《高频电子线路》阳昌汉版 第5章-振幅调制电路

第5章振幅调制电路概述振幅调制原理及特性振幅调制电路

1一、基本概念信号

载波信号：（等幅）高频振荡信号

正弦波

方波

三角波

锯齿波调制信号：由原始信号转换成的低频信号已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号

5.1概述调制：用调制信号去控制载波信号的某一个参量的过程。

解调：调制的逆过程，即从已调波中恢复原调制信号的过程。（基带信号）2二、调制的分类按调制信号分模拟调制按载波信号分连续波调制脉冲波调制振幅调制（简称调幅，AM）频率调制（简称调频，FM）相位调制（简称调相，PM）脉冲振幅调制(PAM)脉冲宽度调制(PWM)脉冲位置调制(PPM)脉冲编码调制(PCM)（正弦波）本章以调制信号为模拟信号的连续波调制为例进行讨论，其结论也适合于数字调制数字调制3调制：由调制信号去控制载波的三参量（振幅、频率、相位）之一，使其随调制信号线性变化。三、调制与解调的方式瞬时振幅：瞬时频率：瞬时相位：调幅：检波对应解调用控制载波振幅调频：鉴频对应解调用控制载波频率调相：鉴相对应解调用控制载波相位45.2振幅调制原理及特性5.2.1普通调幅波简称AM调幅波一、普通调幅波一般表达式载波信号：调制信号：普通调幅波振幅：普通调幅波信号：

ka由调幅电路决定通过相乘实现！5二、单频调制把调幅波振幅变化规律，即称为调幅波的包络。1、表达式通常

调幅指数或调幅度，表示载波振幅受调制信号控制后改变的程度62、波形波形特点：（1）调幅波的振幅（包络）的变化规律与调制信号波形一致（2）调幅度ma反映了调幅的强弱程度，可以看出：一般ma值越大调幅越深

ma=0时未调幅ma=1时最大调幅（百分之百）ma>1时过量调幅，包络失真，实际电路中必须避免7百分百调幅波形过量调幅波形可见,调幅波并不是一个简单的正弦波，包含有三个频率分量：

3、频谱载波分量：上边频分量：下边频分量：不含传输信息含传输信息含传输信息8

Ω调制信号ωc载波调幅波ωc

+Ω上边频ωc

-Ω下边频特点:（1）调制过程是实现频谱线性搬移的过程（2）调幅波的带宽：94、功率载波功率：每一边频功率：故由于调幅波的平均总功率：当ma=1时，边频功率达到最大，但仅为Poav/3实际使用中，ma在0.1~1之间，平均值为0.3。可见普通调幅波中含有信息的上下边频分量所占的功率非常小，而不含信息的载波占绝大多数，因而调幅波的功率浪费大，效率低。10复习回顾3、AM波的功率分配1、AM波数学表示式2、AM波频谱结构11三、多频调制12同样含有三部分频率成份载波分量上边频带分量下边频带分量Ωmaxωcω调制信号ω

c载波ω调幅波ωc-Ωmax下边频带ωc+Ωmax上边频带ΩmaxΩmaxΩmax特点:（1）实现频谱线性搬移（2）调幅波带宽：

同单频调制，信息含于边带分量中，载波不含有用信息，但载波占有很大能量。不经济。要抑制载波。最高调制频率通常135.2.2抑制载波的双边带和单边带调幅波一、双边带调幅波1、表达式DSB波：抑制了载波分量，只含上、下边带分量。单频调制时：用载波和调制信号直接相乘实现！无载波分量！2、频谱调制信号载波下边频上边频带宽：频谱只有DSB波的频谱成份中抑制了载波分量，全部功率为边带占有，功率利用率高于AM波。143、波形（2）包络随调制信号变化，但包络不能完全准确地反映调制信号变化规律。包络线特点：（1）载波相位在调制电压零交点处要突变15二、单边带调幅波1、表达式SSB波：只含一个边带分量单频调制时2、频谱或单频调制的单边带调幅波的频谱为或（1）频带只有双边带调幅波的一半，其频带利用率高3、特点（2）全部功率都含有信息，功率利用率高16例1设某一广播电台的信号电压问：此电台的频率是多少？调制信号频率是多少？解：电台的角频率为：频率为：调制信号的角频率为：频率为：17例2已知调幅波输出电压

试求出调幅系数及频带宽度，画出调幅波波形和频谱图。18例3已知调幅波表示式试画出它的波形和频谱图，求出频带宽度。若已知RL=1Ω，试求载波功率、边频功率、调幅波在调制信号一周期内的平均功率。195.3振幅调制电路在低功率电平时进行调制，因此它产生小功率的调幅波，然后由线性功率放大器放大，得到所要求功率的调幅波，一般用于发射机的前级。按输出信号功率的高低分：高电平调幅电路：低电平调幅电路：优点：整机效率高。设计时输出功率和效率不是主要指标。重点是提高调制的线性度，减小不需要的频率分量和提高滤波性能。在所需的功率电平上进行调制，调制与功放合一，一般用于发射机的末级。一般只能产生AM。设计时必须兼顾输出功率、效率和调制线性的要求。205.3.1低电平调幅电路主要电路：主要用途：可产生AM、DSB

、SSB二极管调幅电路

模拟乘法器调幅电路

单二极管开关状态调幅电路

二极管平衡调幅电路

二极管环型调幅电路

21开关频率当二极管在两个电压共同作用下，其中一个电压振幅足够大，另一个电压振幅较小，二极管的导通和截止将完全受大振幅电压的控制，可以近似认为二极管处于理想开关状态。+-udidid一、单二极管开关状态调幅电路

(1)什么是开关状态(2)调幅原理+-ud?id=?22uc（t）为周期性的函数，可用傅立叶级数展开引入开关函数表示二极管的开关作用?23

Ω

ωc

2ωcB=2Ω经带通滤波后可取出可得到AM信号24+D1、D2都是在的正半周导通，负半周截止，故其开关函数都是二、二极管平衡调幅电路ud1ud2i1i2+uL1_＋u'L—－uL2+1:11:22:1251:11:22:1Ω

ωc+Ωωc-Ω3ωc+Ω3ωc-Ω能实现DSB调幅信号的调幅。

经带通滤波后可取出i1i2i26D1D32C2LRLT2D4D2T3T1

在平衡电路的基础上，再增加两个二极管D3、D4。电路中四个二极管首尾相接。（1）电路结构构成环形

三、二极管环形调幅电路则有

D1D2D3D4D1D3C2LRLT2D4D2T3T1+

-uc+

-uc+uL-uΩ+-uΩ+-uΩ+-III设：27（2）工作原理分析D3、D4的开关函数是D1、D2的开关函数是，28那么在一个周期内平衡调幅电路I，II在负载RL上产生的电压为：3ωc-Ω3ω+Ωωc-Ωω+Ω能实现DSB调幅信号的调幅。

经带通滤波后可取出29四、模拟乘法器调幅电路(一)模拟乘法器的传输特性模拟乘法器具有两个输入端（常称X输入和Y输入）和一个输出端，

是一个三端口网络，电路符号如图所示：理想的传输特性：式中：K为增益系数或标度因子，单位为，K的数值与乘法器的电路参数有关。30(二)模拟乘法器的振幅调制原理------实现双边带调幅且改变UAB可改变ma

------实现普通调幅波调幅用于实现调幅的模拟乘法器有国产芯片BG314、XCC，国外芯片MC1496（1596）、AD630等。31(三)模拟乘法器的工作原理i5为T1、T2差分放大电路的恒流源。总电路有两个单差分对管电路T1、T2

、T5和T3、T4、T6组合而成。i6为T3、T4差分放大电路的恒流源。I0为T5、T6差分对管的恒流源。1、双差分对管模拟乘法器的原理电路输入信号ux加在两个单差分对管的输入端，uy加在T5和T6的输入端。i1i2i3i4i5i6iⅠiⅡ32式中，q为电子电荷；k为波耳兹曼常数；T为绝对温度。2

、T5和T6组成差分对管的电流电压关系同理333、T1、T2和T3、T4组成的差分对管的电流电压关系34当输入为小信号并满足：------只有当输入信号较小时，具有较理想的相乘作用。4、输出电压35I0/2I0/2RcRcVccT1T2T3T4T5T6Ry+ux-+uy-Ry取值应远大于晶体管T5,T6的发射极电阻，即有静态时，i5

=i6=I0/2iIiII-uo+Iyi5i6当加入信号uy时，流过Ry的电流为：5、扩大uy的线性动态范围的措施∵有使用射极负反馈电路Ry，可扩展uy的线性范围。36经输出端中心频率为，带宽为的带通滤波器，则取出的为DSB信号。为大信号输入即。根据双曲正切函数的特性，大信号条件下具有开关函数的特性37MC1596调幅电路R1、R2、R3和Rc为管子提供静态偏压，8端为交流地电位；(四）模拟乘法器MC1596调幅电路T7、T8和D构成镜像电流源。扩展uΩ的线性动态范围载波调零电位器，可通过调节Rw，使，相当于在1、4脚之间加了一个直流电压Uo，以产生AM波。385.3.2高电平调幅电路主要要求：兼顾输出功率大、效率高、调制线性度好用途：产生普通调幅波主要电路：利用丙类谐振功放实现基极调幅集电极调幅调制信号控制基极电源电压，工作于欠压区，效率较低，适用于小功率发射机。调制信号控制集电极电源电压，工作于过压区，效率高。根据调制信号接入方式的不同分为：39一、集电极调幅电路（一）电路构成分析时,将此电路看成高频功率放大电路:

集电极有效电源电压为：高频旁路电容它随调制信号变化而变化。40（二）调幅原理由图可知,在过压区,IC0

、Ic1m与VCC成线性关系:可见此电路可产生普通调幅波。要得到100%调幅，即41（三）各功率和效率（1）在载波状态即未调制时集电极效率：集电极损耗：载波输出功率:直流电源输入功率:42（2）在调制最高点，即集电极效率：集电极损耗：输出功率:有效电源输入功率:43（3）在调制信号一周内,VCT提供的功率提供的功率平均直流输入功率:调制信号提供的功率：44边频功率：集电极平均损耗：平均集电极效率：由调制信号提供，调制信号为功率源。451）必须工作在过压区。2）在调制一周内的各平均功率都是载波状态对应功率的倍。4）调制过程中效率不变。（等效率调制）3）在调制最高点的各功率都是载波状态对应功