通信電子線路第5章 模擬調(diào)幅、檢波與混頻電路

1、第第5 5章模擬調(diào)幅、檢波與混頻電路章模擬調(diào)幅、檢波與混頻電路 5.1 概述概述 5.2 振幅調(diào)制與解調(diào)原理振幅調(diào)制與解調(diào)原理 5.3 調(diào)幅電路調(diào)幅電路 5.4 檢波電路檢波電路 5.5 混頻混頻 5.6 倍頻倍頻 5.7 實用的振幅調(diào)制、解調(diào)及混頻電路實用的振幅調(diào)制、解調(diào)及混頻電路 2 本章知識點及結(jié)構(gòu)本章知識點及結(jié)構(gòu) 振振 幅幅 調(diào)調(diào) 制制 與與 解解 調(diào)調(diào) 調(diào)幅波的性質(zhì)調(diào)幅波的性質(zhì)（數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻譜特征、功率）數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻譜特征、功率） 調(diào)幅波的解調(diào)調(diào)幅波的解調(diào)（電路，評價指標(biāo)，檢波失真（電路，評價指標(biāo)，檢波失真） 調(diào)幅波的產(chǎn)生調(diào)幅波的產(chǎn)生（原理，電路，評價指標(biāo)原理，電路，評價指標(biāo)）

2、混混 頻頻 與與 混混 頻頻 干干 擾擾 變頻器的基本原理（數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻譜特征）變頻器的基本原理（數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻譜特征） 變頻信號的產(chǎn)生變頻信號的產(chǎn)生（電路，評價指標(biāo)）（電路，評價指標(biāo)） 變頻干擾變頻干擾（干擾種類，抑制方法）（干擾種類，抑制方法） 3 5.1 概概 述述 回顧問題：（第一章回顧問題：（第一章 調(diào)制系統(tǒng)概念）調(diào)制系統(tǒng)概念） 3. “調(diào)制調(diào)制”與與“解調(diào)解調(diào)”的方式有哪些？的方式有哪些？ 2. “調(diào)制調(diào)制”與與“解調(diào)解調(diào)”的過程如何實現(xiàn)？的過程如何實現(xiàn)？ 1. 什么是什么是“調(diào)制調(diào)制”與與“解調(diào)解調(diào)”？ 4 1.1.“調(diào)制調(diào)制”與與“解調(diào)解調(diào)”： p調(diào)制（調(diào)制（modulati

3、on )modulation ) p解調(diào)（解調(diào)（demodulationdemodulation） 電信號通信中，實現(xiàn)低頻電信號通信中，實現(xiàn)低頻信號信號遠(yuǎn)距離遠(yuǎn)距離 傳輸?shù)膫鬏數(shù)囊环N主要一種主要方法方法。 5 2.“調(diào)制調(diào)制”與與“解調(diào)解調(diào)”的過程的過程: 人人 飛機(jī)的參數(shù)（如重飛機(jī)的參數(shù)（如重 量、速度等）量、速度等） 控制控制 飛機(jī)飛機(jī) （載體）（載體） 載有人的飛機(jī)載有人的飛機(jī) 調(diào)調(diào) 制制 人人 解解 調(diào)調(diào) 低頻信號低頻信號 高頻信號高頻信號 （載波）（載波） 載波的參數(shù)（如幅度、載波的參數(shù)（如幅度、 頻率、相位）頻率、相位） 已調(diào)波已調(diào)波 還原還原 低頻信號低頻信號 裝裝 載載 卸卸

4、載載 6 2.2.“調(diào)制調(diào)制”與與“解調(diào)解調(diào)”的過程：的過程： 用用被傳送的被傳送的低頻信號低頻信號去去控制高頻信號（載波）的參數(shù)控制高頻信號（載波）的參數(shù) （幅度、頻率、相位），實現(xiàn)低頻信號搬移到高頻段（幅度、頻率、相位），實現(xiàn)低頻信號搬移到高頻段 。 是調(diào)制的反過程是調(diào)制的反過程。即：把低頻信號從即：把低頻信號從 高頻段搬移下來，高頻段搬移下來，還原還原被傳送的被傳送的低頻低頻 信號。信號。 調(diào)制：調(diào)制： 解調(diào)：解調(diào)： 3.調(diào)制的方式調(diào)制的方式: 控制控制 調(diào)調(diào) 制制 低頻信號低頻信號 高頻信號高頻信號 （載波）（載波） 載波的參數(shù)載波的參數(shù) 已調(diào)波已調(diào)波 幅度調(diào)制（簡稱幅度調(diào)制（簡稱“調(diào)

5、幅調(diào)幅”，AM） 頻率調(diào)制（簡稱頻率調(diào)制（簡稱“調(diào)頻調(diào)頻”，F(xiàn)M） 相位調(diào)制（簡稱相位調(diào)制（簡稱“調(diào)相調(diào)相”，PM） 幅度幅度頻率頻率 相位相位 角度調(diào)制角度調(diào)制 相角相角 按照所采用的載波波形區(qū)分，調(diào)制可分為按照所采用的載波波形區(qū)分，調(diào)制可分為連續(xù)波連續(xù)波( (正弦正弦 波波) )調(diào)制調(diào)制和和脈沖調(diào)制脈沖調(diào)制。 本課程只研究各種正弦調(diào)制方法性能和電路。本課程只研究各種正弦調(diào)制方法性能和電路。 一、分類一、分類 連續(xù)波調(diào)制以單頻正弦波為載波，受控參數(shù)可以是載波連續(xù)波調(diào)制以單頻正弦波為載波，受控參數(shù)可以是載波 的幅度的幅度A，頻率，頻率 或相位或相位 ，因而有，因而有調(diào)幅（調(diào)幅（AM）、調(diào)頻調(diào)頻

6、 （FM）和和調(diào)相（調(diào)相（PM）三種方式。三種方式。 二、為什么要調(diào)制二、為什么要調(diào)制 1）在無線系統(tǒng)中，只有當(dāng)天線尺寸與電信號波長可比）在無線系統(tǒng)中，只有當(dāng)天線尺寸與電信號波長可比 擬時，電信號才能以電磁波形式有效地被輻射；擬時，電信號才能以電磁波形式有效地被輻射； 2）多路復(fù)用。）多路復(fù)用。 5.2 振幅調(diào)制與解調(diào)原理振幅調(diào)制與解調(diào)原理 5.2.15.2.1普通調(diào)幅方式（普通調(diào)幅方式（AM） 設(shè)調(diào)制信號為單音音頻信號設(shè)調(diào)制信號為單音音頻信號 載波信號為載波信號為 1.1.調(diào)幅信號的波形圖調(diào)幅信號的波形圖 tUtu cos)( m tUtu ccmc cos)( 2. 2.調(diào)幅信號的數(shù)學(xué)表達(dá)

7、式調(diào)幅信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式 ka是由電路決定的常數(shù)，是由電路決定的常數(shù)， 稱為稱為調(diào)幅指數(shù)調(diào)幅指數(shù) 或或調(diào)幅度調(diào)幅度，它表征載波的振幅受調(diào)制信號控制的強(qiáng)弱程度，它表征載波的振幅受調(diào)制信號控制的強(qiáng)弱程度， 一般一般0ma1。 p未調(diào)幅時，未調(diào)幅時，ma=0；ma值越大，調(diào)幅越深，當(dāng)值越大，調(diào)幅越深，當(dāng)ma=1則達(dá)到則達(dá)到 最大值，最大值，稱為百分之百調(diào)幅稱為百分之百調(diào)幅。 pma1時，包絡(luò)出現(xiàn)過零點，上下包絡(luò)不反映調(diào)制信號的時，包絡(luò)出現(xiàn)過零點，上下包絡(luò)不反映調(diào)制信號的 變化，稱為變化，稱為過調(diào)幅過調(diào)幅。 ttUkUtu cmacmAM cos)cos()( ttmU cacm coscos1 cmm

8、a /UUkma 3.3.調(diào)幅信號的頻譜調(diào)幅信號的頻譜 兩點結(jié)論：兩點結(jié)論： 1 1）調(diào)制的過程是實現(xiàn)）調(diào)制的過程是實現(xiàn)頻譜線性搬移頻譜線性搬移的過程；的過程； 2 2）載頻仍保持調(diào)制前的頻率和幅度，因此它沒有反映）載頻仍保持調(diào)制前的頻率和幅度，因此它沒有反映 調(diào)制信號信息，調(diào)制信號信息，只有兩個邊帶攜帶了調(diào)制信號的信息。只有兩個邊帶攜帶了調(diào)制信號的信息。 調(diào)幅信號的帶寬調(diào)幅信號的帶寬 B2F 思考題：思考題：多音調(diào)制，已調(diào)波多音調(diào)制，已調(diào)波 的頻譜寬度的頻譜寬度 B？ tUmtUmtUcm)cos( 2 1 )cos( 2 1 cos ccmaccmac ttmUtu cacmAM cos)

9、cos1()( 4.4.調(diào)幅波的功率調(diào)幅波的功率 載波功率載波功率 邊頻功率邊頻功率（上邊頻上邊頻或或下邊頻下邊頻） 因此，在調(diào)制信號一周期內(nèi)，因此，在調(diào)制信號一周期內(nèi)，調(diào)幅信號的平均功率調(diào)幅信號的平均功率為為 因為因為ma1，所以邊頻功率之和最多占總輸出功率的，所以邊頻功率之和最多占總輸出功率的 1/3。調(diào)幅波中至少有。調(diào)幅波中至少有2/3的功率不含信息，從有效地利用發(fā)的功率不含信息，從有效地利用發(fā) 射機(jī)功率來看，普通調(diào)幅波是很不經(jīng)濟(jì)的。射機(jī)功率來看，普通調(diào)幅波是很不經(jīng)濟(jì)的。 L 2 cm c 2 1 R U P c 2 a L 2 cm a 21 4 11 ) 2 ( 2 1 Pm R U

10、 m PP c 2 a 21c ) 2 1(P m PPPP 13 一般，實際中傳送的調(diào)制信號并非單一頻率的信號，常一般，實際中傳送的調(diào)制信號并非單一頻率的信號，常 為一個連續(xù)頻譜的限帶信號為一個連續(xù)頻譜的限帶信號 。 ) t ( f 若將若將 )(tf 分解為：分解為： 1 )cos()( n nnn tUtf ttfkUu cacmAM cos)(1 則有則有 ttmUu c n nnncmAM cos)cos(1 1 其中：其中： cm mna n U Uk m 應(yīng)用例應(yīng)用例1：寫出調(diào)制信號為：寫出調(diào)制信號為限帶信號限帶信號的調(diào)幅波表達(dá)式的調(diào)幅波表達(dá)式 2.普通調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)方法普通

11、調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)方法 一、引言一、引言 1.1.疊加波疊加波調(diào)幅波調(diào)幅波 調(diào)幅波的共同之處是在調(diào)幅前后調(diào)幅波的共同之處是在調(diào)幅前后產(chǎn)生了新的頻率分量產(chǎn)生了新的頻率分量， 因此需要用因此需要用非線性器件非線性器件來完成頻率變換。來完成頻率變換。 2.2.調(diào)幅的方法調(diào)幅的方法 1 1）二、三極管）二、三極管 2 2）大、小信號）大、小信號 3 3）高、低電平）高、低電平 高電平調(diào)幅高電平調(diào)幅一般置于發(fā)射機(jī)的最后一級，是在功率一般置于發(fā)射機(jī)的最后一級，是在功率 電平較高的情況下進(jìn)行調(diào)制。電平較高的情況下進(jìn)行調(diào)制。 低電平調(diào)幅低電平調(diào)幅一般置于發(fā)射機(jī)的前級，再由線性功率一般置于發(fā)射機(jī)的前級，再由線性

12、功率 放大器放大已調(diào)幅信號，得到所要求功率的調(diào)幅波。放大器放大已調(diào)幅信號，得到所要求功率的調(diào)幅波。 4 4）從哪個極加入）從哪個極加入（基極、集電極、發(fā)射極調(diào)幅基極、集電極、發(fā)射極調(diào)幅） 3.3.實現(xiàn)調(diào)幅的方框圖實現(xiàn)調(diào)幅的方框圖 普通調(diào)幅波實現(xiàn)框圖普通調(diào)幅波實現(xiàn)框圖 普通調(diào)幅信號的解調(diào)方法有兩種普通調(diào)幅信號的解調(diào)方法有兩種, , 即包絡(luò)檢波和同步檢波即包絡(luò)檢波和同步檢波 (1)(1)包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波 利用普通調(diào)幅（利用普通調(diào)幅（AMAM）信號的包絡(luò)反映了調(diào)制信號波形變化）信號的包絡(luò)反映了調(diào)制信號波形變化這一特這一特 點點, , 如能將包絡(luò)提取出來如能將包絡(luò)提取出來, , 就可以恢復(fù)原來的調(diào)制信

13、號，這就就可以恢復(fù)原來的調(diào)制信號，這就 是包絡(luò)檢波的原理。是包絡(luò)檢波的原理。 c直流直流 帶通 帶通 uAM(t) u (t) uc(t) (2) (2) 同步檢波同步檢波 同步檢波必須采用一個與發(fā)射端載波同頻同相(或固定相位 差)的信號, 稱為同步信號。 同步檢波由乘法器和低通濾波器實現(xiàn), 2 c 2 c 輸出信號中含有直流輸出信號中含有直流、 、 、 、幾個頻率分量。用幾個頻率分量。用 低通濾波器取出直流和低通濾波器取出直流和分量分量, , 再去掉直流分量再去掉直流分量, , 就可就可 恢復(fù)恢復(fù) 原調(diào)制信號。原調(diào)制信號。 5.2.25.2.2雙邊帶調(diào)幅方式（雙邊帶調(diào)幅方式（DSBDSB）

14、為了克服普通調(diào)幅波效率低的缺點，提高設(shè)備的功率利為了克服普通調(diào)幅波效率低的缺點，提高設(shè)備的功率利 用率，可以用率，可以不發(fā)送載波，而只發(fā)送邊帶信號。不發(fā)送載波，而只發(fā)送邊帶信號。 單音調(diào)制時，單音調(diào)制時，DSB的表達(dá)式為的表達(dá)式為 其所占據(jù)的頻帶寬度仍為調(diào)制信號頻譜中最高頻率的兩其所占據(jù)的頻帶寬度仍為調(diào)制信號頻譜中最高頻率的兩 倍，即倍，即BDSB=2Fmax。 )cos()cos( 2 1 coscos)( cccmm ccmmcDSB ttUAU tUtAUuAutu 波形特點：波形特點： 1 1）上下包絡(luò)不再反映調(diào)制信號的變化形狀；）上下包絡(luò)不再反映調(diào)制信號的變化形狀； 2 2）在調(diào)制信

15、號為零的兩旁，已調(diào)波的）在調(diào)制信號為零的兩旁，已調(diào)波的相位發(fā)生相位發(fā)生180180突突 變變。 00.10.20.30.40.50.60.70.80.91 -1 -0.5 0 0.5 1 00.10.20.30.40.50.60.70.80.91 -1 -0.5 0 0.5 1 00.10.20.30.40.50.60.70.80.91 -1 -0.5 0 0.5 1 雙邊帶（雙邊帶（DSBDSB）調(diào)幅信號的產(chǎn)生與解調(diào)）調(diào)幅信號的產(chǎn)生與解調(diào) 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波實現(xiàn)框圖抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波實現(xiàn)框圖 由于雙邊帶調(diào)幅信號的包絡(luò)不能反映調(diào)制信號, 所以包絡(luò)檢波法 不適用, 而同步檢波是進(jìn)行雙邊帶

16、調(diào)幅信號解調(diào)的主要方法。 與普通調(diào)幅信號同步檢波不同之處在于, 乘法器輸出頻率分量 有所減少。 u (t) uc(t) c 帶通 帶通 uDSB(t) 5.2.35.2.3抑制載波單邊帶調(diào)幅抑制載波單邊帶調(diào)幅 在在DSBDSB中，中，上邊頻與下邊頻的頻譜分量對稱含有相同的上邊頻與下邊頻的頻譜分量對稱含有相同的 信息，可以信息，可以只發(fā)送單個邊帶信號只發(fā)送單個邊帶信號，稱為單邊帶通（，稱為單邊帶通（SSB）。）。 由由 通過邊帶濾波器后，可得上邊帶或下邊帶：通過邊帶濾波器后，可得上邊帶或下邊帶： 下邊帶信號下邊帶信號 上邊帶信號上邊帶信號 其頻帶寬度其頻帶寬度BSSB=Fmax。 tUAUu)c

17、os( 2 1 ccmmSSBL tUAUu)cos( 2 1 ccmmSSBH tUtAUuAutu cccmmDSB coscos)( 5.2.35.2.3單邊帶調(diào)幅方式單邊帶調(diào)幅方式 單邊帶調(diào)幅波實現(xiàn)框圖單邊帶調(diào)幅波實現(xiàn)框圖 單邊帶調(diào)幅方式是指僅發(fā)送上、下邊帶中的一個。如以發(fā)送上邊帶單邊帶調(diào)幅方式是指僅發(fā)送上、下邊帶中的一個。如以發(fā)送上邊帶 為例為例, , 則單頻調(diào)制單邊帶調(diào)幅信號為：則單頻調(diào)制單邊帶調(diào)幅信號為： 由上式可見由上式可見, , 單頻調(diào)制單邊帶調(diào)幅信號是一個角頻率為單頻調(diào)制單邊帶調(diào)幅信號是一個角頻率為 的的 單頻正弦波信號單頻正弦波信號, , 但是但是, , 一般的單邊帶調(diào)幅

18、信號波形卻比較復(fù)雜。一般的單邊帶調(diào)幅信號波形卻比較復(fù)雜。 不過有一點是相同的不過有一點是相同的, , 即單邊帶調(diào)幅信號的包絡(luò)已不能反映調(diào)制即單邊帶調(diào)幅信號的包絡(luò)已不能反映調(diào)制 信號的變化。單邊帶調(diào)幅信號的帶寬與調(diào)制信號帶寬相同信號的變化。單邊帶調(diào)幅信號的帶寬與調(diào)制信號帶寬相同, , 是普是普 通調(diào)幅和雙邊帶調(diào)幅信號帶寬的一半。通調(diào)幅和雙邊帶調(diào)幅信號帶寬的一半。 u (t) u DSB(t) 帶通帶通 uSSB(t) uc(t) c+ 或或 c c 產(chǎn)生單邊帶調(diào)幅信號的方法產(chǎn)生單邊帶調(diào)幅信號的方法 (1)(1)濾波法濾波法 這種方法是根據(jù)單邊帶調(diào)幅信號的頻譜特點, 先產(chǎn)生雙邊帶 調(diào)幅號, 再利用

19、帶通濾波器取出其中一個邊帶信號。 這種方法對于頻譜范圍為 的一般調(diào)制信號, 如 很小, 則上、下兩個邊帶相隔很近, 用濾波器完全取出一 個邊帶而濾除另一個邊帶是很困難的。 minmax min (2)(2)相移法相移法 種方法是基于單邊帶調(diào)幅信號的時域表達(dá)式: 由上式可知, 只要用兩個90相移器分別將調(diào)制信號和載波 信號相移90, 成為 和 ，然后進(jìn)行相乘和 相減, 就可以實現(xiàn)單邊帶調(diào)幅, sintsin ct 顯然顯然, , 對單頻信號進(jìn)行對單頻信號進(jìn)行 9090相移比較簡單相移比較簡單, , 但是但是 對于一個包含許多頻率分對于一個包含許多頻率分 量的一般調(diào)制信號進(jìn)行量的一般調(diào)制信號進(jìn)行

20、9090相移相移, , 要保證其中每要保證其中每 個頻率分量都準(zhǔn)確相移個頻率分量都準(zhǔn)確相移 9090是很困難的。是很困難的。 （3 3）相移濾波法）相移濾波法 *濾波法的缺點在于濾波器的設(shè)計困難。若調(diào)制信號頻率范圍 為 ，則上下邊帶間隔為 。如果要求濾波器取出 一個邊帶而濾除另一個邊帶, 則過渡帶寬度就是 。 *當(dāng)濾波器的過渡帶寬度固定, 則工作頻率越高, 要求衰減特性 越陡峭, 實現(xiàn)越困難。 *相移法的困難在于寬帶90相移器的設(shè)計, 而單頻90相移器 的設(shè)計比較簡單。 結(jié)合兩種方法的優(yōu)缺點而提出的相移濾波法是一種比較可行的 方法, 其原理圖見下圖。 minmax FF max 2F max

21、2F * （4 4）殘留邊帶調(diào)幅方式）殘留邊帶調(diào)幅方式 殘留邊帶調(diào)幅是指發(fā)送信號中包括一個完整邊帶、 載波及 另一個邊帶的小部分(即殘留一小部分)。 這樣, 既比普 通調(diào)幅方式節(jié)省了頻帶, 又避免了單邊帶調(diào)幅要求濾波器 衰減特性陡峭的困難, 發(fā)送的載頻分量也便于接收端提取 同步信號。 (a) 發(fā)送發(fā)送 (b) 接收接收 殘留邊帶調(diào)幅發(fā)送和接收濾波器幅頻特性殘留邊帶調(diào)幅發(fā)送和接收濾波器幅頻特性 5.3 5.3 調(diào)幅電路調(diào)幅電路 5.3.15.3.1高電平調(diào)幅電路高電平調(diào)幅電路 丙類諧振功放的調(diào)制特性分為基極調(diào)制特性和集電極調(diào)制特性兩 種, 據(jù)此可以分別組成基極調(diào)幅電路和集電極調(diào)幅電路。 集電極調(diào)

22、制特性是指固定丙類諧振功放的 和 ,當(dāng)在集電 極回路工作在過壓狀態(tài)下，集電極回路輸入一個等幅高頻正弦 波時, 輸出高頻正弦波的振幅 將隨集電極電源電壓的變化而 變化。 集電極調(diào)幅電路原理集電極調(diào)幅電路原理 基極調(diào)幅電路原理基極調(diào)幅電路原理 BB V L R 大信號基極調(diào)幅電路大信號基極調(diào)幅電路 1.1.電路電路 2.2.基本工作原理基本工作原理 思路：思路： u相當(dāng)于一個緩慢變化的偏壓相當(dāng)于一個緩慢變化的偏壓，使，使icmax按按 調(diào)制信號的大小而變化，從而引起基波電流振幅調(diào)制信號的大小而變化，從而引起基波電流振幅Ic1m的變的變 化，最后使得輸出回路兩端電壓也跟隨化，最后使得輸出回路兩端電壓

23、也跟隨u變化。變化。 u 3. 3.設(shè)計要求設(shè)計要求 （1 1）關(guān)于放大器的工作狀態(tài)）關(guān)于放大器的工作狀態(tài) 欠壓狀態(tài)欠壓狀態(tài)，設(shè)計時應(yīng)使放大器最大工作點（調(diào)幅波幅值，設(shè)計時應(yīng)使放大器最大工作點（調(diào)幅波幅值 最大處）處于臨界狀態(tài)。最大處）處于臨界狀態(tài)。 （2 2）晶體管的選擇）晶體管的選擇 放大器的工作狀態(tài)隨調(diào)制信號而變化，應(yīng)根據(jù)最困難條放大器的工作狀態(tài)隨調(diào)制信號而變化，應(yīng)根據(jù)最困難條 件選管子。件選管子。 ICM（Icmax）max BVceo 2Ec PCM (PC)c 載波狀態(tài)（傳送語言或音樂信息的休止載波狀態(tài)（傳送語言或音樂信息的休止 時間）時間）集電極損耗功率集電極損耗功率 設(shè)載波狀態(tài)

24、在調(diào)制特性的中心，則設(shè)載波狀態(tài)在調(diào)制特性的中心，則 當(dāng)調(diào)制信號為單頻正弦信號時，當(dāng)調(diào)制信號為單頻正弦信號時， ，因因Ec不不 變，所以變，所以 由于由于 所以所以 cr0cc0ccrc1mcc1m )( 2 1 )()( 2 1 )(IIII c0cav0c )()(II cSc0ccav0ccavS )()()()(PIEIEP ) 2 1()()( 2 coavo a m PP cocScCavoavSavC )()()()()()(PPPPPP )1 )( 1 )()( cc cocCCM PPP （3 3）優(yōu)缺點）優(yōu)缺點 優(yōu)點：所需調(diào)制信號功率很??；優(yōu)點：所需調(diào)制信號功率很??；電路比較

25、簡單。電路比較簡單。 缺點：工作在欠壓狀態(tài)，集電極效率很低。缺點：工作在欠壓狀態(tài)，集電極效率很低。 （4 4）失真波形）失真波形 兩種：波谷變平、波腹變平兩種：波谷變平、波腹變平 波谷變平波谷變平 波腹變平波腹變平 產(chǎn)生產(chǎn)生波谷變平波谷變平的原因：的原因： 過調(diào)（即反偏壓過調(diào)（即反偏壓Um過大）或激勵電壓過大）或激勵電壓U m過小，造成 過小，造成 管子在波谷處截止。管子在波谷處截止。 產(chǎn)生產(chǎn)生波腹變平波腹變平的原因：的原因： 放大器工作在過壓狀態(tài)。激勵過強(qiáng)或阻抗匹配不當(dāng)都放大器工作在過壓狀態(tài)。激勵過強(qiáng)或阻抗匹配不當(dāng)都 可能造成此現(xiàn)象；可能造成此現(xiàn)象； 激勵功率不夠或激勵信號源內(nèi)阻過大，造成波

26、腹處的激勵功率不夠或激勵信號源內(nèi)阻過大，造成波腹處的 基波脈沖增長不上去；基波脈沖增長不上去； 管子在大電流下輸出特性不好，造成波腹處集電極電管子在大電流下輸出特性不好，造成波腹處集電極電 流脈沖增長不上去。流脈沖增長不上去。 大信號集電極調(diào)幅電路大信號集電極調(diào)幅電路 1.電路電路 電路特點：電路特點：1）Ecc=Ec+u，綜合電源電壓；，綜合電源電壓；2）R1、C1 是基極自給偏壓環(huán)節(jié)。是基極自給偏壓環(huán)節(jié)。 u 2.基本工作原理基本工作原理（著重理解各點波形）（著重理解各點波形） 由于放大器在載波狀態(tài)即工作由于放大器在載波狀態(tài)即工作 在過壓狀態(tài)，在過壓狀態(tài)，ic脈沖中心下凹。脈沖中心下凹。E

27、cc愈愈 小，過壓愈深，脈沖下凹愈甚。小，過壓愈深，脈沖下凹愈甚。一般一般 是當(dāng)是當(dāng)Ecc最大時，將放大器調(diào)整到臨界最大時，將放大器調(diào)整到臨界 狀態(tài)，狀態(tài)，ic脈沖不下凹。脈沖不下凹。 ib的幅值變化規(guī)律與的幅值變化規(guī)律與ic相反，相反，過過 壓愈深，輸入特性曲線左移愈多壓愈深，輸入特性曲線左移愈多，ib 脈沖愈大。脈沖愈大。 3. 3.設(shè)計要點設(shè)計要點 （1）放大器的工作狀態(tài)）放大器的工作狀態(tài) 最大工作點設(shè)計在臨界狀態(tài)，其余時間都處于最大工作點設(shè)計在臨界狀態(tài)，其余時間都處于 過壓狀態(tài)。過壓狀態(tài)。 （2）晶體管的選擇）晶體管的選擇 ICM（Icmax）max BVceo 4Ec PCM (PC

28、)av 圖圖518 集電極瞬時電壓波形集電極瞬時電壓波形 集電極效率集電極效率 由于調(diào)制過程中，由于調(diào)制過程中，Ucm、Ic1m、Ic0都隨都隨Ec成正比地變化，成正比地變化， 所以集電極效率不變。所以集電極效率不變。 由由 得得 )1 1 ( c ooSC PPPP ) 2 1()( )1 1 )( 2 1()()1 1 ()()()()( 2 a cC c 2 a co c avoavoavSavC m P m PPPPP c0 c1m c cm c 2 1 I I E U cccavc )()( （3 3）對激勵的要求）對激勵的要求 為保證過壓工作，激勵的強(qiáng)度應(yīng)滿足最大工作點工作在為保證

29、過壓工作，激勵的強(qiáng)度應(yīng)滿足最大工作點工作在 臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)。 如果激勵不足，則產(chǎn)生波腹變平的失真。如果激勵不足，則產(chǎn)生波腹變平的失真。 （4）對調(diào)制信號的要求）對調(diào)制信號的要求 為了獲得為了獲得ma=1的深度調(diào)幅，的深度調(diào)幅，UmEc。 思考：思考：Um過小則調(diào)制不深，過大則產(chǎn)生過調(diào)失真。集過小則調(diào)制不深，過大則產(chǎn)生過調(diào)失真。集 電極調(diào)幅的過調(diào)失真波形？電極調(diào)幅的過調(diào)失真波形？ 原因：原因： 這是因為這是因為Eccuo(t)（導(dǎo)通），（導(dǎo)通），C充電，時間常數(shù)充電，時間常數(shù)=CrD 音頻成分音頻成分有用輸出；高頻有用輸出；高頻濾去濾去 直流成分直流成分隔直流電容濾去，可用于隔直流電容濾去，

30、可用于AGC（自動增益（自動增益 控制電路）。當(dāng)輸入信號很大時，設(shè)法把管子發(fā)射結(jié)偏壓降控制電路）。當(dāng)輸入信號很大時，設(shè)法把管子發(fā)射結(jié)偏壓降 低一些。低一些。 （二）檢波效率（二）檢波效率（ ） 1.1.電路參數(shù)（電路參數(shù)（cCRL、RL、rD）對）對 的的影響影響 （1 1）一定）一定RL下，下，cCRL（= ）大，放電變）大，放電變 慢，慢， 高高； （2 2）一定）一定cCRL下，下，RL大，大， 充電加快，充電加快， 高高； （3 3）rD小，充電快，小，充電快， 高高。 2. 2.uo(t)的成分的成分 cL /2TCR d d d d d 輸入信號小，則檢波二極管輸入信號小，則檢波二

31、極管rD大，大， 降低。降低。 （三）輸入電阻（三）輸入電阻（Rin） 輸入電阻定義為輸入高頻電壓振幅對二極管電流中基波輸入電阻定義為輸入高頻電壓振幅對二極管電流中基波 分量振幅的比值。分量振幅的比值。 設(shè)輸入為高頻等幅信號設(shè)輸入為高頻等幅信號 , ,相應(yīng)輸出為直相應(yīng)輸出為直 流電壓流電壓Uo，檢波器從輸入信號源獲得的高頻功率為，檢波器從輸入信號源獲得的高頻功率為 經(jīng)二極管變換作用，一部分轉(zhuǎn)換為有用輸出功率經(jīng)二極管變換作用，一部分轉(zhuǎn)換為有用輸出功率 由于由于V的導(dǎo)通時間很短，近似認(rèn)為的導(dǎo)通時間很短，近似認(rèn)為PLPi ，而，而 Uo Ucm，因此，因此 3.3.信號強(qiáng)度對信號強(qiáng)度對 的影響的影響

32、 in 2 cmi 2/ RUP L 2 oL / RUP L RR 2 1 in tUtu ccmi cos)( d d （四）檢波失真（四）檢波失真 cmd iL L cma) 1(U RR R EUm iL L da 1 RR R m 1. 1.割底失真割底失真 （1 1）不產(chǎn)生割底失真的條件）不產(chǎn)生割底失真的條件 設(shè)設(shè) ，則不產(chǎn)生割底失真的條件，則不產(chǎn)生割底失真的條件 ma愈大愈大或或檢波器交直流負(fù)載電阻比值愈小檢波器交直流負(fù)載電阻比值愈小，愈容易產(chǎn)生，愈容易產(chǎn)生 割底失真。割底失真。 1 d L L iL i iL L 1 R R RR R RR R ma （2 2）改進(jìn)電路）改進(jìn)電

33、路 思路：減小交、直流負(fù)載電阻值的差別思路：減小交、直流負(fù)載電阻值的差別 常取常取 RL1/RL20.10.2 2.2.對角線失真（放電失真，惰性失真）對角線失真（放電失真，惰性失真） （1 1）失真原因）失真原因 放電慢，包絡(luò)線下降快。放電慢，包絡(luò)線下降快。 （2 2）不失真條件）不失真條件 C通過通過RL的放電速度大于的放電速度大于 或等于包絡(luò)的下降速度。或等于包絡(luò)的下降速度。 （3 3）易產(chǎn)生對角線失真的情況）易產(chǎn)生對角線失真的情況 放電慢放電慢 調(diào)制深，包絡(luò)線下降快調(diào)制深，包絡(luò)線下降快 周期短，包絡(luò)線下降快周期短，包絡(luò)線下降快 dt tdu dt du)( m c 放放 a 2 a L

34、 1 m m CR L CR a m （五）檢波器元器件選擇與設(shè)計原則（五）檢波器元器件選擇與設(shè)計原則 1. 1.檢波二極管檢波二極管 選用正向電阻和結(jié)電容?。ɑ蜃罡吖ぷ黝l率高）的晶體選用正向電阻和結(jié)電容?。ɑ蜃罡吖ぷ黝l率高）的晶體 二極管。二極管。 2.2.RL和和C的選擇的選擇 （1）從提高檢波效率和高頻濾波能力考慮，）從提高檢波效率和高頻濾波能力考慮，RLC應(yīng)盡應(yīng)盡 可能大；從避免對角線失真考慮，可能大；從避免對角線失真考慮， RLC有一最大允許值。有一最大允許值。 （2）為保證所需的檢波輸入電阻，）為保證所需的檢波輸入電阻，RL2Rin；為避免；為避免 割底失真，割底失真，RL有一最大

35、允許值。有一最大允許值。 5.4.25.4.2、同步檢波電路、同步檢波電路 從頻譜圖上看，調(diào)幅波的解調(diào)是將調(diào)幅波中的邊帶信號從頻譜圖上看，調(diào)幅波的解調(diào)是將調(diào)幅波中的邊帶信號 不失真的搬到零頻附近。因此，不失真的搬到零頻附近。因此，調(diào)幅波的解調(diào)電路也屬于頻調(diào)幅波的解調(diào)電路也屬于頻 譜搬移電路。譜搬移電路。 （1）電路模型）電路模型 （2）解調(diào)電路）解調(diào)電路 uAM(t) 低通濾波器低通濾波器 u (t) uc(t) 5.5 5.5 混混 頻頻 概述概述 一、什么是混頻器一、什么是混頻器 混頻，又稱變頻，是將信號的載頻從混頻，又稱變頻，是將信號的載頻從一個頻率一個頻率 變換到另外一個頻率的電路。變

36、換到另外一個頻率的電路。 混頻器具有兩個輸入電壓，其頻率分別為混頻器具有兩個輸入電壓，其頻率分別為fs和和 fL，輸出頻率，輸出頻率fI是這兩者的是這兩者的差頻差頻（ fI= fL fS ，下變下變 頻頻）或）或和頻和頻（ fI= fL+fS ，上變頻上變頻）。）。 混頻器在頻域中起著減（加）法器的作用?；祛l器在頻域中起著減（加）法器的作用。 1. 混頻器將信號頻率變換成中頻，在中頻上放大信混頻器將信號頻率變換成中頻，在中頻上放大信 號，號，放大器的增益可做得很高而不自激，電路工放大器的增益可做得很高而不自激，電路工 作穩(wěn)定作穩(wěn)定（有利于放大）（有利于放大）； 2. 接收機(jī)在頻率很寬的范圍內(nèi)選

37、擇性好有困難，而接收機(jī)在頻率很寬的范圍內(nèi)選擇性好有困難，而 對于某一固定頻率選擇性可以做得很好對于某一固定頻率選擇性可以做得很好（有利于（有利于 選頻）選頻） ； 3. 混頻后所得的中頻頻率是固定的，混頻后所得的中頻頻率是固定的，使電路結(jié)構(gòu)簡使電路結(jié)構(gòu)簡 化化。 二、為什么要進(jìn)行混頻二、為什么要進(jìn)行混頻 非線性非線性元件元件中頻濾波器中頻濾波器 uS(t) 本本 振振 uI(t) uL(t) 三、混頻器的基本組成三、混頻器的基本組成 1）非線性元件，如二極管、三極管和場效應(yīng)管）非線性元件，如二極管、三極管和場效應(yīng)管 和模擬乘法器等；和模擬乘法器等； 2）中頻濾波器；）中頻濾波器； 3）本地振蕩

38、器。）本地振蕩器。 5.5.1 混頻原理及特點混頻原理及特點 一、變頻前后的頻譜圖一、變頻前后的頻譜圖 SLI fff 注意：注意： 輸入信號的輸入信號的上邊頻上邊頻 中頻調(diào)幅信號的中頻調(diào)幅信號的下邊頻下邊頻 輸入信號的輸入信號的下邊頻下邊頻 中頻調(diào)幅信號的中頻調(diào)幅信號的上邊頻上邊頻 變頻是頻譜的線性搬移過程。變頻是頻譜的線性搬移過程。 混頻電路組成原理框圖 5.5.1 混頻原理及特點混頻原理及特點 變頻是指將高頻已調(diào)波經(jīng)過頻率變換，變?yōu)楣?定中頻已調(diào)波。 ttmUtu IaImI cos)cos1 ()( 數(shù)學(xué)表達(dá)式描述數(shù)學(xué)表達(dá)式描述 ttmUtu cacmAM cos)cos1 ()( 頻

39、譜描述 5.5.1 混頻原理及特點混頻原理及特點 混頻器的作用混頻器的作用 波形描述波形描述 混頻電路模擬乘法器混頻器 5.5.1 混頻原理及特點混頻原理及特點 )( z tu )( I tu 分析如下：分析如下： 經(jīng)中心頻率為經(jīng)中心頻率為f fI I ，帶寬為帶寬為2 2F F的帶通濾波器濾波后，得：的帶通濾波器濾波后，得： )()( LsM tutuKttmUUK)cos()cos1 ( 2 1 cLaLmsmM ttmUUK)cos()cos1 ( 2 1 cLaLmsmM ttmU IaIm cos)cos1 ( ttmUUK)cos()cos1 ( 2 1 cLaLmsmM 假設(shè)非線

40、性元件假設(shè)非線性元件 )()( LS10 tutuaa .)( 2 110 uauaai tUtUtutuu LLmSSmLS coscos)()( 若若 2 LS2LS10 )()()()(tutuatutuaai 則則 2 LLSS2 coscostUtUa mm )cos()cos( )2cos2cos( 2 LSLSLmSm2 L 2 LmS 2 Sm 2 ttUUa tUtU a )( 2 2 Lm 2 Sm 2 UU a 中頻成分中頻成分 二、混頻原理的數(shù)學(xué)分析二、混頻原理的數(shù)學(xué)分析冪級數(shù)冪級數(shù) 結(jié)論：結(jié)論： 只要只要電路元件的伏安特性包含有平方項電路元件的伏安特性包含有平方項就可

41、就可 實現(xiàn)變頻。實現(xiàn)變頻。 原則上，凡是具有相乘功能的器件都可用來原則上，凡是具有相乘功能的器件都可用來 構(gòu)成變頻電路。目前高質(zhì)量的通信設(shè)備中廣泛采構(gòu)成變頻電路。目前高質(zhì)量的通信設(shè)備中廣泛采 用用二極管環(huán)形變頻器二極管環(huán)形變頻器和和雙差分對模擬相乘器雙差分對模擬相乘器，而，而 在一般接收機(jī)中，為了簡化電路，仍采用簡單的在一般接收機(jī)中，為了簡化電路，仍采用簡單的 晶體管混頻電路晶體管混頻電路。 三、晶體三極管變頻電路三、晶體三極管變頻電路 一、三極管變頻電路的幾種形式一、三極管變頻電路的幾種形式 按本振信號接入的不同，一般有四種電路形式。按本振信號接入的不同，一般有四種電路形式。 1.1.共射極

42、電路共射極電路用于頻率較低的情況用于頻率較低的情況 (1) (1) 信號：基極信號：基極 本振：射極本振：射極 (2) (2) 信號、本振：基極信號、本振：基極 2.2.共基極電路共基極電路用于頻率較高的情況用于頻率較高的情況 (1) (1) 信號：射極信號：射極 本振：基極本振：基極 (2) (2) 信號、本振：射極信號、本振：射極 二、三極管變頻電路應(yīng)用舉例二、三極管變頻電路應(yīng)用舉例 1.1.收音機(jī)中的他激式混頻器收音機(jī)中的他激式混頻器 由于由于fS、fL 、fI三者差別較大，各諧振電路三者差別較大，各諧振電路 對另一頻率可近似看作短路。對另一頻率可近似看作短路。 2.2.收音機(jī)中的自激式

43、變頻器收音機(jī)中的自激式變頻器 3.3.電視接收機(jī)中的典型變頻電路電視接收機(jī)中的典型變頻電路 四、超外差接收機(jī)的統(tǒng)調(diào)與跟蹤四、超外差接收機(jī)的統(tǒng)調(diào)與跟蹤 在超外差接收中，為了調(diào)諧方便，希望在超外差接收中，為了調(diào)諧方便，希望高頻調(diào)高頻調(diào) 諧回路（輸入回路、高放回路）與本振回路，實行諧回路（輸入回路、高放回路）與本振回路，實行 統(tǒng)一調(diào)諧。統(tǒng)一調(diào)諧。通常采用同軸可變電容器進(jìn)行。通常采用同軸可變電容器進(jìn)行。 收音機(jī)中波的最低頻率收音機(jī)中波的最低頻率fmin = 535kHz，而最高，而最高 頻率頻率fmax = 1605 kHz，則高頻回路的波段覆蓋系數(shù)則高頻回路的波段覆蓋系數(shù) 為為 3 C C f f

44、K min max min max d 當(dāng)中頻選用當(dāng)中頻選用 時，如用容量相同的可時，如用容量相同的可 變電容，則本振波段將從變電容，則本振波段將從最低頻率最低頻率 變化到最高頻率變化到最高頻率 而要求的最高頻率應(yīng)為而要求的最高頻率應(yīng)為: : 這說明除最低頻率處滿足中頻這說明除最低頻率處滿足中頻465kHz外，外， 在波段其它頻率處均不是在波段其它頻率處均不是465kHz 。 kHz1000465535 min L f kHz465 kHz30003 minmax LL ff kHz20704651605 一點跟蹤一點跟蹤 為為使統(tǒng)調(diào)要求能基本滿足，而又不使電路太復(fù)使統(tǒng)調(diào)要求能基本滿足，而又不

45、使電路太復(fù) 雜，目前都在本振回路上采取措施，這種方法稱為雜，目前都在本振回路上采取措施，這種方法稱為 三點統(tǒng)調(diào)或稱三點跟蹤三點統(tǒng)調(diào)或稱三點跟蹤。 為了滿足為了滿足三點統(tǒng)調(diào)三點統(tǒng)調(diào)，在本振回路上必須附加電容在本振回路上必須附加電容。 p串聯(lián)電容串聯(lián)電容Cp，Cp稱為墊整電容，其容量較大，與稱為墊整電容，其容量較大，與 Cmax的容量相近；的容量相近； p并聯(lián)電容并聯(lián)電容Ct，Ct稱為墊補(bǔ)電容，其容量較小，與稱為墊補(bǔ)電容，其容量較小，與 Cmin的容量相近。的容量相近。 p在本振頻率高頻端，在本振頻率高頻端，C = Cmin，由于，由于Ct與與Cmin 相近，相近，使總的電容增大，所以使高頻本振頻

46、率使總的電容增大，所以使高頻本振頻率 降低。降低。 p在本振頻率低頻端，在本振頻率低頻端，C = Cmax, ,Ct的并聯(lián)作用的并聯(lián)作用 可忽略?？珊雎?。串聯(lián)串聯(lián) Cp后，使總的電容減少，所以后，使總的電容減少，所以 使低端本振頻率提高。使低端本振頻率提高。這樣就達(dá)到了三點統(tǒng)調(diào)這樣就達(dá)到了三點統(tǒng)調(diào) 的目的。的目的。 5.5.2 5.5.2 變頻干擾及其抑制方法變頻干擾及其抑制方法 由于變頻器件特性的由于變頻器件特性的非線性非線性，在產(chǎn)生所需，在產(chǎn)生所需 頻率的同時，還將有頻率的同時，還將有大量的不需要的頻率分量大量的不需要的頻率分量 出現(xiàn)。在接收機(jī)中，當(dāng)其中某些頻率出現(xiàn)。在接收機(jī)中，當(dāng)其中某些

47、頻率等于或接等于或接 近中頻近中頻時，就能順利的通過中頻放大器，經(jīng)解時，就能順利的通過中頻放大器，經(jīng)解 調(diào)后在輸出級引起串音、哨叫和各種干擾。調(diào)后在輸出級引起串音、哨叫和各種干擾。 非線性非線性元件元件中頻濾波器中頻濾波器 uS(t) 本本 振振 uL(t) uo(t) 一、組合頻率干擾一、組合頻率干擾信號和本振產(chǎn)生的干擾信號和本振產(chǎn)生的干擾 變頻器在信號電壓和本振電壓共同作用下變頻器在信號電壓和本振電壓共同作用下 產(chǎn)生了許多產(chǎn)生了許多組合頻率分量組合頻率分量 | SL nfmff 則在混頻器中，中頻和寄生信號都將順利的通則在混頻器中，中頻和寄生信號都將順利的通 過中頻放大器加到檢波器，與有用

48、信號在檢波過中頻放大器加到檢波器，與有用信號在檢波 器中產(chǎn)生差拍，形成低頻干擾。器中產(chǎn)生差拍，形成低頻干擾。 若其中的某些頻率分量接近于中頻值，即若其中的某些頻率分量接近于中頻值，即 ISL |fnfmf 例如：例如： 分析：根據(jù)分析：根據(jù) 若若m=1，n=2，則，則 ，接近于，接近于 466kHz，這樣，它和有用中頻信號同時進(jìn)入中，這樣，它和有用中頻信號同時進(jìn)入中 放、檢波，產(chǎn)生差拍，在接收機(jī)輸出產(chǎn)生放、檢波，產(chǎn)生差拍，在接收機(jī)輸出產(chǎn)生1kHz 的哨叫聲。的哨叫聲。 kHz1396 L fkHz931 S f | SL nfmff kHz4662 LS ff kHz1465466 低頻信號低

49、頻信號 哨叫哨叫 二、副波道干擾二、副波道干擾干擾與本振產(chǎn)生的干擾干擾與本振產(chǎn)生的干擾 凡能加到混頻器輸入端的外來干擾信號均可凡能加到混頻器輸入端的外來干擾信號均可 以在混頻器中與本振電壓產(chǎn)生混頻作用，若形成以在混頻器中與本振電壓產(chǎn)生混頻作用，若形成 的組合頻率滿足的組合頻率滿足 就會形成干擾。就會形成干擾。 這類干擾主要有中頻干擾、鏡頻干擾和組合這類干擾主要有中頻干擾、鏡頻干擾和組合 副波道干擾。副波道干擾。 InL |fnfmf 1.1.中頻干擾（中頻干擾（m=0 0，n1 1） 當(dāng)當(dāng)m=0 0，n1 1時，時， , ,稱為中頻干擾。稱為中頻干擾。 對應(yīng)這種干擾，變頻器實際上起到了中頻放對

50、應(yīng)這種干擾，變頻器實際上起到了中頻放 大器的作用，具有比有用信號更強(qiáng)的傳輸能力。大器的作用，具有比有用信號更強(qiáng)的傳輸能力。 對中頻干擾的抑制方法對中頻干擾的抑制方法-主要是提高變頻主要是提高變頻 器前面電路的選擇性，增強(qiáng)對中頻信號的抑制或器前面電路的選擇性，增強(qiáng)對中頻信號的抑制或 設(shè)置中頻陷波器設(shè)置中頻陷波器。 In ff 2.2.鏡頻干擾（鏡頻干擾（m=1 1，n1 1） 當(dāng)當(dāng)m=n=1時時， 稱為鏡頻干擾，稱為鏡頻干擾， 顯然，顯然，fn與與fS以以fL為軸形成鏡像關(guān)系。為軸形成鏡像關(guān)系。 抑制鏡頻干擾的方法：抑制鏡頻干擾的方法： 1）提高前級電路的選擇性；）提高前級電路的選擇性； 2）采

51、用高中頻）采用高中頻 例如，在短波接收機(jī)中，接收頻段為例如，在短波接收機(jī)中，接收頻段為230MHz，中頻選，中頻選 在在70MHz附近。附近。 ISILn 2 fffff f0 fcfLfJ fIfI f 三、交調(diào)和互調(diào)干擾三、交調(diào)和互調(diào)干擾 1.1.交調(diào)干擾交調(diào)干擾 電臺信號和干擾信號同時作用于接收機(jī)的輸電臺信號和干擾信號同時作用于接收機(jī)的輸 入端時所產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。入端時所產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。 抑制交調(diào)干擾的方法抑制交調(diào)干擾的方法-提高前端電路的提高前端電路的 選選 擇性；擇性；其次可以通過選擇晶體管合適的工作狀態(tài)，其次可以通過選擇晶體管合適的工作狀態(tài)， 減少無用的非線性項實現(xiàn)減少無用的非線性

52、項實現(xiàn)。 2.2.互調(diào)干擾互調(diào)干擾 互調(diào)干擾是兩個或多個干擾電壓加到接收機(jī)高互調(diào)干擾是兩個或多個干擾電壓加到接收機(jī)高 放級或變頻級的輸入端，由于晶體管的非線性作用，放級或變頻級的輸入端，由于晶體管的非線性作用， 干擾信號與本振相互混頻，產(chǎn)生的組合頻率分量若干擾信號與本振相互混頻，產(chǎn)生的組合頻率分量若 接近中頻，從而形成干擾。接近中頻，從而形成干擾。 例：例：fs=1200kHzfs=1200kHz，fn1=1190kHzfn1=1190kHz，fn2=1180kHzfn2=1180kHz， 則組合頻率則組合頻率 1665-( 1665-(2 2* *1190-11801190-1180)=16

53、65-)=1665-1200=1200=465kHz465kHz 四、減小或避免混頻干擾的措施四、減小或避免混頻干擾的措施 混頻干擾的根本原因是器件的非線性特性。 混頻干擾可分成兩類：混頻干擾可分成兩類： 1.由于非線性特性產(chǎn)生了眾多無用組合頻率分量而引起的。 2.由于非線性特性產(chǎn)生了一些受外來干擾控制或與調(diào)制信號不成 線性關(guān)系的有用頻率分量而引起的。 針對混頻干擾產(chǎn)生的具體原因針對混頻干擾產(chǎn)生的具體原因, , 可以采取以下三個方面的措施來可以采取以下三個方面的措施來 減小或避免減小或避免。 (1)選擇合適的中頻。如果將中頻選在接收信號頻段之外, 可以避 免中頻干擾和最強(qiáng)的干擾哨聲。 (2)提

54、高混頻電路之前選頻網(wǎng)絡(luò)的選擇性,減少進(jìn)入混頻電路的外 來干擾。 (3)采用具有平方律特性的場效應(yīng)管、模擬乘法器或利用平衡抵消 原理組成的平衡混頻電路或環(huán)形混頻電路, 三、三、 混頻器的主要技術(shù)指標(biāo)混頻器的主要技術(shù)指標(biāo) 1 1混頻器增益要大混頻器增益要大 混頻增益定義為混頻器輸出中頻信號與輸入信號大小之 比，有電壓增益（用KVC表示）和功率增益（KPC表示） 兩種，通常用分貝數(shù)表示。 混頻器電壓增益: 混頻器功率增益: = I VC S U K U 中頻輸出電壓 高頻輸出電壓 = I PC S P K P 中頻輸出信號功率 高頻輸出信號功率 對接收機(jī)而言，對接收機(jī)而言，KVC(或或KPC)大，有

55、利于提高接收靈敏度。通常在大，有利于提高接收靈敏度。通常在 廣播收音機(jī)中廣播收音機(jī)中KPC為為2030db，電視接收機(jī)中，電視接收機(jī)中KVC為為68dB。 2 2噪聲系數(shù)要小噪聲系數(shù)要小 混頻器的噪聲系數(shù)定義為混頻器輸入信噪功率比和輸出中頻信號 噪聲功率比的比值，也是用分貝數(shù)表示的。 由于混頻器處于接收機(jī)前端，因此要求它的噪聲系數(shù)很小。 3. 3. 隔離度隔離度 隔離度是指三個端口（輸入、本振和中頻）相互之間的隔離程 度,即本端口的信號功率與其泄漏到另一個端口的功率之比。 例如， 本振口至輸入口的隔離度定義為: 顯然，隔離度應(yīng)越大越好。由于本振功率較大，故本振信號的 泄漏更為重要。 / = /

56、 ii F oo SN N SN 輸入端載頻信號噪聲功率比 輸出端中頻信號噪聲功率比 10lg)db 本振口的本振信號功率 （ 泄露到輸入口的本振信號功率 4 4、1dB1dB壓縮點功率和三階互調(diào)截點功率壓縮點功率和三階互調(diào)截點功率 理想混頻器輸出的中頻信號振幅應(yīng)該和輸入已調(diào)波信號的振幅成 正比，即混頻增益為常數(shù)?；祛l電路的二次方項產(chǎn)生這一線性 關(guān)系。而四次方項產(chǎn)生的中頻分量振幅與輸入信號振幅UsUs的三 次方成正比。對于實際混頻器來說，其轉(zhuǎn)移特性中參數(shù)a4是負(fù) 數(shù)，所以隨著UsUs的加大，增益將會減小，這一現(xiàn)象稱為增益壓 縮。也就是說，在輸入信號較小時，輸出中頻信號隨輸入信號 近似成線性增大

57、。當(dāng)輸入信號較大時，輸出中頻信號隨輸入信 號的增大速率將會逐漸變小。 定義混頻實際功率增益低于理想線性功率增益1dB（相當(dāng)于減少了 21%）時對應(yīng)的信號功率點為1dB壓縮點、相應(yīng)的輸入、輸出信 號功率分別用輸入P1dB、輸出P1dB表示，單位均為dBm， 4 4、1dB1dB壓縮點功率和三階互調(diào)截點功率壓縮點功率和三階互調(diào)截點功率 p如上圖所示。圖中虛線PI1是理想輸出中頻信號功率線，斜率為 1，實線PI2是實際輸出中頻信號功率線。若功率增益公式用分 貝數(shù)表示，則有Po(dBm)=Pi(dBm)+Gp(dB)。所以，A點處的功率 增益減小1dB，也就是相當(dāng)于實際輸出功率比理想輸出功率減小 1

58、dBm。 5.5.45.5.4混頻電路混頻電路 1 1晶體三極管混頻器晶體三極管混頻器 晶體三極管混頻器原理電路晶體三極管混頻器原理電路 cos ssmc uUt cos LLmL uUt smLm UU L L1 1C C1 1調(diào)諧于輸入調(diào)諧于輸入 信號信號u us s的載頻的載頻f fc c L L2 2C C2 2調(diào)諧于中頻調(diào)諧于中頻f fI I 0 0012 ( )( ) ( )(coscos2) Ccms cmmLmLs iItgt u Itggtgtu 經(jīng)集電極諧振回路濾波后經(jīng)集電極諧振回路濾波后,得到中頻電流得到中頻電流iI 1111 111 11 cos()cos 22 cos

59、cos msLcms Cs ig Utg Ut g UtIt 集電極電流為集電極電流為 可以通過求可以通過求gm(t)的基波分量來得到的基波分量來得到gm1(t)，其中：，其中： 其中：其中： 111 1 ( )cos mm ggttdt 111 11 cos()tcost 22 ImScmSI ig Ug U 1-Ic 定義混頻跨導(dǎo)：定義混頻跨導(dǎo)： 若若L L2 2C C2 2回路總諧振電導(dǎo)為回路總諧振電導(dǎo)為 ，則可以求得混頻電壓增益則可以求得混頻電壓增益 11 = 2 m c m S g g i U 輸出中頻電流 輸入高頻電壓 或者：定義混頻跨導(dǎo)：或者：定義混頻跨導(dǎo)： 0 ( ) ( ),

60、( ) BEBB C BBBBL BE c tuU g tUtU i u u 同樣有同樣有: : 1 2 1 ggc g g g Ug I U U A c sS uc 11 給混頻電路提供的本振信號可以由單獨的振蕩電路產(chǎn)生給混頻電路提供的本振信號可以由單獨的振蕩電路產(chǎn)生, , 也可也可 以由混頻晶體管本身產(chǎn)生。由一個晶體管同時產(chǎn)生本振信號、以由混頻晶體管本身產(chǎn)生。由一個晶體管同時產(chǎn)生本振信號、 實現(xiàn)混頻的電路通常稱為變頻器。實現(xiàn)混頻的電路通常稱為變頻器。 輸入信號輸入信號 和本振信號和本振信號 分別加在晶體管的基極和發(fā)射極上分別加在晶體管的基極和發(fā)射極上, , 輸輸 出中頻信號出中頻信號 由連