高频电子线路完整章节课件_10(5-3)

1、1 1主讲教师主讲教师: :付丽华付丽华2015-16(1)2015-16(1)2上节回顾上节回顾5.35.3调幅电路调幅电路 1.1.分类分类2.2.基极调幅电路基极调幅电路 3.3.集电极调幅电路集电极调幅电路4.4.模拟乘法器调幅电路模拟乘法器调幅电路3上节回顾上节回顾1 1、调幅电路的类别、调幅电路的类别u一般置于发射机的一般置于发射机的最后一级，是在功率最后一级，是在功率电平较高的情况下进电平较高的情况下进行调制。行调制。u一般置于发射机的一般置于发射机的前级，再由线性功率前级，再由线性功率放大器放大已调幅信放大器放大已调幅信号，得到所要求功率号，得到所要求功率的调幅波。的调幅波。2

2、 2、基极调幅电路（欠压状态）、基极调幅电路（欠压状态）上节回顾上节回顾(2) (2) 电路及波形电路及波形(1) (1) 基本原理基本原理用调制信号控制丙类谐振功放的用调制信号控制丙类谐振功放的基极偏压基极偏压，从而实现调幅。，从而实现调幅。高频载波高频载波低频调制低频调制调幅波调幅波u载波载波u uc c( (t t) )由高频变压器由高频变压器TrTr1 1加到基极，加到基极，u调制信号调制信号u u( (t t) )经低频变经低频变压器压器TrTr2 2加到基极回路，加到基极回路，C C2 2为高频旁路电容，为高频旁路电容，C C1 1和和C Ce e对高、低频信号均起对高、低频信号均

3、起旁路作用，旁路作用，L,CL,C谐振在载谐振在载频频f fc c上上4用调制信号控制丙类谐振功放的用调制信号控制丙类谐振功放的集电极集电极电压，从而实现调幅。电压，从而实现调幅。上节回顾上节回顾3 3、集电极调幅电路（过压状态）、集电极调幅电路（过压状态）(1) (1) 基本原理基本原理(2) (2) 电路及波形电路及波形u载波载波u uc c( (t t) )通过高频变压器通过高频变压器TrTr1 1引到被调放大器引到被调放大器V V的基的基极，极，u调制信号调制信号u u( (t t) )通过低频变通过低频变压器压器TrTr2 2加到加到V V集电极回路，集电极回路，且与电源电压且与电源

4、电压V VCCCC相串联，相串联， C C1 1、 C C2 2为高频旁路电容，为高频旁路电容， uL,CL,C谐振在载频谐振在载频f fc c上。上。56作用：实现两个模拟信号相乘。作用：实现两个模拟信号相乘。上节回顾上节回顾-调幅电路调幅电路YXMOuuAu 4 4、模拟乘法器调幅电路、模拟乘法器调幅电路(1) (1) 模拟乘法器简介模拟乘法器简介符号： 乘积系数，常数，单位乘积系数，常数，单位1/V1/V7作用：实现两个模拟信号相乘。作用：实现两个模拟信号相乘。上节回顾上节回顾-调幅电路调幅电路4 4、模拟乘法器调幅电路、模拟乘法器调幅电路(2) (2) 调幅电路调幅电路8 85.45.

5、4检波器检波器 1.1.概述概述 2.2.大信号包络检波器大信号包络检波器3.3.惰行失真惰行失真 4.4.切割失真切割失真 本节内容本节内容【本节要求本节要求】 u掌握振幅解调的基本原理掌握振幅解调的基本原理u掌握二极管包络检波器的典型电路、工作原理，掌握二极管包络检波器的典型电路、工作原理，了解其参数的选择方法，掌握避免惰性失真、负峰了解其参数的选择方法，掌握避免惰性失真、负峰切割失真的方法。切割失真的方法。u掌握同步检波电路的组成模型与基本原理掌握同步检波电路的组成模型与基本原理N模拟乘法器调幅电路实例模拟乘法器调幅电路实例9普通调幅波波形普通调幅波波形N模拟乘法器调幅电路实例模拟乘法器

6、调幅电路实例双边带平衡调幅波形双边带平衡调幅波形5.4 5.4 振幅检波电路振幅检波电路【定义定义】u从高频调幅信号中取出原调制信号的过程从高频调幅信号中取出原调制信号的过程称为称为振幅解调，或振幅检波，简称检波。振幅解调，或振幅检波，简称检波。【主要要求主要要求】u检波效率高、失真小、输入电阻较高。检波效率高、失真小、输入电阻较高。【作用作用】从高频调幅波中从高频调幅波中解调解调出原调制信号出原调制信号115.4 5.4 振幅检波电路振幅检波电路【定义定义】u从高频调幅信号中取出原调制信号的过程从高频调幅信号中取出原调制信号的过程称为称为振幅解调，或振幅检波，简称检波。振幅解调，或振幅检波，

7、简称检波。【主要要求主要要求】u检波效率高、失真小、输入电阻较高。检波效率高、失真小、输入电阻较高。【作用作用】从高频调幅波中从高频调幅波中解调解调出原调制信号出原调制信号1213135.4 5.4 检波器检波器分类分类1 1、检波器概述、检波器概述5.4.1 振幅解调基本原理振幅解调基本原理适用普通调幅波的检波适用普通调幅波的检波一、包络检波电路一、包络检波电路二、同步检波电路二、同步检波电路检波输出电压直接反映高频调幅信号的包络变化规律检波输出电压直接反映高频调幅信号的包络变化规律适用三种调幅波的检波，但通常用于解调适用三种调幅波的检波，但通常用于解调DSB、SSBur(t) 与载波同频同

8、相与载波同频同相 的同步信号的同步信号ur(t)AMXYXYLPFus(t)uO(t)uO(t)乘积型同步检波电路组成模型乘积型同步检波电路组成模型142 2、大信号包络检波器、大信号包络检波器5.4 5.4 检波器检波器【问题与讨论问题与讨论】：DSBDSB和和SSBSSB信号可否使用包信号可否使用包络检波？为什么？络检波？为什么？uDSBDSB和和SSBSSB信号，包络复杂，必须使用同步信号，包络复杂，必须使用同步检波。检波。15从频谱关系看振幅解调过程从频谱关系看振幅解调过程5.4.1 5.4.1 振幅解调基本原理振幅解调基本原理u检波的输入信号是高频载波和边频分量，输出是低频调制信号u

9、在频域上的作用在频域上的作用是将振幅调制信是将振幅调制信号频谱不失真地号频谱不失真地搬回原来的位置，搬回原来的位置，u本质：检波器实本质：检波器实际上是一种际上是一种频谱频谱搬移搬移电路；电路；u可用乘法器实现可用乘法器实现16同步检波电路的工作原理同步检波电路的工作原理(例例5.4.1)设设rrmc( )cosu tUt=，则则5.4.1 5.4.1 振幅解调基本原理振幅解调基本原理17u解调输出电压高频分量，可以被低通滤波器滤除5.4.2 5.4.2 二极管包络检波电路二极管包络检波电路一、电路与工作原理一、电路与工作原理稳定在稳定在U UO O上。上。RCRC增大则增大则U UO O增大

10、增大 当满足当满足Usm0.5V，RC1/w wc , RrD 时，时，可认为可认为 Uom Usm18u当检波器输入ui(t)为高频等幅信号时，其输出电压为uo(t)，u电路接通后，载波正半周二极管导通，并给负载电容CL充电，充电常数为CLRV (RV为V的正向导通电阻)很小，充电电流很大，CL上的电压uo(t)很快就接近高频输入电压的最大值，这个电压建立后，又通过信号源反向加到二极管两端，此时二极管上端电压uv=ui(t)-uo(t)。u这时二极管导通与否，由电容器上的电压uo与输入电压ui共同决定。 当高频输入电压的幅度下降到小于uo时，二极管处于截止状态，电容器则通过RL放电，由于放电

11、时间常数RLCL CLRV ,故放电速度慢。 当uo下降得不多时，二极管又导通，重复上述充放电过程。5.4.2 5.4.2 二极管包络检波电路二极管包络检波电路一、电路与工作原理一、电路与工作原理调幅波包络检波波形调幅波包络检波波形要求要求Usm0.5V，RC1/w wc , RrD二极管处于大信号工作状态，故称大信号检波器二极管处于大信号工作状态，故称大信号检波器19二、检波效率与输入电阻二、检波效率与输入电阻1. 1. 检波效率检波效率h hd 设设sm0ac(1cos)cosuUmtt=+0(1cos)OdmauUmth=+Wh hd 1，一般，一般80%2. 输入电阻输入电阻 RiR

12、Ri i = =输入高频电压振幅输入高频电压振幅二极管电流基波分量振幅二极管电流基波分量振幅2iRR则则dm0dam0cosUmUthh=+直流直流解调输出信号解调输出信号根据输入检波电路的高频功率根据输入检波电路的高频功率近似等于检波负载获得功率可得近似等于检波负载获得功率可得205.4.2 5.4.2 二极管包络检波电路二极管包络检波电路u电路输入的调幅波电压u检波器输出电压u检波电压传输系数，又称检波效率u当R足够大时，为常数，为线性检波【说明】 从图中可以看到，虽然电容两端的电压uo有些起伏，但由于充电快，放电慢，uo实际上的起伏很小，可近似认为与高频已调波的包络基本一致，故称为包络检

13、波。 理想情况下，大信号包络检波器的输出波形应与输入调幅波的包络形状完全相同。 但是实际上，二者总会有一些差别，即检波器产生了失真。如果电路参数选择不当，二极管包络检波器将会产生它所特有的惰性失真和负峰切割失真。215.4.2 5.4.2 二极管包络检波电路二极管包络检波电路三、惰性失真与负峰切割失真三、惰性失真与负峰切割失真22amax2aLL21mFmCRR RL L C CL L过大使二极管在截止期间过大使二极管在截止期间C CL L的放电速度太慢，以致跟不上调的放电速度太慢，以致跟不上调幅波包络的下降速度幅波包络的下降速度 ，出现如，出现如图所示的失真现象。图所示的失真现象。(1) 形

14、成原因(2) 波形现象(3) 避免条件uUo在t1t2时刻产生了失真，这种非线性失真是由于CL上的电荷来不及放掉的惰性引起的，故称为惰性失真，又称为对角切割失真。三、惰性失真与负峰切割失真三、惰性失真与负峰切割失真5.4.2 5.4.2 二极管包络检波电路二极管包络检波电路2. 负峰切割失真负峰切割失真原因：原因：检波电路的交流负载电阻和直流负检波电路的交流负载电阻和直流负载电阻相差太大。载电阻相差太大。现象现象ow wc tuOu W Wow wc t23三、惰性失真与负峰切割失真三、惰性失真与负峰切割失真5.4.2 5.4.2 二极管包络检波电路二极管包络检波电路当当R RL L比比R R

15、i2i2大得大得多的情况下，多的情况下，U URLRL就很大使就很大使得输入调幅得输入调幅波包络的大波包络的大小在某个时小在某个时段小于段小于U URLRL，导致导致V V在这段在这段时间截止，时间截止，产生非线性产生非线性失真。失真。其底部被切其底部被切去，形成去，形成“负峰切割负峰切割失真失真”。24也就是说，负峰切割失真本质上是由于检波器交、直也就是说，负峰切割失真本质上是由于检波器交、直流负载不等而引起，为此可采用如图的措施来减小交流负载不等而引起，为此可采用如图的措施来减小交直流负载的差别。直流负载的差别。5.4 5.4 检波器检波器)1 (aimmU)(L（直流负载交流负载）RRL

16、R为了避免负峰切割失真，必须因而：im2iLLRLURRRU2iL2iaRRRmLL2i/RRRR2L1LRR2i2L1L/ RRR三、惰性失真与负峰切割失真三、惰性失真与负峰切割失真四、二极管包络检波电路的元件选择四、二极管包络检波电路的元件选择原则：原则：满足满足非线性失真非线性失真指标，提供尽可能大的指标，提供尽可能大的h hd 、Ri 。1. 检波二极管的选择检波二极管的选择2. R、C的选择的选择正向导通电阻、结电容要小，导通电压要低。正向导通电阻、结电容要小，导通电压要低。通常选用点接触型锗二极管。通常选用点接触型锗二极管。LaaiRmmRRmaxmax12 maxmax2max1105W W aacmmRCw wDCC10 从提供从提