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1、Agenda,调幅波的基本性质 调幅电路 检波器 混频器,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)cosct=Ucm+kau(t)cosct,1 调幅波的基本性质,Um(t)=Ucm+kau(t)：调幅波的振幅,uc(t)=Ucmcos(ct)=Ucmcos(2ct)：载波信号,u(t)：调制信号,ka：调制灵敏度，是由调制电路决定的比例常数。,当调制信号为一单频信号时，即,u(t)=Umcost=Umcos2Ft,式中，为调制信号角频率，F为调制信号频率，且有,2 F，通常F c。由此可得,uAM(t)=(Ucm+kaU mcost)cos
2、ct,=Ucm(1+macost)cosct,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。,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,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(1ma)，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ma1,将单频调幅波的数学表达式按三角函数展开，可得,由上
3、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c的载波，还有c+和c两个新频率分量。载波分量的振幅为c,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)=Ucmcosct+UcmmaUcmcos(c+)t+UcmmaUcmcos(c)t,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
4、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c+Fmax，而最低频率为 c-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,(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,(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,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
5、极偏压，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,(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。,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,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,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、fcF，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
6、出分量 fcF，实现双边带调制。,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：,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,RL CL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
7、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”。,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。,同步检波器,(1)电路特点,对AM、DSB、SSB等调幅波均适用。,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,分析可知其中含有频率分量0、F、2fc、(2fcF)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,混频器的作用,(1)文字描述,(2)框图描述,
8、(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。,(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,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,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,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
9、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,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,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)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,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。调幅电路可分为高电平调幅和低电平调幅，它们各自具有不同的特点，因此分别适用于不同的场合。检波器有包络检波和同步检波两大类。包络检波器只可解调普通调幅波，同步检波器可解调各种调幅波。包络检波器存在惰性失真和负峰切割失真。常用混频器有模拟乘法器混频器、二极管混频器、三极管混频器。混频器输出中存在混频干扰。,THE END,高频电子线路第5章,
