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1、CHECKPOINT,CHAP.8 Modulat1on、DeModulat1on and Converting Frequency,调幅波的数学表达式、波形图、频谱图、频带宽度和实施方法。用模拟乘法器实现振幅调制、振幅解调和混频电路的接法和工 作原理。二极管峰值包络检波电路的组成、二种失真的分析计算。调频波的数学表达式、瞬时频率和相位、最大频偏和调制度、频谱分量和频带宽度。了解混频、变容二极管直接调频和小信号调谐放大电路的工作 原理。熟悉各种鉴频器的组成框图，并能用矢量分析法画出相位鉴频 器的鉴频特性。,8.1 Introduction,载波信号,调制信号,调幅 载波振幅随调制信号而变,调频
2、 载波频率随调制信号而变,调相 载波相位随调制信号而变,对频谱进行不 失真的搬移。,标准振幅调制 AM,单边带振幅调制 SSB,双边带振幅调制 DSB,8.2 Amplitude Modulator,调制方式,标准振幅调制 AM,一.Amplitude-Modulated Signal,载波信号,调制信号,1.AM,调幅系数调制度,已调信号,WAVEFORM,过调,不失真地搬移到高频振荡的振幅上,调幅信号的最小值,调幅信号的最大值,FREQUENCY SPECTRUM,的频谱不失真地搬移到 的两边,多音频调制,Realization Model,2.Double Sideband Modula
3、tion(DSB),WAVEFORM,调制信号过零时，载波信号相位出现180突变。,FREQUENCY SPECTRUM,Realization Model,3.Single Sideband Modulation(SSB),Realization Model,Example：已知调制信号为,载波信号为、，如下图所示,分别画出ma=0.5及 ma=1两种情况下的AM波形以及DSB波形。,Ma=0.5,Ma=1,AM WAVE,DSB,AM(Ma=1),DSB and AM WAVE,二.Amplitude Modulator,电路,1.Analog Multiplier,模拟乘法器是对两个互不
4、相关的模拟信号实现相乘功能的电子器件。,Basic Circuit,应用电路参阅教材第八章8.2.2节。,8.3 Detector,解调AM波,解调AM、DSB、SSB波,从已调波中提取，恢复调制信号，这一过程称为解调或检波。完成检波作用的电路称为检波器。,器件,工作特点,信号,检波效率Kd,失真小,输入阻抗要高,Specification of Detector,一.Peak Envelope Detector,对信号，C 相当开路,对c信号，C 相当短路,导通 充电时间常数,截止 放电时间常数,二极管,输入阻抗,检波效率,失真,低通滤波器的带宽应大于,Specification,惰性失真,
5、负峰切割失真,Failure-Follow Distortion,Negative Peak Cut Distortion,不产生负峰切割失真,交、直流负载 趋于相等,RL与Rg之间加跟随器,RL分成RL1、RL2,Practical Circuit,不产生惰性失真,解：,不产生负峰切割失真,Example1 二极管峰值包络检波电路如下图所示，us为调幅信号，其调制信号频率 F=10010000HZ，试求不产生惰性失真和负峰切割失真的调幅指数。,不产生惰性失真,解：,不产生负峰切割失真,Example2 在二极管峰值包络检波电路中，己知载波频率fc为4.7MHZ，调制信号频率 F=(10050
6、00)HZ，mamax=0.8，试求电路不产生惰性失真和负峰切割失真的C和Rg。,二.Synchronous Detector,1.Multiplication Model,同步信号,Synchronous Signal,实际电路参阅教材P221图8.12。,2.Summation Model,包络检波,DSB的解调,平衡式的同步检波,抵消 及其以上各偶次谐波分量,Example 下图是斩波式放大器的实现方框图，试画出A、B、C、D各点的波形。,其中频率成分是,WAVE A,WAVE B,其中频率成分是,WAVE C,8.4 Converter Circuits,变频电路是实现信号频谱线性变换
7、的一种电路，它完成频谱在频率轴上的搬移。,混频电路,上混频,下混频,主要的性能指标,混频增益 噪声系数 选择性 非线性干扰,常用混频电路,MCI496构成的集成混频电路,一.Mixer with Analog Multiplier,Elementary Diagram,二.Transistor Mixer,B输入B注入,B输入E注入,E输入E注入,E输入B注入,Practical Circuits,参阅教材第八章8.4.2节。,Mixer Interferences,8.5 Frequency Modulation and Frequency-Discriminating,一.Frequenc
8、y-Modulated Signal,调频FM 载波的频率受调制信号控制,载波信号,瞬时角频率,与Um成正比，与成反比。,调频指数(最大相位偏移),Example,已知：,试求。,解：,Frequency-Modulated Wave,参阅教材第八章8.3.1节。,Frequency Spectrum and Bandwidth,mf 1，窄带调制 移动通信,BW=2F,mf 较大，宽带调制 广播，电视,BWCR=2(mf+1)F,mf=5,已调波瞬时频率与调制信号幅度成正比载泼频率具有一定的稳定度最大的频偏与调制频率无关寄生调幅尽可能小,间接调频：对调制信号先积分后调相，fC较稳定，但是频偏
9、小。,二.Frequency-Modulated Circuits,调频电路,产生调频信号的电路称为调频电路，其要求是：,调制灵敏度,Specification,调制特性调频电路输出电压的频率偏移与调制电 压的关系。,中心频率(载波频率),相对频偏,利用半导体PN结的结电容受外加反向电压控制而变化制成的二极管。,Cj0 反向电压U=0 时的结电容UD PN结内建电位差 n 变容指数,1.Kette Diode,2.Directly Frequency-Modulated Circuit,参阅教材第八章8.3.2节图8.14、图8.15。,3.Indirectly Frequency-Modul
10、ated Circuit,三.Frequency-Discriminating,从调频波中取出低频调制信号的电路称为鉴频电路,鉴频电路,斜率鉴频器,相位鉴频器,脉冲计数式鉴频器,FM FM、AM+包络检波,FM FM、PM+鉴相器,对过零点脉冲进行记数,非线性失真,线性范围 BPP 2 fm,Specification,交界频率 输出电压为零 的频率,1.Slop Frequency-Discriminating Circuit,双失谐、集成电路斜率鉴频器参阅教材第八章8.3.3节图8.17、图8.19。,2.Phase Frequency-Sensitive Detector,F/P Con
11、verting Network,Summation Model,电路图见教材第八章8.3.3节图8.22。,aD1,D2均反接,Discussion,b改变同名端,Multiplication Model,参阅教材第八章8.3.3节图8.24。,Pulse Counting Model,8.6 Small-signal Resonant Amplifiers,具有选频能力的放大电路称为调谐放大电路,特点,工作频率高相对频带窄选频网络作负款,信号,调谐方式,双调谐 每级有二个调谐回路，都调 谐在频率fo上。,参差调谐 每组的调谐回路调谐在不 同的频率。,宽带+带通滤波器 将放大环节与选 频网络分
12、开。,Main Specification,谐振时增益Auo,稳定性,谐振频率,选择性,矩形系数,通频带,Small-signal Resonant Amplifiers,一.Single Tuning Amplifiers,参阅教材第八章8.5.1节图8.30。,二.Multistage Resonant Amplifiers,Sync Tuning,由n级参数相同的单调谐放大器级联而成,且调谐在同一频率fo上。增益提高、通频带减小。,每两级作为一组,二级调谐放大器的调谐频率分别调在fo的两边。即fo-f、fo+f。或每叁级作为一组,三级调谐放大器的调谐频率分别调在fo-f、fo、fo+f。增益提高、通频带增加。,三.Integrated Tuning Amplifiers,参阅教材第八章8.5.3节图8.37。,Uneven Tuning,四.Stability of Resonant Amplifiers,稳定是指放大器远离自激状态，尽量保持频率、通频带能够稳定不变。,稳定措施,
