信号一振幅调制

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1、天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难1第五章第五章 信号变换一信号变换一：振幅调制、振幅调制、 解调与混频电路解调与混频电路5.1 5.1 信号变换概述信号变换概述5.2 5.2 振幅调制电路振幅调制电路5.3 5.3 振幅解调电路振幅解调电路5.4 5.4 混频电路混频电路5.5 5.5 自动增益控制自动增益控制本章小结本章小结天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难2高频电子线路高频电子线路第五章第五章 信号变换一信号变换一：振幅调振幅调制、制、 解调与混频电路解调与混频电路 5.1 信号变换概述信号变换概述天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难3

2、5.1 信号变换概述信号变换概述w 在电子技术中，有时需要频率变换，例如调幅、在电子技术中，有时需要频率变换，例如调幅、检波、混频等。检波、混频等。w 在频率变换，就是输出信号的频率与输入信号的在频率变换，就是输出信号的频率与输入信号的频率不相同，而且满足一定的变换关系。频率不相同，而且满足一定的变换关系。w 进行频率变换必须利用非线性器件进行频率变换必须利用非线性器件。非线性器件。非线性器件可采用二极管、三极管、场效应管、差分对管及可采用二极管、三极管、场效应管、差分对管及模拟乘法器。模拟乘法器。w 非线性特性的幂级数表示法非线性特性的幂级数表示法 ia0a1ua2u2 天下事有难易乎,为之

3、,则难者亦易矣;不为,则易者亦难4一、为什么要调制一、为什么要调制1. 信号不调制进行信号不调制进行发射天线太长发射天线太长，无法架设无法架设。2. 信号不调制进行传播会信号不调制进行传播会相互干扰，无法接相互干扰，无法接收。收。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难5二、几个基本概念二、几个基本概念 载波载波：高频振荡波：高频振荡波 载频载频：载波的频率：载波的频率 调制调制：将低频信号：将低频信号“装载装载”在载波上的过在载波上的过程。即用低频信号去控制高频振荡波的某个程。即用低频信号去控制高频振荡波的某个参数，使高频信号具有低频信号的特征的过参数，使高频信号具有低频信号的特

4、征的过程。程。 已调波已调波：经调制后的高频振荡波。：经调制后的高频振荡波。 解调解调：从已调信号中取出原来的信息。：从已调信号中取出原来的信息。 调制信号调制信号：低频信号（需传送的信息）。：低频信号（需传送的信息）。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难6三、调制的方式三、调制的方式w 模拟调制有模拟调制有以正弦波为载波的以正弦波为载波的幅度调制幅度调制和和角度调制角度调制。w 幅度调制幅度调制，调制后的信号频谱和基带信号，调制后的信号频谱和基带信号频谱之间保持线性平移关系，称频谱之间保持线性平移关系，称为线性为线性幅幅度度调制调制。（振幅调制、解调、混频）。（振幅调制、解调

5、、混频）w 角度调制角度调制中，频谱搬移时没有线性对应关中，频谱搬移时没有线性对应关系，系，称为非线性称为非线性角度角度调制调制。（频率调制与。（频率调制与解调电路）解调电路）天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难75.1.1 振幅调制电路振幅调制电路一、普通调幅（一、普通调幅（AM） 什么是调幅？什么是调幅？ 载波的振幅值随调制信号的大小作线载波的振幅值随调制信号的大小作线性变化，称为振幅调制，简称性变化，称为振幅调制，简称调幅调幅（AM）2. 普通调幅电路模型普通调幅电路模型天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难83.普通调幅信号的表达式普通调幅信号的表达式 设

6、设载波载波uCUCmcoswCt 调制信号调制信号uUmcost 则则uoA（ uC Am uC u ） AUCm（1AmUmcost）coswCt Uom（1 kaUmUom cost）coswCt Uom（1ma cost）coswCtUomAUCm是未经调制的输出载波电压振幅是未经调制的输出载波电压振幅ma AmUm kaUmUom调幅系数调幅系数ka是取决于调幅电路的比例常数是取决于调幅电路的比例常数。 天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难94.调幅波的波形调幅波的波形天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难10调幅系数不同时的已调波波形调幅系数不同时的已调

7、波波形 0Ma 1天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难115.调幅波的频谱及其带宽调幅波的频谱及其带宽（1）单音频调幅波）单音频调幅波uo Uom（1ma cost）coswCtUomcoswCtmaUom/2cos（wC+）t maUom/2cos（wC- ）tBW=（ fc+F）-（fc-F）=2F天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难12（2）多音频调幅波）多音频调幅波 若若uU1mcos1 t+U2mcos2t +Unmcos nt 则则uo Uom（1ma1 cos 1t+ ma2 cos 2t + man cos nt ）coswCt 带宽带宽 BW=

8、2 Fmax天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难136.调幅波的功率关系调幅波的功率关系（1）载波功率）载波功率 Pc =U2cm / （2 RL ）（2） 上、下边频功率上、下边频功率 P上上= P下下=（maUCm/2）2 /（2 RL） = m2a U2cm / （8 RL ） = m2a Pc / 4（3）总边频功率总边频功率 P= m2a Pc / 2 （有用的功率有用的功率）（4）总平均功率）总平均功率Pa=Pc+P =（1+ m2a / 2）Pc天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难14例题例题设载波功率设载波功率Pc为为100W，问调幅度为，问调幅

9、度为1及及0.3时，总边频功率、总平均功率各为多少？时，总边频功率、总平均功率各为多少？（ma =1时，时， P= 50W、 Pa=150W、 ma = 0.3 时，时， P= 4.5W、 Pa=104.5W）天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难157.调幅波的几种调制方式调幅波的几种调制方式w 普通调幅（普通调幅（AM）：含载频、上、下边带：含载频、上、下边带w 双边带调幅（双边带调幅（DSB）：不含载频：不含载频w 单边带调幅（单边带调幅（SSB）：只含一个边带：只含一个边带w 残留单边带调幅（残留单边带调幅（VSB）：含载频、一个：含载频、一个边带边带天下事有难易乎,为之

10、,则难者亦易矣;不为,则易者亦难16二、双边带调制和单边带调制二、双边带调制和单边带调制1. 双边带调制双边带调制（1） 双边带调制电路的模型双边带调制电路的模型天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难17 （2）DSB信号数学表达式及频谱宽度信号数学表达式及频谱宽度uo Am uC u Am Umcost UCm coswCt 1 /2 Am Um UCm cos（wC+）t cos（wC- ）t频谱宽度频谱宽度BWDSB =2F 天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难18（3）DSB的波形（与的波形（与AM比）比）w 包络线不同包络线不同 DSB为半波、为半波、A

11、M为全波为全波w 相位不同相位不同 DSB调幅波的高频调幅波的高频相位相位在调制信号正负交在调制信号正负交替处要替处要突变突变而而AM波则为连续变化。波则为连续变化。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难19（3）DSB的波形的波形天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难202.单边带调制（单边带调制（SSB）（1）频谱宽度频谱宽度 BWSSB =F（2）单边带信号产生方法常用滤波法、移单边带信号产生方法常用滤波法、移相法相法。 滤波法滤波法是在是在DSB调制后加一带通滤波器，调制后加一带通滤波器，滤除一个边带，即可得到滤除一个边带，即可得到SSB已调波。已调波。 移

12、相法移相法调制电路由两个乘法器、两个调制电路由两个乘法器、两个90相移器和一个加法器组成相移器和一个加法器组成。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难21移相法单边带产生器框图移相法单边带产生器框图天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难225.1.2 振幅解调电路振幅解调电路w 从已调波中提、恢复调制信号的过程，称从已调波中提、恢复调制信号的过程，称为解调，通常也称为检波。为解调，通常也称为检波。w 完成解调的电路称为解调器或检波器。完成解调的电路称为解调器或检波器。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难23解调器的频谱变换解调器的频谱变换天下事有难易

13、乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难245.1.3 混频电路混频电路一、混频的概念一、混频的概念将频率为将频率为fc的高频已调载波信号不失真地变换的高频已调载波信号不失真地变换成频率为成频率为fI的中频已调信号的中频已调信号。（。（调制规律不变调制规律不变） 。 fI 、 fc之间的关系为之间的关系为 fI fc + fL fc fL fc fL fI fL fc fL fc fI fC的混频称为上混频，的混频称为上混频， fI fC的混频称为下混的混频称为下混频。频。调幅广播收音机一般采用下混频调幅广播收音机一般采用下混频，它的中频它的中频规定为规定为465kHz。天下事有难易乎,为之,

14、则难者亦易矣;不为,则易者亦难25二、混频器组成框图及工作原理二、混频器组成框图及工作原理 组成框图组成框图天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难26 工作原理工作原理w 两个不同频率的高频电压作用于非线性器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。其量、基波、谐波、和频、差频分量等。其中差频分量中差频分量fLo-fs就是混频所需要的中频成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。频率分量滤掉，

15、取出差频分量完成混频。w 若同一个非线性器件既完成混频、又作为若同一个非线性器件既完成混频、又作为本地振荡，则这个混频器通常称为本地振荡，则这个混频器通常称为变频器变频器。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难27高频电子线路高频电子线路第五章第五章 信号变换一：振幅调制、信号变换一：振幅调制、 解调与混频电路解调与混频电路 5.2 振幅调制电路振幅调制电路天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难285.2 振幅调制电路振幅调制电路w 振幅调制按其功率的高低可分为振幅调制按其功率的高低可分为低电平调制和低电平调制和高电平调制高电平调制。w 低电平调制主要用来实现双边带

16、和单边带调制低电平调制主要用来实现双边带和单边带调制，目前应用最广泛的低电平调制电路有：双差分目前应用最广泛的低电平调制电路有：双差分对模拟乘法器调幅、二极管环形调幅器调幅。对模拟乘法器调幅、二极管环形调幅器调幅。w 高电平调制主要用于实现普通调幅波调制高电平调制主要用于实现普通调幅波调制，它，它主要用在调幅发射机的末端主要用在调幅发射机的末端。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难295.2.1 模拟乘法器模拟乘法器一、乘法器的电路符号一、乘法器的电路符号天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难30二、恒流可变差分放大器的相乘特性二、恒流可变差分放大器的相乘特性 恒

17、流源差分放大器的相乘特性恒流源差分放大器的相乘特性天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难31 恒流源差分放大器的相乘特性恒流源差分放大器的相乘特性令令 UT=kT/q 为热力学电压为热力学电压 Ui=Ube1-Ube2（T300K时，时， UT 26mV） 当当差模输入电压差模输入电压Ui远小于远小于UT ，即，即| Ui | UTIC=Ic1-Ic2Iotanh (Ui/2UT) I0（ Ui /2 UT） Uo=ICRCI0RC（Ui /2 UT）天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难32 恒流可变差分放大器的相乘特性恒流可变差分放大器的相乘特性天下事有难易乎,

18、为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难33 恒流可变差分放大器的相乘特性恒流可变差分放大器的相乘特性 （两象限相乘器）（两象限相乘器） Io变成可变的，即由变成可变的，即由Uy控制控制Io ，而，而Ui=Ux。 当当Ux很小即很小即UxUT，Uy很大即很大即Uyube3， ICI0（Ui/2UT）（Uy/Re）（）（Ux/2UT） Uo=ICRC（RC/Re） （ Ux Uy /2 UT） Uy控制控制Io ，也就控制了，也就控制了V1和和V2的跨导，也称的跨导，也称跨导相乘器。跨导相乘器。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难34三、双差分模拟相乘器三、双差分模拟相乘器 （四象限

19、变跨导相乘器）（四象限变跨导相乘器）天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难35双差分放大器的相乘特性双差分放大器的相乘特性 当当Ux 、UyUT时时 ICI0（Ux/2UT）（）（Uy/2UT）因此，因此，对小信号而言对小信号而言，电路起模拟相乘作用。，电路起模拟相乘作用。可扩大输入电压的线性动态范围，见可扩大输入电压的线性动态范围，见P109的图的图5.21。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难36四、实用集成模拟相乘器举例四、实用集成模拟相乘器举例1. FZ4相乘器的简化电路图相乘器的简化电路图天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难372. FZ

20、4相乘器的相乘特性相乘器的相乘特性 Uo4UxUyRC/（I3RxRy）=KUxUy 其中其中K=4RC/（I3RxRy），称为相乘因子。），称为相乘因子。w 在在Uo的表达式中已不再有的表达式中已不再有UT，这说明在这种电，这说明在这种电路中，不再有路中，不再有Ux 、UyUT的要求，的要求，即扩展了即扩展了输入电压输入电压Ux 、Uy的线性动态范围。的线性动态范围。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难385.2.2 低电平调制电路低电平调制电路一、模拟相乘器调幅原理一、模拟相乘器调幅原理 双边带调幅双边带调幅相乘器相乘器 uo= Amuxuy设设ux为载波为载波uCUCmc

21、oswCt uy为调制信号为调制信号uUmcost则则uo=AmUCmcoswCt Umcost =0.5AmUCmUm cos（wC+）t cos（wC- ）t 实现实现DSB调制调制 天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难39 普通调幅普通调幅相乘器相乘器 uo=Amuxuy设设ux为载波为载波uCUCmcoswCt uy为调制信号叠加直流信号即为调制信号叠加直流信号即 uy Uo+Umcost则则uo=AmUCmcoswCt （Uo+Umcost） =AmUCmUocoswCt0.5AmUmUCmcos（wC+）t0.5AmUmUCmcos（wC- ）t ma=Um/Uo即

22、调节直流电压即调节直流电压Uo可改变可改变ma天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难40二、集成模拟乘法器实现调幅二、集成模拟乘法器实现调幅1.典型的调制解调器典型的调制解调器MC1596内部电路图内部电路图天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难412. MC1596实现普通调幅的电路实现普通调幅的电路天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难42w 为了获得合适的直流电压为了获得合适的直流电压Uo ，以调节，以调节ma的大的大小，在输入端的小，在输入端的1、4间接入了两个间接入了两个750的电的电阻，阻，50k的电位器（也称调零电路）。的电位器（也称调零

23、电路）。w 一般输入载波信号在（一般输入载波信号在（100400）mV，调，调制信号在（制信号在（1060）mV，已避免已调信号，已避免已调信号失真。失真。3. MC1596实现双边带调幅见实现双边带调幅见p112图图5.26。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难43三、环形调幅器三、环形调幅器实现实现DSB调幅调幅w 原理图天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难445.2.3 高电平调制电路高电平调制电路一、一、基极调幅基极调幅 原理图原理图要实现基要实现基极调幅，应工作在欠压状态极调幅，应工作在欠压状态天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难45各

24、元件作用各元件作用T1：高频变压器：高频变压器 T2：低频变压器：低频变压器T3：输出变压器：输出变压器C1：低频旁路：低频旁路 C2：高频旁路、低频开路：高频旁路、低频开路CE：交流旁路：交流旁路RE、RB1、RB2：偏置电阻：偏置电阻EB0=RB2EC/（RB1+RB2）-IERE L、C回路：带通滤波器把回路：带通滤波器把AM信号取出信号取出天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难46二、二、集电极调幅集电极调幅 原理图原理图为为实现集电极调幅，应工作在实现集电极调幅，应工作在弱过压状态弱过压状态天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难47高频电子线路高频电子线路

25、5.3 振幅解调电路振幅解调电路天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难485.3 振幅解调电路振幅解调电路w 按解调方法分有按解调方法分有包络检波包络检波和和同步检波同步检波。w 包络检波包络检波是指检波器输出电压与输入已调波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。这种方法只适用的包络成正比的检波方法。这种方法只适用于于AM波。波。w 同步检波同步检波是本地载波和发送载波必须保持同是本地载波和发送载波必须保持同频同相，即完全同步的检波方法。它对于频同相，即完全同步的检波方法。它对于AM、DSB、SSB、VSB都适用，但解调都适用，但解调AM信号比包络检波复杂，所以很

26、少采用。信号比包络检波复杂，所以很少采用。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难49单频调制时包络检波器的输入与输出波形单频调制时包络检波器的输入与输出波形天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难50同步检波器的框图同步检波器的框图天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难515.3.1 二极管包络检波电路二极管包络检波电路一、二极管包络检波电路的工作原理一、二极管包络检波电路的工作原理 原理图原理图要求：要求：1/wcCLRL 滤去高频滤去高频 1/CL RL 取出低频取出低频 即低通滤波器即低通滤波器天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难5

27、2 工作原理工作原理（输入信号大于（输入信号大于0.5v） 检波过程检波过程w ui正半周时，二极管导通，即输入电压正半周时，二极管导通，即输入电压ui对对CL充电。充电。由于二极管正向电阻很小，故充电时间常数小，很由于二极管正向电阻很小，故充电时间常数小，很快充到输入电压峰值，充电电压相对二极管是附加快充到输入电压峰值，充电电压相对二极管是附加了反向偏置了反向偏置uo ，当，当ui下降到小于充电电压下降到小于充电电压uo时，二时，二极管截止，极管截止， CL向向RL放电，由于放电，由于RL很大，放电时间很大，放电时间常数大，故常数大，故CL上电压还没下降多少，输入信号上电压还没下降多少，输入

28、信号ui下下一个周期又来到，充电、放电一个周期又来到，充电、放电 如此循环，直如此循环，直到电容上的充放电达到平衡。到电容上的充放电达到平衡。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难53 输入等幅波时检波器的工作过程输入等幅波时检波器的工作过程天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难54 输入输入AM信号时检波器工作过程信号时检波器工作过程天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难55检波过程检波过程w 以上检波过程，实际上是二极管在端电压以上检波过程，实际上是二极管在端电压ui-uo的作用下，依次导通、截止，使得的作用下，依次导通、截止，使得流过的电流过的电

29、流为尖顶余弦脉冲，其中含有直流分量、低流为尖顶余弦脉冲，其中含有直流分量、低频调制分量、高频基波分量及各次谐波分量。频调制分量、高频基波分量及各次谐波分量。由低通滤波器滤除高频基波和各次谐波分量，由低通滤波器滤除高频基波和各次谐波分量，保留下与包络变化规律相对应的低频电压信保留下与包络变化规律相对应的低频电压信号。号。w结论：利用二极管的单向导电性和检波负载结论：利用二极管的单向导电性和检波负载电阻、电容的充放电过程来完成检波任务。电阻、电容的充放电过程来完成检波任务。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难56二、主要技术指标二、主要技术指标天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不

30、为,则易者亦难57二、主要技术指标二、主要技术指标 检波效率检波效率大大直流传输系数直流传输系数 Kd=UD/UCm交流传输系数交流传输系数 Ka=Um/ma UCm 检波器的输入阻抗检波器的输入阻抗 Ri =Ucm/Ic1m RL/2为了减小检波器对谐振回路的影响，常采用为了减小检波器对谐振回路的影响，常采用三极管射极包络检波器（三极管射极包络检波器（p116）。）。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难58三、二极管包络检波电路中的失真三、二极管包络检波电路中的失真1. 对角线失真对角线失真（惰性失真）（惰性失真）原因：原因：RLCL选得太大，放电太慢，跟选得太大，放电太慢，

31、跟不上输入信号包络线的变化不上输入信号包络线的变化2. 底部切割失真底部切割失真（负峰切割失真）（负峰切割失真）天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难591. 对角线失真（惰性失真）对角线失真（惰性失真）天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难601. 对角线失真（惰性失真）对角线失真（惰性失真）w 调制信号调制信号越高、越高、 ma越大，则包络下降速越大，则包络下降速度越快，越易产生惰性失真度越快，越易产生惰性失真w 为避免产生惰性失真为避免产生惰性失真 RLCL1- m2a / （maxmma ）天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难612. 底部切

32、割失真底部切割失真（负峰切割失（负峰切割失真）真）w 是指耦合电容是指耦合电容Cc通过电阻通过电阻RL放电，对二极管引放电，对二极管引入一附加偏置电压，导致二极管截止而引入的入一附加偏置电压，导致二极管截止而引入的失真。失真。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难622.底部切割失真（负峰切割失真）底部切割失真（负峰切割失真）天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难632. 底部切割失真（负峰切割失真）底部切割失真（负峰切割失真）w 为为避免负峰切割失真避免负峰切割失真，应满足，应满足UCm（1ma ）RLUCm/（RL+RL）即即maRL/（RL+RL）=R /RL

33、w R RL / RL 为低频交流负载电阻，为低频交流负载电阻， RL为检波器的直流负载电阻。为检波器的直流负载电阻。w 可见检波器的可见检波器的负峰切割失真产生的原因是负峰切割失真产生的原因是检波器交、直流负载电阻不等造成的检波器交、直流负载电阻不等造成的。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难64 减小交、直流负载电阻值差别的检波电路减小交、直流负载电阻值差别的检波电路天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难655.3.2 同步检波电路同步检波电路1. 叠加型同步检波电路叠加型同步检波电路w 工作原理将双边带信号与同步信号叠加，叠加后的信号工作原理将双边带信号与同

34、步信号叠加，叠加后的信号是普通调幅波，然后再经包络检波器，解调出调制信号。是普通调幅波，然后再经包络检波器，解调出调制信号。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难66环形调幅器实现检波环形调幅器实现检波天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难672. MC1596模拟乘法器构成的模拟乘法器构成的同步检波同步检波 检波原理检波原理w 本地载波必须与发送载波同频同相，即完全同步本地载波必须与发送载波同频同相，即完全同步。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难68MC1596接成同步检波器接成同步检波器天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难69高

35、频电子线路高频电子线路 5.4 混频电路混频电路天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难70一、混频器组成框图及工作原理一、混频器组成框图及工作原理 组成框图组成框图天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难71二二、对混频器的主要要求对混频器的主要要求 混频增益混频增益高高混频增益是指混频器输出中频电压振幅混频增益是指混频器输出中频电压振幅与输入的高频电压振幅之比。与输入的高频电压振幅之比。 A 20lg（UI Us）或）或 G20lg（PI Ps）2. 失真和干扰要小（各种组合频率分量引起）失真和干扰要小（各种组合频率分量引起）3. 噪声系数噪声系数NF小小 NF =

36、10 lg（Ps / PN ）/（PI / PN ） 4. 选择性好、工作稳定性好选择性好、工作稳定性好天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难725.4.1 混频电路混频电路混频电路按所用器件分：混频电路按所用器件分：二极管混频器、晶体三极管二极管混频器、晶体三极管、场效应管场效应管、差分对管差分对管混频电路按工作特点分：混频电路按工作特点分：单管混频器、单管混频器、平衡平衡 、环形环形天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难73一、晶体三极管混频电路一、晶体三极管混频电路 1. 混频电路的基本形式混频电路的基本形式(书中书中P123)共共e：b极输入、极输入、b极注

37、入极注入/ b极输入、极输入、e极注入极注入共共b：e极输入、极输入、e极注入极注入 / e极输入、极输入、b极注入极注入天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难74 工作原理工作原理w 信号电压和本振电压串联后，加在管子信号电压和本振电压串联后，加在管子发射结发射结be上，利用上，利用ic和和ube的非线性关系即的非线性关系即ica0a1（uLo+us）a2（uLo+us）2 进进行频率变换，输出电流中包含直流分量、行频率变换，输出电流中包含直流分量、基波分量、谐波、和频、差频分量，通基波分量、谐波、和频、差频分量，通过过LC并联谐振回路这一中频带通滤波器并联谐振回路这一中频带通

38、滤波器取出差频分量，完成混频。取出差频分量，完成混频。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难753. 三极管混频电路三极管混频电路天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难764. 实用混频电路实用混频电路（1）自激式变频电路自激式变频电路天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难77（2） 他激式混频电路他激式混频电路(书中书中p123图图5.45)天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难78二、二极管平衡混频电路二、二极管平衡混频电路 原理图及等效电路原理图及等效电路天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难79 工作原理工作原理u1

39、=uLo+ us i1a0a1u1 a2u12 u2=uLo- us i2a0a1u2 a2u22 i1a0a1（ uLo+ us）a2（ uLo+ us）2 i2a0a1（ uLo- us）a2（ uLo- us ）2 i1-i22a1us+4a2usuLo+6a3usuLo2+2a3us3+ 天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难80三、二极管环形混频器三、二极管环形混频器 原理图及等效电路原理图及等效电路天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难81 工作原理工作原理i=（i1- i2）-（i3- i4） =8a2usuLo+16a4us3uLo+16a4usuL

40、o3+ 为保证二极管工作在开关状态，本振信号的为保证二极管工作在开关状态，本振信号的功率必须足够大，且输入信号功率必须远小功率必须足够大，且输入信号功率必须远小于本振功率。于本振功率。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难82 优点优点w 灵敏度及抑制干扰方面比平衡混频器更优灵敏度及抑制干扰方面比平衡混频器更优越越天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难83四、模拟相乘器混频电路四、模拟相乘器混频电路天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难845.4.2 混频干扰混频干扰一、组合频率干扰一、组合频率干扰有用输入信号产生有用输入信号产生二、副波道干扰（寄生通

41、道干扰）二、副波道干扰（寄生通道干扰）三、交调干扰三、交调干扰 外来无用信号产生外来无用信号产生四、互调干扰四、互调干扰天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难85一、组合频率干扰一、组合频率干扰干扰哨声干扰哨声 产生原因产生原因 有用信号频率有用信号频率fs与本振信号频率与本振信号频率fLo的组合频率接的组合频率接近于有用中频而产生的干扰近于有用中频而产生的干扰。 即即 |p fLoq fs|= fI=fIF 式中式中F为可听见的音频频率为可听见的音频频率比如：比如： fs=931kHz、 fI=465kHz、 fLo=1396kHz当当p=1、q=2时时 fI=-1396+29

42、31=466kHz天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难86 抑制措施抑制措施 p、q越小，影响越大。越小，影响越大。措施：措施：uLom取小些、取小些、 usm取小些、合理选择取小些、合理选择中频。中频。为避免最强的干扰哨声，应将接收机中频选为避免最强的干扰哨声，应将接收机中频选在接收机频段外。在接收机频段外。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难87二、副波道干扰二、副波道干扰w 原因：外来干扰信号与本振的组合频率产原因：外来干扰信号与本振的组合频率产生的干扰。生的干扰。即即|p fLoq fN|=fI最强的两种干扰最强的两种干扰 中频干扰中频干扰 当当p=0、

43、q=1时，时， fN=fI 镜像干扰镜像干扰 当当p=1、q=1时，时， fN= fLo+fI天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难88抑制副波道干扰的办法抑制副波道干扰的办法w 提高前级各电路的频率选择性。在混频电提高前级各电路的频率选择性。在混频电路之前将这些干扰信号滤除。路之前将这些干扰信号滤除。w 对中频干扰也可在高放输入回路接入中频对中频干扰也可在高放输入回路接入中频陷波器或高通滤波器。陷波器或高通滤波器。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难89三、交叉调制干扰（交调干扰）三、交叉调制干扰（交调干扰）w 原因：一个已调的强干扰信号与有用信号（已原因：一个

44、已调的强干扰信号与有用信号（已调波）同时作用于混频器，经非线性作用，使调波）同时作用于混频器，经非线性作用，使输出中频信号的包络上叠加有干扰电压的包络，输出中频信号的包络上叠加有干扰电压的包络，而而形成对有用信号的干扰形成对有用信号的干扰。w 现象：有用信号与干扰信号同存亡。现象：有用信号与干扰信号同存亡。w 措施：提高前级电路的选择性选择合适的混频措施：提高前级电路的选择性选择合适的混频器件及其工作状态，使混频器工作在弱非线性器件及其工作状态，使混频器工作在弱非线性区。区。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难90四、互调干扰四、互调干扰w 原因：两个干扰信号彼此混频，产生频率

45、原因：两个干扰信号彼此混频，产生频率接近于有用信号频率而造成的干扰。接近于有用信号频率而造成的干扰。w 现象：只接收到干扰信号。现象：只接收到干扰信号。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难91高频电子线路高频电子线路5.5 自动增益控制自动增益控制天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难92复习提问 该电路为何种检波器？用于解调何种调该电路为何种检波器？用于解调何种调幅波？幅波？ 当输入当输入AM波时，波时， uo为怎样的波形？为怎样的波形？ 当把二极管反向，则当把二极管反向，则uo又为怎样的波形？又为怎样的波形？天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难

46、93结论结论 从检波二极管阴极取出为正电压从检波二极管阴极取出为正电压 从检波二极管阳极取出为负电压从检波二极管阳极取出为负电压 检波器输出电压的幅度与输入调幅波幅检波器输出电压的幅度与输入调幅波幅度成正比度成正比天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难94一、增益控制的必要性一、增益控制的必要性 接收的信号为不同的功率、不同的距离。接收的信号为不同的功率、不同的距离。 接收机的环境会发生变化。接收机的环境会发生变化。 由于电离层的变化，使接收的信号有衰落。由于电离层的变化，使接收的信号有衰落。 接收机与发射机之间的相对距离发生变化。接收机与发射机之间的相对距离发生变化。 电源电压

47、不稳定。电源电压不稳定。 由于以上原因使输入信号有强有弱，就由于以上原因使输入信号有强有弱，就必须使用必须使用自动增益控制（自动增益控制（AGC）来控制接收来控制接收机的增益使其随输入信号强弱变化。机的增益使其随输入信号强弱变化。其目的其目的是使接收机输出电平保持一定。是使接收机输出电平保持一定。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难95二、AGC的分类1. 简单简单AGC(平均值型平均值型AGC) 一有外来信号，一有外来信号，AGC立刻起作用。这对微弱立刻起作用。这对微弱信号的接收不利。信号的接收不利。2. 延迟式延迟式AGC在小于检波器的控制电压在小于检波器的控制电压U时，时

48、，AGC不起作用不起作用。无无AGC延迟延迟AGC简单简单AGCUoUi天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难96三、具有三、具有AGC控制的接收机控制的接收机方框图方框图天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难97四、四、AGC电压的产生电压的产生 产生方法产生方法（1） 平均值型平均值型（2） 延迟式延迟式天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难98 平均值型平均值型AGC电路电路天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难99 平均值型平均值型AGC电路电路在包络检波中，在包络检波中， RLCL太大会产生对角线失太大会产生对角线失真，真， R

49、LCL太小会影响滤波效果。太小会影响滤波效果。在在AGC检波电路中，检波电路中， tp= RpCp太大失去太大失去AGC作用，作用， RpCp太小滤波效果不好，太小滤波效果不好， UAGC中有低中有低频分量会出现反调制现象。频分量会出现反调制现象。tp取决于取决于Fmin，当当Fmin=50Hz时，时，Rp取取4.7k、Cp取取10uF30uF天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难100平均值平均值AGC电压电压天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难1013. 延迟式延迟式AGC电路电路天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难102五、放大器增益的控制五

50、、放大器增益的控制高放、中放增益的确定高放、中放增益的确定 Auo=p1 p2|yfe| / g 其中其中|yfe|与与IQ成正比成正比 即即|yfe| IQ或或 IQ 反向反向AGC控制控制 控制过程控制过程Ui UAGC IEQ |yfe| Auo 相当于负反馈相当于负反馈天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难103 增益控制的实现增益控制的实现天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难104 增益控制的实现增益控制的实现首先确定首先确定UAGC的正负，从检波二极管阴极取的正负，从检波二极管阴极取出为正，从二极管阳极取出为负。出为正，从二极管阳极取出为负。其次，其次

51、，+ UAGC加到加到NPN管的管的e极、极、PNP管的管的b极。极。 - UAGC加到加到NPN管的管的b极、极、PNP管的管的e极。极。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难105 正向正向AGC控制控制 控制过程控制过程Ui UAGC IEQ |yfe| Auo 相当于正反馈相当于正反馈在此采用专供自动增益控制使用的在此采用专供自动增益控制使用的特殊管特殊管，如：，如：3DG56、3DG75、3DG79、3DG80、3DG84、2G210。这些管子的控制特性与普通管正好相反。即这些管子的控制特性与普通管正好相反。即|yfe|与与IQ成反比成反比。 天下事有难易乎,为之,则难

52、者亦易矣;不为,则易者亦难106 增益控制的实现增益控制的实现天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难107 增益控制的实现增益控制的实现首先确定首先确定UAGC的正负，从检波二极管阴极取的正负，从检波二极管阴极取出为正，从二极管阳极取出为负。出为正，从二极管阳极取出为负。其次，其次，+ UAGC加到加到NPN管的管的b极、极、PNP管的管的e极。极。 - UAGC加到加到NPN管的管的e极、极、PNP管的管的b极。极。天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难108 实例介绍实例介绍天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难109本节重点本节重点自动增益控制的

53、目的自动增益控制的目的 使接收机输出电平保持一定使接收机输出电平保持一定 AGC电压的产生方法电压的产生方法 反向反向AGC控制过程及增益控制的实现控制过程及增益控制的实现天下事有难易乎,为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难110第五章第五章 小结小结 调幅、调幅系数的概念及数学表达式调幅、调幅系数的概念及数学表达式 调幅波的频谱、带宽及几个功率计算调幅波的频谱、带宽及几个功率计算 调幅的四种调制方式调幅的四种调制方式 实现调幅的电路（模拟相乘器调幅、高电平调幅）实现调幅的电路（模拟相乘器调幅、高电平调幅） 大信号包络检波（如何检波、两种典型失真产生原大信号包络检波（如何检波、两种典型失真产生原因及判断）及同步因及判断）及同步(相干相干)检波的概念检波的概念 会区分晶体三极管混频电路的四种形式及混频干扰会区分晶体三极管混频电路的四种形式及混频干扰 AGC要求同前要求同前