 UAV=16V 低频电压振幅值 UQm=0.8 X 0.3 X 20= 4.8V 23、有一调幅波表达式为：(12%) 6 u(