第5章振幅调制解调与混频电路课件

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调幅波的基本性质调幅电路检波器混频器Agenda调幅波的基本性质高频电子线路研究的对象高频电子线路研究的对象调幅波的数学表达式和波形(1)数学表达式uAM(t)=Um(t)cosωct=[Ucm+kauΩ(t)]cosωct1调幅波的基本性质Um(t)=Ucm+kauΩ(t)：调幅波的振幅uc(t)=Ucmcos(ωct)=Ucmcos(2πƒct)：载波信号uΩ(t)：调制信号ka：调制灵敏度，是由调制电路决定的比例常数。调幅波的数学表达式和波形(1)数学表达式uAM(t)=Um当调制信号为一单频信号时，即uΩ(t)=UΩmcosΩt=UΩmcos2πFt式中，Ω为调制信号角频率，F为调制信号频率，且有Ω＝2π

F，通常F<<ƒc。由此可得uAM(t)=(Ucm+kaU

Ω

mcosΩt)cosωct=Ucm(1+macosΩt)cosωct其中1调幅波的基本性质调幅波的数学表达式和波形(2)单频调制数学表达式ma称调幅系数或调幅度，它表示载波振幅受调制信号控制的程度。当调制信号为一单频信号时，即uΩ(t)=UΩmcosΩt=U1调幅波的基本性质调幅波的数学表达式和波形(3)单频调制波形1调幅波的基本性质调幅波的数学表达式和波形(3)单频调制1调幅波的基本性质调幅波的数学表达式和波形(3)单频调制波形由图可知：调幅波的最大振幅等于Ucm(1+ma)，最小振幅等于Ucm(1－ma)，当ma=1时最小振幅等于零。若ma>1，将会导致调幅波在一段时间内振幅为零，此时调幅波将产生严重失真。为了避免失真，要求ma小于等于1，即ma≤11调幅波的基本性质调幅波的数学表达式和波形(3)单频调制将单频调幅波的数学表达式按三角函数展开，可得由上式可见，单频调制的调幅波由三个高频分量组成，除角频率为ωc的载波，还有ωc+Ω和ωc﹣Ω两个新频率分量。载波分量的振幅为ωc,而两个边频分量的振幅为maUcm/2。因ma的最大值只能等于1,所以边频振幅的最大值不会超过Ucm/2。1调幅波的基本性质调幅波的频谱与带宽uAM(t)=Ucmcosωct+½UcmmaUcmcos[(ωc+Ω)t]+½UcmmaUcmcos[(ωc﹣Ω)t]将单频调幅波的数学表达式按三角函数展开，可得由上式可见，单频1调幅波的基本性质调幅波的频谱与带宽1调幅波的基本性质调幅波的频谱与带宽1调幅波的基本性质从频谱图可见，在调幅波中，载波并不含有任何有用信息，要传送的信息只包含在边频之中。边频的振幅反映了调制信号幅度的大小，边频的频率虽然属于高频范畴，但反映了调制信号的高低。单频调制的调幅波的频带宽度为调制信号频率的两倍，即BW=2F。复杂信号调制的调幅波的最高频率为ƒc+Fmax，而最低频率为ƒc-Fmax，因此频带宽度等于调制信号最高频率的两倍，即BW=2Fmax。调幅波的频谱与带宽1调幅波的基本性质从频谱图可见，在调幅波中，载波并不含有任(2)上(下)边频功率:(1)载波功率:(4)调幅信号总功率:(3)上下边频总功率:1调幅波的基本性质调幅波的功率关系(2)上(下)边频功率:(1)载波功率:(4)调幅信号(1)双边带------抑制载波只传送上下边带(2)单边带------抑制载波和其中一个边带1调幅波的基本性质双边带调制与单边带调制(1)双边带------抑制载波只传送上下边带(2)单边2调幅电路调幅电路的类别2调幅电路调幅电路的类别基极调幅电路（欠压状态）(2)电路及波形2调幅电路(1)基本原理：用调制信号控制丙类谐振功放的基极偏压，从而实现调幅。基极调幅电路（欠压状态）(2)电路及波形2调幅电路(1集电极调幅电路（过压状态）(2)电路及波形2调幅电路(1)基本原理：用调制信号控制丙类谐振功放的集电极电压，从而实现调幅。集电极调幅电路（过压状态）(2)电路及波形2调幅电路(作用：实现两个模拟信号相乘。模拟乘法器调幅电路(1)模拟乘法器简介(2)调幅电路符号：2调幅电路作用：实现两个模拟信号相乘。模拟乘法器调幅电路(1)模拟模拟乘法器调幅电路实例2调幅电路模拟乘法器调幅电路实例2调幅电路二极管平衡调幅电路(1)电路组成原理2调幅电路二极管平衡调幅电路(1)电路组成原理2调幅电路设有：二极管平衡调幅电路(2)工作原理2调幅电路其中则设有：二极管平衡调幅电路(2)工作原理2调幅电路其中则二极管平衡调幅电路(2)工作原理2调幅电路上式是在忽略高次方项后得出的，可见含有频率分量F、fc±F

，只要在输出端用一中心频率为fc

、带宽为2F的带通滤波器，就可以取出分量fc±F

，实现双边带调制。二极管平衡调幅电路(2)工作原理2调幅电路上式是在忽略检波器概述(1)作用：(2)实质：从高频调幅波中解调出原调制信号检波器实际上是一种频谱搬移电路3检波器(3)分类：检波器概述(1)作用：(2)实质：从高频调幅波中解调出大信号包络检波器(1)电路组成(2)工作原理3检波器大信号包络检波器(1)电路组成(2)工作原理3检波器大信号包络检波器的惰性失真RLCL过大使二极管在截止期间CL的放电速度太慢，以致跟不上调幅波包络的下降速度，出现如图所示的失真现象。(1)形成原因(2)波形现象(3)避免条件3检波器大信号包络检波器的惰性失真RLCL过大使二极管在截止期间大信号包络检波器的负峰切割失真波形：3检波器相当于给V加了一额外的反偏电压，当RL比Ri2大得多的情况下，URL就很大使得输入调幅波包络的大小在某个时段小于URL，导致V在这段时间截止，产生非线性失真。其底部被切去，形成“负峰切割失真”。大信号包络检波器的负峰切割失真波形：3检波器相当于给V加克服负峰切割失真的方法为了避免负峰切割失真，必须因而：3检波器也就是说，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直流负载的差别。克服负峰切割失真的方法为了避免负峰切割失真，必须因而：3同步检波器(1)电路特点①对AM、DSB、SSB等调幅波均适用。②工作时需要有一同步参考信号(与载波同频同相)。(2)同步检波原理3检波器同步检波器(1)电路特点①对AM、DSB、SSB等调幅分析可知其中含有频率分量0、F、2fc、(2fc±F)用一低通滤波器后再隔直便得到低频调制信号。同步检波器(2)同步检波原理设：则：3检波器分析可知其中含有频率分量0、F、2fc、(2fc±F)用一混频器的作用(1)文字描述(2)框图描述(3)表达式描述4混频器变频是指将高频已调波经过频率变换，变为固定中频已调波。混频器的作用(1)文字描述(2)框图描述(3)表达式(5)频谱描述(4)波形描述4混频器混频器的作用(5)频谱描述(4)波形描述4混频器混频器的作用混频器在接收机中的位置4混频器混频器在接收机中的位置4混频器示例：经过混频器变频后，输出频率为混频的结果：较高的不同的载波频率变为固定的较低的载波频率，而振幅包络形状不变。4混频器示例：经过混频器变频后，输出频率为变频前后的频谱图频谱搬移4混频器变频前后的频谱图频谱搬移4混频器经带通后取出差频分量，即得到中频信号，其中频电流为：混频的基本原理设：根据非线性器件的幂级数展开式：代入两信号分析可得其中含有频率分量：4混频器经带通后取出差频分量，即得到中频信号，其中频电流为：混频的失真：输出中频信号的频谱结构与输入信号的不同干扰：混频器产生的大量不需要的组合频率分量主要性能指标(1)混频增益(2)选择性要求选频网络的选择性好,矩形系数接近于1。(3)失真与干扰4混频器失真：输出中频信号的频谱结构与输入信号的不同主要性能指标(模拟乘法器混频器经中心频率为fI

，带宽为2F的带通滤波器滤波后，得：4混频器模拟乘法器混频器经中心频率为fI，带宽为2F的带通滤波器二极管平衡混频电路带通后得：4混频器二极管平衡混频电路带通后得：4混频器4混频器(1)基本原理利用三极管ic和uBE的非线性来进行频率变换(2)几种基本形式

三极管混频器4混频器(1)基本原理三极管混频器4混频器(1)组合频率干扰混频器本身的组合频率中无用频率分量所引起的干扰(2)副波道干扰由于接收机前端选择性不好,外界干扰信号窜入而引起的干扰(最强两个:中频干扰和镜像干扰)(3)交叉调制干扰在有用中频信号的包络上叠加了干扰信号的包络而引起(4)互调干扰干扰信号之间彼此混频而产生接近中频的信号而引起混频干扰4混频器(1)组合频率干扰混频干扰本章小结调幅有普通调幅和抑制载波调幅，普通调幅波的包络反映了调制信号变化的规律