第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻

1、高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 1第第6章章 振幅調(diào)制、振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻解調(diào)及混頻 幾個(gè)基本概念幾個(gè)基本概念 1、調(diào)制：、調(diào)制：調(diào)制是指利用調(diào)制信號(hào)去控制載波的某個(gè)參數(shù)的過(guò)調(diào)制是指利用調(diào)制信號(hào)去控制載波的某個(gè)參數(shù)的過(guò)程。程。 2、調(diào)制信號(hào)、調(diào)制信號(hào)：是指由原始消息（如聲音、數(shù)據(jù)、圖象等）轉(zhuǎn)：是指由原始消息（如聲音、數(shù)據(jù)、圖象等）轉(zhuǎn)變成的低頻或視頻信號(hào)。變成的低頻或視頻信號(hào)。 3、載波信號(hào)、載波信號(hào)：是指未受調(diào)制的高頻振蕩信號(hào)?？梢允钦倚牛菏侵肝词苷{(diào)制的高頻振蕩信號(hào)?？梢允钦倚盘?hào)，也可是非正弦信號(hào)。號(hào)，也可是非正弦信號(hào)。 4、已調(diào)波信號(hào)、已調(diào)波信號(hào)：是指受調(diào)制后的

2、高頻信號(hào)，即已經(jīng)把調(diào)制信：是指受調(diào)制后的高頻信號(hào)，即已經(jīng)把調(diào)制信號(hào)加載到載波中的信號(hào)。號(hào)加載到載波中的信號(hào)。 5、解調(diào)、解調(diào)：是調(diào)制的逆過(guò)程，即從已調(diào)波信號(hào)中提取原調(diào)制信：是調(diào)制的逆過(guò)程，即從已調(diào)波信號(hào)中提取原調(diào)制信號(hào)的過(guò)程。號(hào)的過(guò)程。 高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 26.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 ( )ut( )coscCcu tUt( )( )cosAMCacutUk utt振幅調(diào)制定義振幅調(diào)制定義：是指利用調(diào)制信號(hào)去控制載波的振幅，使載：是指利用調(diào)制信號(hào)去控制載波的振幅，使載波信號(hào)的振幅按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化。波信號(hào)的振幅按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化。 1. 設(shè)調(diào)制信號(hào)為設(shè)調(diào)制

3、信號(hào)為載波信號(hào)為載波信號(hào)為調(diào)幅波振幅（即包絡(luò)函數(shù)）：調(diào)幅波振幅（即包絡(luò)函數(shù)）：( )( )MCaUtUk ut式中，式中，ka為比例系數(shù)，與信號(hào)無(wú)關(guān)，一般由調(diào)制電路確定，為比例系數(shù)，與信號(hào)無(wú)關(guān)，一般由調(diào)制電路確定，又稱為又稱為調(diào)幅靈敏度，調(diào)幅靈敏度，影響包絡(luò)的幅度大小。影響包絡(luò)的幅度大小。（6-1）6.1.1 信號(hào)分析信號(hào)分析（1）時(shí)域表示式）時(shí)域表示式（一）普通調(diào)幅波（一）普通調(diào)幅波AM高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 3(b)uAM(t)f (t)tt(a)包絡(luò)未調(diào)制00圖6-2 實(shí)際調(diào)制信號(hào)的調(diào)幅波形如果( )( )utf t則波形圖則波形圖高頻電子線路高頻電子線路第

4、6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 4（2）AM信號(hào)的產(chǎn)生原理框圖信號(hào)的產(chǎn)生原理框圖( )( )coscos( )cosAMCacCcacutUk uttUtk utt先加常數(shù)先加常數(shù)后乘載波后乘載波先乘載波先乘載波后加載波后加載波( )ut( )ut高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 5圖6-3 AM信號(hào)的產(chǎn)生原理圖 調(diào)制電路框圖調(diào)制電路框圖 由由(6-5)式可以看出式可以看出，要完成AM調(diào)制，可以用圖6-3所示的原理框圖實(shí)現(xiàn)，其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)的相乘。高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 6圖619利用MC1596產(chǎn)生AM，DDS信號(hào) 調(diào)整調(diào)制度擴(kuò)展

5、線性范圍高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 7（3）頻域表示式及頻譜圖）頻域表示式及頻譜圖1( )cos()nnnnutUt1111( )cos()cos1coscos1coscoscoscos()cos() 2AMCannncnanCncnCCnncnnCCccncnnutUkUttk UUttUUmttm UUttt 令令0nminmax有有（6-2）高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 8 圖6-5 語(yǔ)音信號(hào)及已調(diào)信號(hào)頻譜 （a）語(yǔ)音頻譜（b）已調(diào)信號(hào)頻譜 振幅0(a)f / Hz3003 400振幅0(b)f / Hzfc 3 400fc 3 400f

6、c例如：語(yǔ)音信號(hào)例如：語(yǔ)音信號(hào)Fmin= 300 Hz, Fmax= 3400 Hz( )ut頻譜頻譜頻譜頻譜( )AMut高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 9頻帶寬度頻帶寬度：max2AMBF上邊帶：上邊帶：minmaxcc下邊帶：下邊帶：minmaxcc載波：載波：cminmaxccfFfFcfminmaxccfFfFmax2AMB 高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 102. 調(diào)制信號(hào)為單一頻率的余弦信號(hào)調(diào)制信號(hào)為單一頻率的余弦信號(hào)co suUt調(diào)制電壓為調(diào)制電壓為通常通常載波頻率與調(diào)制信號(hào)滿足載波頻率與調(diào)制信號(hào)滿足c。則。則( )cos cos1c

7、os cos1cos cosA MCacaCcCCacutUk Uttk UUttUUmtt調(diào)幅度調(diào)幅度aaCk UmUak（6-3）（6-4）不僅與不僅與有關(guān)，還與信號(hào)的幅度有關(guān)有關(guān)，還與信號(hào)的幅度有關(guān)包絡(luò)振幅為包絡(luò)振幅為aaCk Um U（1）波形表示式）波形表示式高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 11高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 12高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 13高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 14 （2）頻譜表示式及頻譜圖）頻譜表示式及頻譜圖在在單一頻率的正弦信號(hào)的調(diào)制單一頻率的正弦信號(hào)的調(diào)制

8、情況下用三角公式展開(kāi)，可得：情況下用三角公式展開(kāi)，可得：（6-5）高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 15高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 16顯然：顯然： 1) 頻譜的中心分量就是載波分量，它與調(diào)制信號(hào)無(wú)關(guān)，頻譜的中心分量就是載波分量，它與調(diào)制信號(hào)無(wú)關(guān)，不含消息；不含消息； 2) 兩個(gè)邊頻分量?jī)蓚€(gè)邊頻分量c及及c 則以載頻為中心對(duì)稱則以載頻為中心對(duì)稱分布，兩個(gè)邊頻信號(hào)幅度相等并與調(diào)制信號(hào)幅度成正比。分布，兩個(gè)邊頻信號(hào)幅度相等并與調(diào)制信號(hào)幅度成正比。 3) 頻率消息只包含在邊頻分量中。頻率消息只包含在邊頻分量中。 4)調(diào)幅波從頻譜的角度看，是把低頻調(diào)制信號(hào)

9、的頻譜線調(diào)幅波從頻譜的角度看，是把低頻調(diào)制信號(hào)的頻譜線性對(duì)稱地搬移到高頻載波的兩邊，故屬于線性頻譜搬移變性對(duì)稱地搬移到高頻載波的兩邊，故屬于線性頻譜搬移變換。換。 高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 172222( )11(1cos)22(1cos)AMcCLLcutPdtUmtRRPmt在負(fù)載電阻在負(fù)載電阻RL上，上，一個(gè)載波周期內(nèi)一個(gè)載波周期內(nèi)調(diào)幅波消耗的瞬時(shí)功率調(diào)幅波消耗的瞬時(shí)功率為可以得到調(diào)幅波的最大功率和最小功率可以得到調(diào)幅波的最大功率和最小功率2max2min(1)(1)ccPPmPPm（3）調(diào)幅波的功率）調(diào)幅波的功率（6-6）高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)

10、制、 解調(diào)及混頻 18根據(jù)前面的有關(guān)公式，在負(fù)載電阻根據(jù)前面的有關(guān)公式，在負(fù)載電阻RL上消耗的上消耗的載波載波功率功率為：為：(6-7) (6-8) 22122CCccLLuUPdtRR上、下邊頻的平均功率上、下邊頻的平均功率均為：均為：2(1)2avcmPP(6-9) AM信號(hào)的平均功率 221()224CcLmUmPPPR上 邊 頻下 邊 頻高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 19高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 20總結(jié)：總結(jié)：由前面分析可得：由前面分析可得： (1) 當(dāng)調(diào)幅度當(dāng)調(diào)幅度m=1時(shí)，調(diào)幅波的最大功率為載波功率的時(shí)，調(diào)幅波的最大功率為載波功

11、率的4倍，倍，而最小功率為零，因此由于最大、最小功率相差太大，對(duì)特而最小功率為零，因此由于最大、最小功率相差太大，對(duì)特定的功放管而言，其額定輸出功率將大大受限；因此在設(shè)計(jì)定的功放管而言，其額定輸出功率將大大受限；因此在設(shè)計(jì)功率放大器時(shí)，一定要以此來(lái)選擇功放管。保證：功率放大器時(shí)，一定要以此來(lái)選擇功放管。保證：PmaxPH（功放管的額定輸出功率） (2) 當(dāng)當(dāng)m1時(shí)，不攜帶調(diào)制信號(hào)的載波成分將占用調(diào)幅波時(shí)，不攜帶調(diào)制信號(hào)的載波成分將占用調(diào)幅波總功率的總功率的2/3，而帶有信號(hào)的邊頻只調(diào)幅波總功率的，而帶有信號(hào)的邊頻只調(diào)幅波總功率的1/3，因，因此功率浪費(fèi)大，效率低；若此功率浪費(fèi)大，效率低；若mU

12、時(shí)，時(shí)，而而uDuc+u,可進(jìn)一步認(rèn)為二極管的通斷可進(jìn)一步認(rèn)為二極管的通斷主要由主要由uc控制控制,可得可得000DDcDcg uuiu高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 49電流電流iD的頻譜如圖的頻譜如圖6-16(b)所示，經(jīng)輸出濾波器所示，經(jīng)輸出濾波器(調(diào)諧在調(diào)諧在c，帶寬為2F)選出輸出頻率分量選出輸出頻率分量：下邊帶下邊帶(頻頻)、載頻、上邊帶、載頻、上邊帶(頻頻)，即，即AM信號(hào)信號(hào)。coscos22()()DDDDCcDDCcCcgggiUUtUtggUtUt (6-29) 流過(guò)二極管的電流流過(guò)二極管的電流iD為為 12222()302222cccntnKtnt

13、n高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 50 2) 2) 利用模擬乘法器產(chǎn)生普通調(diào)幅波利用模擬乘法器產(chǎn)生普通調(diào)幅波 模擬乘法器是以差分對(duì)放大器為核心的，基本的差分對(duì)放大器如下圖：H(j)H(j)EcuA EcuBV3V1V2uoRe高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 510(1)tanh()2BAoeTuuiIEV00135(1cos)tanh(cos)2(1cos)( )coscos3cos5coceTcccUUiIttEVImtxttt(6-30) 若將載波將載波uC加至加至uA，調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)u加到加到uB，則有：由單差分對(duì)關(guān)系單差分對(duì)關(guān)系式： (6-

14、31) 式中，式中，m=U/Ee，x=UCVT。若集電極濾波回路的中若集電極濾波回路的中心頻率為心頻率為fc，帶寬為，帶寬為2F，諧振阻抗為，諧振阻抗為RL，則經(jīng)濾波后的輸則經(jīng)濾波后的輸出電壓：出電壓：01( )(1cos)cosoLcuI Rxmtt(6-32) 高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 52 利用雙差分對(duì)電路和集成模擬乘法器也可得到利用雙差分對(duì)電路和集成模擬乘法器也可得到AM信號(hào)。信號(hào)。 思考：如果將載波信號(hào)加到線性通道，調(diào)制信號(hào)加到非線思考：如果將載波信號(hào)加到線性通道，調(diào)制信號(hào)加到非線性通道，將產(chǎn)生什么信號(hào)？性通道，將產(chǎn)生什么信號(hào)？ 將將載波電壓載波電壓uC加

15、到線性通道加到線性通道，即，即uB=uC，調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)u加到加到非線性通道非線性通道，即，即uA=u，則雙端輸出電流，則雙端輸出電流io(t)為：為：13( )(1cos)tanh(cos)2(1cos)( )cos( )cos3oocTocUi tImttVImtxtxt 式中，I0=Ee/Re，m=UC/Ee，x=U/VT。若集電極濾波回若集電極濾波回路的中心頻率為路的中心頻率為fc，帶寬為，帶寬為2F，諧振阻抗為，諧振阻抗為RL，則經(jīng)濾波則經(jīng)濾波后的輸出電壓：后的輸出電壓：01( )( )coscoscoscosoLcocu tI R mxttUtt高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅

16、調(diào)制、 解調(diào)及混頻 53說(shuō)明說(shuō)明： A、對(duì)于單差分對(duì)電路既能實(shí)現(xiàn)、對(duì)于單差分對(duì)電路既能實(shí)現(xiàn)AM調(diào)制又能實(shí)現(xiàn)調(diào)制又能實(shí)現(xiàn)DSB調(diào)制；調(diào)制；它們工作時(shí)，載波電壓它們工作時(shí)，載波電壓uC和調(diào)制信號(hào)和調(diào)制信號(hào)u的加入方式相反。的加入方式相反。 B、u加入到非線性通道，出現(xiàn)了加入到非線性通道，出現(xiàn)了fc nF分量分量(n=3,5, 7, )，這，這些分量是不容易濾除的。只有當(dāng)些分量是不容易濾除的。只有當(dāng)u較小時(shí)，使較小時(shí)，使 才能得到較為理想的才能得到較為理想的DSB信號(hào)。信號(hào)。 135( )( )( )xxx高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 543. DSB3. DSB調(diào)制電路調(diào)制

17、電路 (1)二極管調(diào)制電路二極管調(diào)制電路 單二極管電路只能產(chǎn)生單二極管電路只能產(chǎn)生AM信號(hào)，不能產(chǎn)生信號(hào)，不能產(chǎn)生DSB信號(hào)。信號(hào)。二極管平衡電路和二極管環(huán)形電路可以產(chǎn)生二極管平衡電路和二極管環(huán)形電路可以產(chǎn)生DSB信號(hào)。信號(hào)。 1) 二極管平衡二極管平衡DSB調(diào)制電路調(diào)制電路 電路如圖電路如圖6-19所示，所示，T2次級(jí)電流：次級(jí)電流：(6-33) 2()LDcig Kt u22coscos()cos()22cos(3)cos(3)33DDcDcDcDcg Utg Utg Utg Utg Ut 高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 55圖6-19 二極管平衡調(diào)制電路 帶通濾波器

18、T1RLT2ucVD1VD2N2uD1uD2AN1N1OBN2ON1uN2uo(t)高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 56 iL中包含中包含F(xiàn)分量和分量和(2n+1)fcF(n=0，1，2，)分量，若分量，若輸出濾波器的中心頻率為輸出濾波器的中心頻率為fc、寬為寬為2F、諧振阻抗為、諧振阻抗為RL，則輸出則輸出電壓為：電壓為：22cos()cos()4coscosoLDcLDcLDcuRg UtRg UtR gUtt(6-34) 二極管平衡調(diào)制器是通過(guò)平衡方式，將載波抑制掉二極管平衡調(diào)制器是通過(guò)平衡方式，將載波抑制掉，從而獲得從而獲得DSB信號(hào)。平衡調(diào)制器的動(dòng)態(tài)原理。信號(hào)。

19、平衡調(diào)制器的動(dòng)態(tài)原理。高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 57圖6-21 平衡調(diào)制器的一種實(shí)際線路 圖圖6-21為一實(shí)用的平衡調(diào)制器電路為一實(shí)用的平衡調(diào)制器電路。 其中省掉了變壓器其中省掉了變壓器N2，調(diào)制信號(hào)采用單端輸入。由于兩個(gè)二極管方向相反，故，調(diào)制信號(hào)采用單端輸入。由于兩個(gè)二極管方向相反，故載波電壓仍同相加于兩管。載波電壓仍同相加于兩管。高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 582) 二極管環(huán)形二極管環(huán)形DSB調(diào)制電路調(diào)制電路雙平衡電路雙平衡電路 為進(jìn)一步為進(jìn)一步減少組合分量減少組合分量，可采用雙平衡調(diào)制器可采用雙平衡調(diào)制器(環(huán)形環(huán)形調(diào)制器調(diào)制器)，如

20、圖，如圖6-22所示。所示。在在u1=u，u2=uC的情況下，該的情況下，該式可表示為：式可表示為：442()2coscos3cos38coscosLDcDccoLDcig Kt ugttUtuR g Utt(6-35) (6-36) 經(jīng)濾波后經(jīng)濾波后，有 (2) 差分對(duì)調(diào)制器（已講）差分對(duì)調(diào)制器（已講）思考：如果載波和調(diào)制信號(hào)的加入方式改變，對(duì)與二極思考：如果載波和調(diào)制信號(hào)的加入方式改變，對(duì)與二極管平衡和雙平衡電路是否仍能實(shí)現(xiàn)管平衡和雙平衡電路是否仍能實(shí)現(xiàn)DSB.平衡電路不可以，雙平衡可以高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 59圖6-22 雙平衡調(diào)制器電路及波形 T1RLT

21、2iLucVD1VD2ui2VD3VD4i3i4u(a)(b)tttt0000uoiLiL1iL1i1高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 60圖619利用MC1596產(chǎn)生AM，DDS信號(hào) 調(diào)整調(diào)制度擴(kuò)展線性范圍高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 61 4、SSB調(diào)制電路調(diào)制電路 SSB信號(hào)是將信號(hào)是將雙邊帶信號(hào)濾除一個(gè)邊帶形成的雙邊帶信號(hào)濾除一個(gè)邊帶形成的。根據(jù)。根據(jù)濾除方法的不同，濾除方法的不同，SSB信號(hào)產(chǎn)生方法有好幾種信號(hào)產(chǎn)生方法有好幾種，主要有，主要有濾濾波法波法和和移相法移相法兩種。兩種。 （1） 濾波法濾波法 圖圖6-26是采用濾波法產(chǎn)生是采用濾

22、波法產(chǎn)生SSB的發(fā)射機(jī)框圖。的發(fā)射機(jī)框圖。圖6-26 濾波法產(chǎn)生SSB信號(hào)的框圖 高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 62 但是這種簡(jiǎn)單的方法不能把低頻信號(hào)直接調(diào)制頻率比較高但是這種簡(jiǎn)單的方法不能把低頻信號(hào)直接調(diào)制頻率比較高的載波。因?yàn)槿魏我粋€(gè)濾波器的品質(zhì)因數(shù)都是一定的，當(dāng)用的載波。因?yàn)槿魏我粋€(gè)濾波器的品質(zhì)因數(shù)都是一定的，當(dāng)用比較低的調(diào)制信號(hào)去調(diào)幅時(shí)，使得相對(duì)頻寬非常小，即意味比較低的調(diào)制信號(hào)去調(diào)幅時(shí)，使得相對(duì)頻寬非常小，即意味著要很大的著要很大的Q Q值。例如，設(shè)調(diào)制信號(hào)的值。例如，設(shè)調(diào)制信號(hào)的F Fminmin=300Hz=300Hz，載波為，載波為10MHz10MHz，

23、則相對(duì)帶寬為，則相對(duì)帶寬為2 2300/10300/107 7=0.006%=0.006%，要求濾波器的，要求濾波器的Q Q非非常高。因此這種直接的做法對(duì)濾波器提出了過(guò)高的要求。常高。因此這種直接的做法對(duì)濾波器提出了過(guò)高的要求。阻帶40通帶阻帶過(guò)濾帶b/dB0fcfc Fminfc Fminfc Fmaxf圖628 理想邊帶濾波器的衰減特性 高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 63 （2） 移相法移相法 1) 原理及框圖原理及框圖 移相法是利用移相網(wǎng)絡(luò)，對(duì)載波和調(diào)制信號(hào)進(jìn)行適移相法是利用移相網(wǎng)絡(luò)，對(duì)載波和調(diào)制信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)南嘁?，以便在相加過(guò)程中將其中的一個(gè)邊帶抵消而當(dāng)?shù)南嘁疲?/p>

24、以便在相加過(guò)程中將其中的一個(gè)邊帶抵消而獲得獲得SSB信號(hào)。在信號(hào)。在SSB信號(hào)分析中我們已經(jīng)得到了式信號(hào)分析中我們已經(jīng)得到了式(6-25)，重寫如下，重寫如下: ( )( )cos( )sinSSBccutf ttf tt高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 64圖6-28 移相法SSB信號(hào)調(diào)制器 平 衡調(diào)制器 A/2平 衡調(diào)制器 B/2f (t)f (t)cos ctcosctsinctf (t)sin ctuSSB 上 邊 帶 下 邊 帶0F ()0cc0F ()j0cc高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 65 2) 特點(diǎn)特點(diǎn) 移相法的優(yōu)點(diǎn)是省去了邊帶濾波

25、器，但要把無(wú)用邊移相法的優(yōu)點(diǎn)是省去了邊帶濾波器，但要把無(wú)用邊帶完全抑制掉，必須滿足下列兩個(gè)條件帶完全抑制掉，必須滿足下列兩個(gè)條件: A、兩個(gè)調(diào)制器輸出的振幅應(yīng)完全相同兩個(gè)調(diào)制器輸出的振幅應(yīng)完全相同 B、移相網(wǎng)絡(luò)必須對(duì)載頻及調(diào)制信號(hào)均保證精確的移相網(wǎng)絡(luò)必須對(duì)載頻及調(diào)制信號(hào)均保證精確的2相移。相移。 高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 66振幅調(diào)制電路總結(jié)：1. AM調(diào)制電路調(diào)制電路（1）單管：利用非線性伏安特性泰勒展開(kāi)式平方項(xiàng)（式）單管：利用非線性伏安特性泰勒展開(kāi)式平方項(xiàng)（式5-2和式和式5-11）的變頻得到）的變頻得到 c，所以，所以又稱平方律調(diào)幅。又稱平方律調(diào)幅。i的頻譜分

26、量數(shù)的頻譜分量數(shù)目很多，但可以讓信號(hào)一大一小，來(lái)目很多，但可以讓信號(hào)一大一小，來(lái)抑制無(wú)用頻率分量的能量，抑制無(wú)用頻率分量的能量，便于濾波便于濾波1）1個(gè)二極管（個(gè)二極管（P.180圖圖6-16）；）；2）1個(gè)三極管（個(gè)三極管（P.179集電極調(diào)幅圖集電極調(diào)幅圖6-12，基極調(diào)幅圖，基極調(diào)幅圖6-14）。）。高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 67（2）多管：）多管：抵消無(wú)用頻率分量的數(shù)目，抵消無(wú)用頻率分量的數(shù)目，同時(shí)讓信號(hào)一大一小，同時(shí)讓信號(hào)一大一小，來(lái)來(lái)抑制無(wú)用頻率分量的能量抑制無(wú)用頻率分量的能量1）2個(gè)二極管平衡電路（個(gè)二極管平衡電路（P.152圖圖5-7，u1=uc，u

27、2=u，且，且UUC）；）；2）4個(gè)二極管橋式電路（個(gè)二極管橋式電路（P.154圖圖5-8， u1=uc，u2=u，且，且UUC）；）；3）單差分電路（方法）單差分電路（方法1：P.161圖圖5-17，非線性通道，非線性通道uA=uc，線性，線性通道通道uB=u且且|UC|26mV；方法；方法2：圖：圖5-17但是單端輸出，且但是單端輸出，且uA=u ， uB=uc， |U|26mV)；4）雙差分電路（即模擬乘法器，）雙差分電路（即模擬乘法器，P.162圖圖5-18，uA=u+常數(shù)，常數(shù)，uB=uc，且，且|U+常數(shù)常數(shù)|26mV， |UC|U）；）；（2） 4個(gè)二極管橋式電路（個(gè)二極管橋式電

28、路（P.154圖圖5-8， u1=u，u2=uc，且，且UCU）；）；（3）8個(gè)二極管雙橋構(gòu)成的環(huán)形電路（個(gè)二極管雙橋構(gòu)成的環(huán)形電路（P.185圖圖6-23，u、uc可任意加到兩個(gè)可任意加到兩個(gè)輸入端）；輸入端）；（4）4個(gè)二極管雙平衡構(gòu)成的環(huán)形電路（個(gè)二極管雙平衡構(gòu)成的環(huán)形電路（P.155圖圖5-9和和P.184圖圖6-22，u、uc可可任意加到兩個(gè)輸入端）；任意加到兩個(gè)輸入端）；（5）單差分電路（）單差分電路（P.161圖圖5-17雙端輸出，非線性通道雙端輸出，非線性通道uA=u，線性通道，線性通道uB=uc，且且|UC|26mV）；）；（6）雙差分電路（即模擬乘法器，）雙差分電路（即模擬

29、乘法器，P.162圖圖5-18，uA=u，uB=uc，且，且|U|26mV， |UC| max。載波頻率不能夠取得太高。載波頻率不能夠取得太高。高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 72 解決方法：解決方法：經(jīng)過(guò)多次平衡調(diào)幅與濾波，來(lái)逐步把載頻提高到經(jīng)過(guò)多次平衡調(diào)幅與濾波，來(lái)逐步把載頻提高到所需要的數(shù)值。原理如下：所需要的數(shù)值。原理如下：FBM1音頻1BM22BM33強(qiáng)放f2+f1+Ff1Ff1+Ff2(f1+F)f2(f2+f1+F)OSC1OSC2OSC3f1f0+Ff1+f2+f3+F=f0+Ff2f3112Ff1222()fFf21332()ffFf321fff雖然雖然

30、123,但但 仍然足夠大仍然足夠大從而各個(gè)濾波器從而各個(gè)濾波器容易實(shí)現(xiàn)容易實(shí)現(xiàn)通過(guò)一個(gè)邊帶而濾除另一個(gè)邊帶。通過(guò)一個(gè)邊帶而濾除另一個(gè)邊帶。邊帶相對(duì)距離：邊帶相對(duì)距離：?jiǎn)栴}：能否用倍頻的方法來(lái)提高單邊帶的載波頻率問(wèn)題：能否用倍頻的方法來(lái)提高單邊帶的載波頻率? ? 不能，因?yàn)楸额l后，音頻頻率也跟著成倍增加，使原來(lái)不能，因?yàn)楸额l后，音頻頻率也跟著成倍增加，使原來(lái)的調(diào)制信號(hào)變了樣，產(chǎn)生嚴(yán)重的失真。這是絕對(duì)不允許的。的調(diào)制信號(hào)變了樣，產(chǎn)生嚴(yán)重的失真。這是絕對(duì)不允許的。高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 73圖626 濾波法產(chǎn)生SSB信號(hào)的框圖 高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、

31、解調(diào)及混頻 74(2) 相移法：相移法：利用移相的方法，消去不需要的邊帶。利用移相的方法，消去不需要的邊帶。 調(diào)制信號(hào) V0sint 調(diào)制信號(hào) 90移相網(wǎng)絡(luò) 載波 90 移相網(wǎng)絡(luò) 平 衡 調(diào)幅器 A 平 衡 調(diào)幅器 B V0cos0t v 2=Vcostcos0t V0sin0t V1=Vsintsin0t 合 并 網(wǎng) 絡(luò) v3 單邊帶 輸 出 載 波 振蕩器 V0cost 圖中兩個(gè)平圖中兩個(gè)平衡調(diào)幅器的衡調(diào)幅器的調(diào)制信號(hào)電調(diào)制信號(hào)電壓和載波電壓和載波電壓都是互相壓都是互相移相移相90。因此，輸出電壓為因此，輸出電壓為t )cos(KV)(K0213vvv下邊帶下邊帶4210()cos()KK

32、Vt或vvv上邊帶上邊帶)tcos()tVcos(0021 sinsin01ttVv)cos()cos(21 00ttVcoscos02ttVv高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 75評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)： 由于這種方法由于這種方法不是依靠不是依靠濾波器來(lái)抑止另一個(gè)邊帶的濾波器來(lái)抑止另一個(gè)邊帶的 所以這種方法所以這種方法原則上原則上能把相距很近的兩個(gè)邊頻帶分開(kāi)，能把相距很近的兩個(gè)邊頻帶分開(kāi)， 而不需要而不需要多次重復(fù)調(diào)制和復(fù)雜的濾波器。多次重復(fù)調(diào)制和復(fù)雜的濾波器。但這種方法但這種方法要求要求: :調(diào)制信號(hào)的移相網(wǎng)絡(luò)和載波的移相調(diào)制信號(hào)的移相網(wǎng)絡(luò)和載波的移相網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)在整個(gè)頻帶范圍內(nèi)，都要

33、準(zhǔn)確地移相在整個(gè)頻帶范圍內(nèi)，都要準(zhǔn)確地移相9090。這一點(diǎn)在實(shí)際上是很難做到的。這一點(diǎn)在實(shí)際上是很難做到的。高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 766.2 調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)調(diào)幅信號(hào)的解調(diào) 一、 調(diào)幅解調(diào)的方法 振幅解調(diào)方法可分為振幅解調(diào)方法可分為包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波和和同步檢波同步檢波兩大類。兩大類。包絡(luò)檢波是指解調(diào)器輸出電壓與輸入已調(diào)波的包絡(luò)成正包絡(luò)檢波是指解調(diào)器輸出電壓與輸入已調(diào)波的包絡(luò)成正比的檢波方法。由于比的檢波方法。由于AM信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，因此系，因此包絡(luò)檢波只適用于包絡(luò)檢波只適用于AM波波。其原理框圖如圖。其原理框圖如圖6-3

34、0所示。所示。 而而DSB和和SSB信號(hào)信號(hào)的包絡(luò)不正比于調(diào)制信號(hào)，因此不的包絡(luò)不正比于調(diào)制信號(hào)，因此不能用包絡(luò)檢波，能用包絡(luò)檢波，必須采用同步檢波必須采用同步檢波。高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 77圖6-30 包絡(luò)檢波的原理框圖 ui非線性電路(器件)低 通濾波器u00fttf00F(a)(b)fc Ffcfc F高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 78圖6-31 同步解調(diào)器的框圖 插入載波同步解調(diào)器低通濾波器uUcos (ctc)DSB信號(hào)SSB信號(hào)或ffc Ffcfc Fffc F00fF0高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 7

35、9 同步檢波又可以分為同步檢波又可以分為乘積型乘積型(圖圖6-32(a)和疊加型和疊加型(圖圖6-32(b)兩類兩類。它們都需要用恢復(fù)的載波信號(hào)。它們都需要用恢復(fù)的載波信號(hào)ur進(jìn)行進(jìn)行解調(diào)。解調(diào)。 圖6-32 同步檢波器 低通濾波器us(a)uour包絡(luò)檢波器us(b)uour高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 80二、 二極管峰值包絡(luò)檢波器 1原理電路及工作原理原理電路及工作原理 圖圖6-33(a)是二極管峰值包絡(luò)檢波器的原理電路，又是二極管峰值包絡(luò)檢波器的原理電路，又稱為二極管串聯(lián)型峰值包絡(luò)檢波器。它是由它是由輸入回路、二極輸入回路、二極管管VD和和RC低通濾波器串聯(lián)低通

36、濾波器串聯(lián)組成。組成。RC 電路有兩個(gè)作用：負(fù)電路有兩個(gè)作用：負(fù)載；高頻電流的旁路。載；高頻電流的旁路。max111ccRRCCRC c為輸入信號(hào)的載頻，在超外差接收機(jī)中為中頻I ， 為調(diào)制頻率。在理想情況下，RC網(wǎng)絡(luò)的阻抗Z應(yīng)為：()0()cZZR 高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 81 圖6-33 二極管峰值包絡(luò)檢波器(a)原理電路 (b)二極管導(dǎo)通 (c)二極管截止 uiCRVDuo(a)CRuoui(b)CR(c)uo（1）當(dāng)輸入等幅載波時(shí) 當(dāng)在輸入信號(hào)的正半周，二極管導(dǎo)通，快速給電容充電，當(dāng)輸入下降后使二極管截止時(shí)，電容放電，但放電要比充電慢的多，因此，達(dá)到平衡后

37、，二極管只在輸入信號(hào)的峰值附近才導(dǎo)通，通角很小。圖6-34是輸入為等幅波時(shí)的工作過(guò)程。高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 82圖6-34 加入等幅波時(shí)檢波器的工作過(guò)程 uCU1U2uiU3uCU4tUAUB0通斷斷通(a)(b)(c)t00 0tUouoiDUav00DiiuuuuU充充= rDC 小，充電快小，充電快放放= RC 大，放電慢大，放電慢很快很快uC穩(wěn)定在穩(wěn)定在U0，此，此時(shí)半導(dǎo)通角為時(shí)半導(dǎo)通角為高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 83圖6-35 檢波器穩(wěn)態(tài)時(shí)的電流電壓波形 0iDgDuDuDUottiD0iDmax(a)(b)00Diiuuu

38、uU0cosmUU高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 84 從這個(gè)過(guò)程可以得出下列幾點(diǎn)從這個(gè)過(guò)程可以得出下列幾點(diǎn): (1) (1) 檢波過(guò)程就是信號(hào)源通過(guò)二極管給電容充電與電檢波過(guò)程就是信號(hào)源通過(guò)二極管給電容充電與電容對(duì)電阻容對(duì)電阻R R放電的交替重復(fù)過(guò)程。放電的交替重復(fù)過(guò)程。 (2) (2) 由于由于RCRC時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于輸入電壓載波周期，放電時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于輸入電壓載波周期，放電慢，使得二極管負(fù)極永遠(yuǎn)處于正的較高的電位慢，使得二極管負(fù)極永遠(yuǎn)處于正的較高的電位( (因?yàn)檩敵鲭娨驗(yàn)檩敵鲭妷航咏诟哳l正弦波的峰值，即壓接近于高頻正弦波的峰值，即U Uo oU Um m) )。 (

39、3) (3) 二極管電流二極管電流i iD D包含平均分量包含平均分量( (此種情況為直流分此種情況為直流分量量) )I Iavav及高頻分量。平均分量及高頻分量。平均分量I Iavav流經(jīng)電阻流經(jīng)電阻R R形成平均電壓形成平均電壓U Uavav（載波輸入時(shí)，（載波輸入時(shí)，U Uavav U UDCDC），它是檢波器有用輸出電壓，），它是檢波器有用輸出電壓，高頻電流主要被旁路電容旁路，其上殘留很小的高頻電壓高頻電流主要被旁路電容旁路，其上殘留很小的高頻電壓uu 。 00CavavuuUuUU 00DiiuuuuU高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 85圖6-36 輸入為AM信

40、號(hào)時(shí)檢波器的輸出波形圖t0(a)(b)t0uC(t)Uo(t)（2）當(dāng)輸入為AM信號(hào)時(shí)包絡(luò)包絡(luò)Um(t)0( )( )cosmUtUt( )(1cos)cosmCCCUtUmtUmUt高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 86 圖6-38 包絡(luò)檢波器的輸出電路 CRu(a)RgCgCRUdc(b)CR（3）檢波輸出電路 從上面的分析可以看出，電容兩端的電壓含有近似等于輸入載波振幅大小的直流分量，因此必須加隔直電容，然后輸出原來(lái)的調(diào)制信號(hào)： A、若只輸出調(diào)制頻率電壓，可采用6-38(a)圖所示電路； B、若只需要與載波電壓成正比的直流電壓，可采用6-38(b)圖所示電路。高頻電子

41、線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 87 2性能指標(biāo)分析性能指標(biāo)分析 檢波器的檢波器的主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo)有有非線性失真非線性失真、輸入阻抗輸入阻抗、傳輸系傳輸系數(shù)數(shù)等。等。 1) 傳輸系數(shù)傳輸系數(shù)Kd (1) 定義：定義：檢波器傳輸系數(shù)檢波器傳輸系數(shù)Kd或稱為或稱為檢波系數(shù)檢波系數(shù)、檢波效率檢波效率，是用來(lái)描述檢波器對(duì)輸入已調(diào)信號(hào)的解調(diào)能力或效率的一個(gè)物是用來(lái)描述檢波器對(duì)輸入已調(diào)信號(hào)的解調(diào)能力或效率的一個(gè)物理量理量。若。若輸入載波電壓振幅為輸入載波電壓振幅為Um，輸出直流電壓為，輸出直流電壓為Uo，則，則Kd定義為：定義為：odmdCUKUUKmU(6-43a) (6-43b)

42、對(duì)于對(duì)于AM信號(hào)：信號(hào)：低頻輸出電壓振幅輸入已調(diào)波包絡(luò)振幅高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 88 (2) 計(jì)算：計(jì)算： A.由式由式(6-43(a)和圖和圖6-35可得可得 B.求導(dǎo)通角求導(dǎo)通角 由于由于輸入大信號(hào)輸入大信號(hào)，檢波器工作在大信號(hào)狀態(tài)，二極，檢波器工作在大信號(hào)狀態(tài)，二極管的管的伏安特性可用折線近似伏安特性可用折線近似。在。在考慮輸入為等幅波，采考慮輸入為等幅波，采用理想的高頻濾波用理想的高頻濾波，并以，并以通過(guò)原點(diǎn)的折線表示二極管特通過(guò)原點(diǎn)的折線表示二極管特性性(忽略二極管的導(dǎo)通電壓忽略二極管的導(dǎo)通電壓VP)，則，則:000DDDDDg uuiu(6-44)(

43、6-45) max()(1cos )DDmoDmigUUg UcosodmUKU高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 89 式中，式中，0()、1()為為電流分解系數(shù)電流分解系數(shù)。 由式(6-46)Uo=I0R，有 0max01max1( )(sincos )( )(sinsin )DmDDmDg UIiag UIia基頻分量基頻分量 (6-46)(6-47)平均分量平均分量 (sincos )cosooDmmUI Rg RUU等式兩邊各除以cos，可得tanDg R(6-49)(6-50) 高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 90 當(dāng)當(dāng)gDR很大時(shí)很大時(shí)，如

44、gDR50時(shí)tan-3/3，代入式(6-50)，有3333DDrg RR(6-51) (3)結(jié)論結(jié)論： A、當(dāng)電路一定（二極管、當(dāng)電路一定（二極管、R一定）時(shí)，在大信號(hào)檢波一定）時(shí)，在大信號(hào)檢波器中導(dǎo)通角是恒定的，它與輸入信號(hào)大小無(wú)關(guān)器中導(dǎo)通角是恒定的，它與輸入信號(hào)大小無(wú)關(guān)。 B、由于導(dǎo)通角是恒定的，故、由于導(dǎo)通角是恒定的，故檢波器的傳輸系數(shù)也是恒檢波器的傳輸系數(shù)也是恒定的，與輸入信號(hào)大小無(wú)關(guān)定的，與輸入信號(hào)大小無(wú)關(guān)，因而，因而檢波器的輸入輸出間檢波器的輸入輸出間的關(guān)系是的關(guān)系是線性的線性的線性檢波器線性檢波器。R為直流負(fù)載電阻為直流負(fù)載電阻高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻

45、 91C、二極管導(dǎo)通電阻越小，、二極管導(dǎo)通電阻越小，R越大，越大，就越小，檢波效率就越就越小，檢波效率就越高。這意味著二極管本身能量損耗越小。高。這意味著二極管本身能量損耗越小。 導(dǎo)通角越小導(dǎo)通角越小，檢波器的傳輸系數(shù)檢波器的傳輸系數(shù)Kd越接近于越接近于1，而導(dǎo)通角，而導(dǎo)通角隨隨gDR增大而減小，因此傳輸系數(shù)增大而減小，因此傳輸系數(shù)Kd隨隨gDR增大而增大。有增大而增大。有圖圖639知，當(dāng)知，當(dāng)gDR50時(shí)時(shí)Kd 變化不大。變化不大。D、實(shí)際上理想濾波是做不到的，、實(shí)際上理想濾波是做不到的，實(shí)際傳輸特性如圖實(shí)際傳輸特性如圖6-40.高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 92 圖

46、6-39 KdgDR關(guān)系曲線圖 020406080100gDRKd0.20.40.60.81.00Kd0.20.40.60.81.0101001000gDRRC0RC5RC圖6-40 濾波電路對(duì)Kd的影響 高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 93 2) 輸入電阻輸入電阻Ri 檢波器的輸入阻抗包括輸入電阻檢波器的輸入阻抗包括輸入電阻Ri及輸入電容及輸入電容Ci，如圖如圖6-41所示。所示。輸入電阻是輸入載波電壓的振幅輸入電阻是輸入載波電壓的振幅Um與與檢波器電流的基頻分量振幅檢波器電流的基頻分量振幅I1之比值之比值，即，即1miURI(6-52) 輸入電阻是前級(jí)的負(fù)載，它影響前

47、級(jí)中頻放大器的品質(zhì)因數(shù)和放大器的增益，輸入電容影響諧振頻率。由式(6-47)，有(sincos )iDRg(6-53) 高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 94圖6-41 檢波器的輸入阻抗 CRisR0LC1ZiRiCi高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 95 當(dāng)當(dāng)gDR50時(shí)時(shí)，很小，很小，sin-3/6，cos1-2/2，代入，代入上式，可得上式，可得另外，也可利用能量守恒，另外，也可利用能量守恒，考慮導(dǎo)通角很小，傳輸系數(shù)考慮導(dǎo)通角很小，傳輸系數(shù)近似為近似為1，有，有2202miUURR2iRR 可得：可得：1323353(sin cos )(sin c

48、os )()(1)()622612332232mmiDDmDDDDDUURgIgUggRgRgg R為低頻負(fù)載電阻即R高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 96KdUimui(t)t 忽略二極管導(dǎo)通電阻忽略二極管導(dǎo)通電阻rd上的損耗功率，由能量守恒的原則，檢上的損耗功率，由能量守恒的原則，檢波器輸入端口的高頻功率波器輸入端口的高頻功率 全部轉(zhuǎn)換為輸出端負(fù)載電阻全部轉(zhuǎn)換為輸出端負(fù)載電阻R上消上消耗的功率耗的功率 （注意為直流）（注意為直流） 2imi()2UR22dim()K UR即有：即有： 222dimimi2K UURR又因又因Kd=cos 1 i12RR所以所以 等效輸入

49、電阻等效輸入電阻Ri的推導(dǎo)的推導(dǎo)高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 97 3檢波器的失真檢波器的失真 (1)惰性失真惰性失真 1)產(chǎn)生惰性失真的原因：在二極管截止期間，電容C兩端電壓下降的速度取決于RC的時(shí)間常數(shù)。如果電容放電速度很慢，使的輸出電壓不能跟隨輸入信號(hào)包絡(luò)下降的速度，那么檢波輸出將與輸入信號(hào)包絡(luò)不一樣，產(chǎn)生失真。當(dāng)RC太大時(shí)會(huì)產(chǎn)生惰性失真。 圖6-42 惰性失真的波形 0uCtui高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 98 惰性失真惰性失真（對(duì)角線切割失真）（對(duì)角線切割失真）產(chǎn)生惰性失真的原因：產(chǎn)生惰性失真的原因： RC放電的速率放電的速率 輸入輸

50、入AM信號(hào)包絡(luò)信號(hào)包絡(luò)的變化率的變化率避免產(chǎn)生惰性失真的條件：避免產(chǎn)生惰性失真的條件： 在任何時(shí)刻，電容在任何時(shí)刻，電容C上電壓的上電壓的變化率變化率應(yīng)大于或等于應(yīng)大于或等于包絡(luò)信號(hào)的包絡(luò)信號(hào)的變化率，即變化率，即:ttUtuAMC )(tui(t)與與uc(t)uc(t)ui(t)2maxmaxmax1mRCm在工程上可按在工程上可按 maxRC1.5 計(jì)算。計(jì)算。 如果檢波電路的時(shí)間常數(shù)如果檢波電路的時(shí)間常數(shù)RCRC太大，當(dāng)調(diào)幅波包絡(luò)太大，當(dāng)調(diào)幅波包絡(luò)朝較低值變化朝較低值變化時(shí)，電容時(shí)，電容上的電荷來(lái)不及釋放以跟蹤其變化，所造成的失真稱作上的電荷來(lái)不及釋放以跟蹤其變化，所造成的失真稱作惰性

51、失真惰性失真。(3) 失真失真 產(chǎn)生的失真主要有：產(chǎn)生的失真主要有：惰性失真；惰性失真； 底部切削失真底部切削失真 ； 非線性失真；非線性失真； 頻率失真。頻率失真。高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 99 (2) 底部切削失真底部切削失真 1) 底部切削失真及產(chǎn)生原因底部切削失真及產(chǎn)生原因 底部切削失真又稱為負(fù)峰切削失真。產(chǎn)生這種失真后，底部切削失真又稱為負(fù)峰切削失真。產(chǎn)生這種失真后，輸出電壓的波形如圖輸出電壓的波形如圖6-43(c)所示。所示。這種失真是因檢波器的交這種失真是因檢波器的交直流負(fù)載不同引起的，因?yàn)橹绷髫?fù)載不同引起的，因?yàn)镃g很大，直流負(fù)載為很大，直流負(fù)載為R

52、，而低頻，而低頻交流負(fù)載則為交流負(fù)載則為R|Rg。 實(shí)際上是實(shí)際上是Cg給給R的直流偏壓對(duì)二極管的直流偏壓對(duì)二極管D的反偏作用造成的反偏作用造成的，反偏電壓為的，反偏電壓為UR，當(dāng)，當(dāng)ui Uim(1-ma)在輸入調(diào)幅波包絡(luò)的在輸入調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)半周峰值負(fù)半周峰值處可能會(huì)低于處可能會(huì)低于UR ,高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 101)cos1(tmUaim Uim(1-ma) Ui m URttmUucaimi cos)cos1( UR 顯然，顯然，RL越小，越小，UR分壓值越大，底部切割失真越容易產(chǎn)生；另外，分壓值越大，底部切割失真越容易產(chǎn)生；另外，ma值越大，調(diào)幅波包

53、絡(luò)的振幅值越大，調(diào)幅波包絡(luò)的振幅maUim越大，調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)峰值越大，調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)峰值Uim(1- -ma)越小，底部切割失真也越易產(chǎn)生。越小，底部切割失真也越易產(chǎn)生。 要防止這種失真，必須要求調(diào)幅波要防止這種失真，必須要求調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)峰值包絡(luò)的負(fù)峰值Uim(1- -ma) 大于大于直流電直流電壓壓UR。即。即RRRUmUimLaim)1( 避免底部切割失真的條件為：避免底部切割失真的條件為： LLaL/RRR RmR RRR式中，式中，R=RL/R為檢波器輸出為檢波器輸出端的交流負(fù)載電阻，而端的交流負(fù)載電阻，而R=為直為直流負(fù)載電阻。流負(fù)載電阻。 后級(jí)放大器后級(jí)放大器ui+- -CRL

54、RVDCg+UDC - -+- -UR+u(t)- -高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 102 圖6-43 底部切削失真 usCVDRRgCg(a)usutt00(b)(c)URUC高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 103 2) 避免和減少底部切削失真的措施避免和減少底部切削失真的措施 調(diào)幅波的最小幅度為調(diào)幅波的最小幅度為UC(1-m)，由圖，由圖6-43可以看出，可以看出，要避免底部切削失真，應(yīng)滿足要避免底部切削失真，應(yīng)滿足 (1)CCgggRUmURRRRmRRR(6-63) (6-64) 由上式可得要：由上式可得要：避免底部切削失真，檢波器的交流負(fù)

55、避免底部切削失真，檢波器的交流負(fù)載與直流負(fù)載之比應(yīng)大于調(diào)幅波的調(diào)幅度。載與直流負(fù)載之比應(yīng)大于調(diào)幅波的調(diào)幅度。高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 104圖6-44 減小底部切削失真的電路 C1(a)C2R2RgCgR1(b)射隨器RRg 減少底部切削失真的措施： (a) (a)中是把中是把R R分成兩個(gè)電阻的串聯(lián)來(lái)提高交流阻抗，分成兩個(gè)電阻的串聯(lián)來(lái)提高交流阻抗， (b)(b)是利用射極跟隨器來(lái)使交、直流阻抗近似相等。是利用射極跟隨器來(lái)使交、直流阻抗近似相等。高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 105（3 3）非線性失真）非線性失真 這種失真是由于檢波二極管的伏

56、安特性曲線的非線性引起的。它會(huì)使的檢波器輸出的音頻電壓不能完全和輸入調(diào)幅波的包絡(luò)成正比。但如果負(fù)載電阻R選的比較大，導(dǎo)通角比較小，那么這種非線性失真很小，可以忽略。（4 4）頻率失真）頻率失真 由于檢波電容C和耦合電容Cg選擇不合理，會(huì)造成音頻輸出中含有其他諧波分量，造成頻率失真。高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 106 4設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮的問(wèn)題設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮的問(wèn)題 在設(shè)計(jì)包絡(luò)檢波器時(shí)，應(yīng)主要考慮要在設(shè)計(jì)包絡(luò)檢波器時(shí)，應(yīng)主要考慮要有較高的檢波效率有較高的檢波效率和和盡可能盡可能避免各種失真避免各種失真并并減少對(duì)前級(jí)中頻放大器減少對(duì)前級(jí)中頻放大器的影響。的影響。C3放 大20R

57、382 k 6 V10 kR4 Ec2AP9C1R1680RgR24.7 k5 100 pF5 100 pFCg10C2檢波器自動(dòng)增益控制AGC音量調(diào)節(jié)圖648 檢波器的實(shí)際電路高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 107例：檢波電路中，設(shè)輸入信號(hào)：例：檢波電路中，設(shè)輸入信號(hào)： （V）1) 畫出畫出u0(t)、u(t)的波形圖；的波形圖；2) 若若R=5 k，RL=10 k，C=0.01F，檢驗(yàn)有無(wú)惰性失真和底部切削失真？，檢驗(yàn)有無(wú)惰性失真和底部切削失真？3) 若若rD=50,計(jì)算計(jì)算U和輸入電阻和輸入電阻Ri35( )0.8(10.5cos410 )cos210iu tttu

58、i+- -CVDRL+- -uRCd+UDC - -+- -uo（a）3410/rads 0.5m 3655 100.01 105 10RC高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 1082233110.51.36104100.5mm滿足不失真條件，滿足不失真條件， 所以不產(chǎn)生惰性失真所以不產(chǎn)生惰性失真 21mRCm1 020 .6 71 53LLRRRRR0.5m 滿足滿足 ，所以不產(chǎn)生底部切削失真，所以不產(chǎn)生底部切削失真 RmR333330 .4 5 5151 05 0Dra dgR高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 109cosdK0.5 0.8dCdUK

59、mUK2iRR高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 110（1 1）二極管的選擇）二極管的選擇 要選擇導(dǎo)通電阻和結(jié)電容比較小的二極管，可以提高效率。要選擇導(dǎo)通電阻和結(jié)電容比較小的二極管，可以提高效率。如選擇點(diǎn)接觸型二極管如選擇點(diǎn)接觸型二極管2AP92AP9等。等。（2 2）電阻）電阻R R1 1、R R2 2選擇選擇 為了不損失效率，為了不損失效率，R R1 1/R/R2 2一般選擇在一般選擇在0.10.20.10.2，而，而R R1 1+R+R2 2幾千幾千，它不能太大，否則容易產(chǎn)生底邊切割失真或惰性失真。，它不能太大，否則容易產(chǎn)生底邊切割失真或惰性失真。此處選此處選R R1

60、 1=680 =680 ，R R2 2=4.7k .=4.7k .（3 3）電容的選擇）電容的選擇 C C太大容易產(chǎn)生惰性失真，太小又會(huì)使紋波加大，效率降太大容易產(chǎn)生惰性失真，太小又會(huì)使紋波加大，效率降低。因此應(yīng)試低。因此應(yīng)試2F2Fmaxmax 1/RC2f 1/RC2fc c. .此處選此處選C C1 1=C=C2 2=5100pF=5100pF。CgCg一般選的很大，此處為一般選的很大，此處為1010微法。微法。高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 111高頻電子線路高頻電子線路第6章振幅調(diào)制、 解調(diào)及混頻 112 5. 二極管并聯(lián)檢波器二極管并聯(lián)檢波器 除上面討論的串聯(lián)