高頻電子線路曾興雯6

1、高頻電子線路第六章第六章 振幅調制、解調及混頻振幅調制、解調及混頻6.1 6.1 振幅調制振幅調制 6.2 6.2 調幅信號的解調調幅信號的解調 6.3 6.3 混頻混頻6.4 6.4 混頻器的干擾混頻器的干擾 高頻電子線路調制與解調的概念調制與解調的概念載波信號：（等幅）高頻振蕩信號載波信號：（等幅）高頻振蕩信號 調制信號：需要傳輸的信號（原始信號，低頻信號）調制信號：需要傳輸的信號（原始信號，低頻信號） 已調信號（已調波）：經過調制后的高頻信號已調信號（已調波）：經過調制后的高頻信號調制：調制：用調制信號去控制載波信號的某一個參數的過程用調制信號去控制載波信號的某一個參數的過程。通通俗地說

2、，就是用高頻振蕩信號作為運載工具，將攜帶信息的俗地說，就是用高頻振蕩信號作為運載工具，將攜帶信息的低頻信號低頻信號“裝載裝載”到高頻振蕩信號上。到高頻振蕩信號上。解調：調制的逆過程，即解調：調制的逆過程，即從已調波中恢復原調制信號的過程從已調波中恢復原調制信號的過程。高頻電子線路 c 相位調制相位調制(Phase Modulation,PM)：調制信號控制載波：調制信號控制載波相位，使相位，使已調波的相位隨調制信號線性變化。已調波的相位隨調制信號線性變化。 b 頻率調制頻率調制(Frequency Modulation,FM)：調制信號控制：調制信號控制載波頻率，使載波頻率，使已調波的頻率隨調

3、制信號線性變化。已調波的頻率隨調制信號線性變化。 a 振幅調制振幅調制(Amplitude modulation,AM)：由調制信號去：由調制信號去控制載波振幅，使控制載波振幅，使已調信號的振幅隨調制信號線性變化。已調信號的振幅隨調制信號線性變化。t 正弦波調制有幅度調制、頻率調制和相位調制三種基本方正弦波調制有幅度調制、頻率調制和相位調制三種基本方式式，后兩者合稱為角度調制。后兩者合稱為角度調制。 調制的方式和分類調制的方式和分類高頻電子線路振幅調制的分類振幅調制的分類 在振幅調制中，根據所取出已調信號的頻譜分量不同，在振幅調制中，根據所取出已調信號的頻譜分量不同，又分為：又分為：標準調幅（

4、標準調幅（AM）抑制載波的雙邊帶調幅（抑制載波的雙邊帶調幅（DSB）抑制載波的單邊帶調幅（抑制載波的單邊帶調幅（SSB）高頻電子線路6.1 6.1 振幅調制振幅調制* * * * *第六章第六章 振幅調制、解調及混頻振幅調制、解調及混頻高頻電子線路( (一一) ) 振幅調制信號分析振幅調制信號分析* * * * *高頻電子線路調幅波的表達式調幅波的表達式設載波電壓為設載波電壓為c o sc o sCCcuUtuUt（61） （62） 調制電壓為調制電壓為c o sc o sCCcuUtuUt通常滿足通常滿足c 。高頻電子線路 根據振幅調制信號的定義根據振幅調制信號的定義,已調信號的振幅隨調制已

5、調信號的振幅隨調制信號信號u線性變化線性變化,由此可得振幅調制信號的振幅為由此可得振幅調制信號的振幅為 Um(t)=UC+UC（t）=UC+kaUcost =UC ( 1+mcost ) （63） 式中式中,UC（t）與調制電壓）與調制電壓u成正比成正比,其振幅其振幅UC=kaU與載波振幅之比稱為調幅度（調制度）與載波振幅之比稱為調幅度（調制度） CaCCUk UmUU (64) 調幅波的表達式調幅波的表達式高頻電子線路調幅波的表達式調幅波的表達式由此可得調幅信號的表達式由此可得調幅信號的表達式uAM(t)=Um(t)cosct=UC(1+mcost)cosct （65） 根據振幅調制信號的定

6、義根據振幅調制信號的定義,已調信號的振幅隨調制信已調信號的振幅隨調制信號號u線性變化線性變化,由此可得振幅調制信號的振幅為由此可得振幅調制信號的振幅為 Um(t)=UC+UC（t）=UC+kaUcost =UC ( 1+mcost ) （63） 高頻電子線路uAMucu常數( a)uAMucu( b)調幅波的產生原理圖調幅波的產生原理圖uAM(t)=UC(1+mcost)cosct （65）uAM(t)=Uccosct + UCmcost cosctuAMucu常 數( a )uAMucu( b )uAMucu常數(a)uAMucu(b)uAMucu常數(a)uAMucu(b)高頻電子線路將式

7、（將式（65）用三角公式展開）用三角公式展開,可得可得(68)調幅波的頻譜和帶寬調幅波的頻譜和帶寬( )coscos()cos()22AMCcCcCcmmutUtUtUtuAMucu常數(a)uAMucu(b)FBW2調幅波帶寬：調幅波帶寬：高頻電子線路ut0( a )( b )( c )( d )( e )uCttttm 1uAM( t )UcmUc000uAM( t )m 1m 1uAM( t )0ut0( a )( b )( c )( d )( e )uCttttm 1uAM( t )UcmUc000uAM( t )m 1m 1uAM( t )0調幅波的波形調幅波的波形uAM(t)=UC

8、(1+mcost)cosct高頻電子線路調幅波的振幅（包絡）變化規(guī)律與調制信號波形一致。調幅波的振幅（包絡）變化規(guī)律與調制信號波形一致。調幅波的波形調幅波的波形uAM(t)=UC(1+mcost)cosct高頻電子線路 調幅度調幅度ma反映了調幅的強弱程度。反映了調幅的強弱程度。ma =Umax - Umin2UcmUmax - UminUmax + Umin=調幅波的波形調幅波的波形CaCCUk UmUU高頻電子線路調幅波的波形調幅波的波形ut0(a)(b)(c)(d)(e)uCttttm 1uAM(t)UcmUc000uAM(t)m 1m 1uAM(t)0ut0( a)( b)( c)(

9、d)( e)uCttttm 1uAM( t )UcmUc000uAM( t )m 1m 1uAM( t )0過調幅過調幅 調幅度調幅度ma反映了調幅的強弱程度。反映了調幅的強弱程度。為保證不出現過調制，要求為保證不出現過調制，要求m 1 。uAM(t)=UC(1+mcost)cosct高頻電子線路 一般傳送的信號并非為單一頻率的信號一般傳送的信號并非為單一頻率的信號,例如是一例如是一連續(xù)頻譜信號連續(xù)頻譜信號f（t）,這時這時,可用下式來描述調幅波可用下式來描述調幅波:( )1( )cosAMCcutUmf tt（66 ） 若將調制信號分解為若將調制信號分解為11( )cos()( )1cos(

10、)cosnnnnAMCnnncnf tUtutUmtt(67) 則調幅波表示式為則調幅波表示式為調幅波的表達式調幅波的表達式高頻電子線路圖62 實際調制信號的調幅波形(b)uAM(t)f (t)tt(a)包絡未調制00調幅波的波形調幅波的波形高頻電子線路012c 2c 1c 2c 1c 0c c c 調幅波的頻譜和帶寬調幅波的頻譜和帶寬max2FBW FBW2振幅調制的實質是將振幅調制的實質是將 的頻譜線性地搬移到的頻譜線性地搬移到 的兩側。的兩側。c)(tu高頻電子線路調幅波的功率調幅波的功率在負載電阻在負載電阻RL上消耗的載波功率為上消耗的載波功率為上、下邊頻的平均功率均為上、下邊頻的平均

11、功率均為AM波的平均功率為載波功率與兩個邊帶功率之和波的平均功率為載波功率與兩個邊帶功率之和高頻電子線路（1）調幅系數）調幅系數ma（2）載波功率）載波功率PC（3）調幅波平均功率）調幅波平均功率Pav某調幅信號的波形如下圖所示，設負載某調幅信號的波形如下圖所示，設負載RL=50，試求：，試求：課課 堂堂 練練 習習V(t) (V)062高頻電子線路某調幅信號的波形如下圖所示，設負載某調幅信號的波形如下圖所示，設負載RL=50，試求：，試求：課課 堂堂 練練 習習5 . 02626amWPC16. 0504421WPav18. 016. 0)25 . 05 . 01 (ma =Umax - U

12、minUmax + Umin2222221221()1( 1 c o s)22( 1 c o s)CCccLLA McCLLcuUPdtRRutPdt U m tRRP m t 2222221221 () 1( 1c o s)22( 1c o s)CCccLLA McCLLcu UPdtR RutPdt UmtRRPmt 2221()2241(1)22CcLavcmUmPPRmPPd tP 2221()2241( 1 )22CcLa vcm U mPPRmPP dt P V(t) (V)062高頻電子線路 某發(fā)射機的輸出級在某發(fā)射機的輸出級在RL=100負載上的輸出電壓信號為負載上的輸出電壓信

13、號為vs(t)=4(1+0.5cost)cosct (V)，求發(fā)射機總的輸出功率，求發(fā)射機總的輸出功率Pav、載波功率載波功率Pc和邊頻功率和邊頻功率PSB各為多少？各為多少？課課 堂堂 練練 習習高頻電子線路 某發(fā)射機的輸出級在某發(fā)射機的輸出級在RL=100負載上的輸出電壓信號為負載上的輸出電壓信號為vs(t)=4(1+0.5cost)cosct (V)，求發(fā)射機總的輸出功率，求發(fā)射機總的輸出功率Pav、載波功率載波功率Pc和邊頻功率和邊頻功率PSB各為多少？各為多少？2224802 1000.5180 19022102CcLavcSBavcUP =mW2RmPPmWPPPmW 載波功率總平

14、均功率邊頻功率課課 堂堂 練練 習習高頻電子線路 由于被傳送的調制信息只存在于邊頻分量而不在載頻分由于被傳送的調制信息只存在于邊頻分量而不在載頻分量中量中, 而攜帶信息的邊頻功率最多只占總功率的三分之一而攜帶信息的邊頻功率最多只占總功率的三分之一(因因為為ma1)。 所以所以普通調幅普通調幅(AM)的功率利用率很低。的功率利用率很低。 調幅波的功率調幅波的功率高頻電子線路 為了提高功率利用率為了提高功率利用率, 可以只發(fā)送兩個邊頻分量而不發(fā)送可以只發(fā)送兩個邊頻分量而不發(fā)送載頻分量載頻分量, 或者進一步僅發(fā)送其中一個邊頻分量或者進一步僅發(fā)送其中一個邊頻分量, 同樣可以將同樣可以將調制信息包含在調

15、幅信號中。調制信息包含在調幅信號中。 這兩種調幅方式分別稱為這兩種調幅方式分別稱為抑制抑制載波的雙邊帶調幅載波的雙邊帶調幅(簡稱雙邊帶調幅，簡稱雙邊帶調幅，DSB)和和抑制載波的單抑制載波的單邊帶調幅邊帶調幅(簡稱單邊帶調幅，簡稱單邊帶調幅，SSB)。 調幅波的功率調幅波的功率012o2o1o2o1o高頻電子線路uAM(t)=Um(t)cosct=UC(1+mcost)cosct （65）雙邊帶信號雙邊帶信號 在在AM調制過程中，如果將載波分量抑制，就形成抑調制過程中，如果將載波分量抑制，就形成抑制載波的雙邊帶信號，它可以制載波的雙邊帶信號，它可以用載波和調制信號直接相乘得用載波和調制信號直接

16、相乘得到到，即：，即：uDSB(t)=kUCUcost cosct （616）高頻電子線路雙邊帶信號雙邊帶信號uDSB(t)=kUCUcost cosct高頻電子線路雙邊帶信號雙邊帶信號n 已調信號的幅度仍隨已調信號的幅度仍隨調制信號變化，但其調制信號變化，但其包包絡不是正比于調制信號絡不是正比于調制信號的形狀，的形狀，而是正比于其而是正比于其絕對值絕對值。高頻電子線路雙邊帶信號雙邊帶信號n 調制信號是正值時的調制信號是正值時的已調波相位與調制信號已調波相位與調制信號是負值時的已調波相位是負值時的已調波相位反相反相,即即在調制電壓正在調制電壓正負交替時相位要突變負交替時相位要突變180。uDS

17、B(t)=kUCUcost cosct高頻電子線路雙邊帶信號雙邊帶信號 由于雙邊帶調幅信號由于雙邊帶調幅信號的包絡不能反映調制信的包絡不能反映調制信號號, 所以包絡檢波法不所以包絡檢波法不適用適用, 而而同步檢波同步檢波是進是進行雙邊帶調幅信號解調行雙邊帶調幅信號解調的主要方法。的主要方法。高頻電子線路n 雙邊帶抑制載波調幅方式中，不含固定載波分量，因雙邊帶抑制載波調幅方式中，不含固定載波分量，因而可以有效地利用發(fā)射機的功率傳遞信息。但它是雙邊而可以有效地利用發(fā)射機的功率傳遞信息。但它是雙邊帶信號，所占帶信號，所占帶寬仍為調制信號最高角頻率的兩倍帶寬仍為調制信號最高角頻率的兩倍。雙邊帶信號雙邊

18、帶信號max2FBW 高頻電子線路n 由于由于DSB信號的上、下兩個邊帶是完全對稱的，它們都信號的上、下兩個邊帶是完全對稱的，它們都攜帶了調制信號的全部信息，因此攜帶了調制信號的全部信息，因此從有效傳輸信息的角度從有效傳輸信息的角度看，只要傳送一個邊帶就夠了，這就是單邊帶調幅，簡稱看，只要傳送一個邊帶就夠了，這就是單邊帶調幅，簡稱SSB?？梢赃x擇上邊帶也可以采用下邊帶?？梢赃x擇上邊帶也可以采用下邊帶。雙邊帶信號雙邊帶信號高頻電子線路單邊帶信號單邊帶信號 單邊帶（單邊帶（SSB）信號是由）信號是由DSB信號經邊帶濾波器濾除信號經邊帶濾波器濾除一個邊帶或在調制過程中一個邊帶或在調制過程中,直接將一

19、個邊帶抵消而成。單直接將一個邊帶抵消而成。單頻調制時頻調制時, 。當取上邊帶時。當取上邊帶時( )cos()( )cos()SSBcSSBcutUtutUt（617）（618）取下邊帶時取下邊帶時cuDSBuuktu)(高頻電子線路uSSB(t)0tfc FU單邊帶信號單邊帶信號 單頻調制時的單頻調制時的SSB信號仍是信號仍是等幅波等幅波，但不同于原載波。，但不同于原載波。SSB信號的振幅與調制信號的幅度成正比，頻率隨調制信號的振幅與調制信號的幅度成正比，頻率隨調制信號的頻率不同而不同，因此信號的頻率不同而不同，因此包含了消息特征包含了消息特征。kUCU()c os ()()c os ()SS

20、BcSSBcutUtutUtcuDSBuuktu)(高頻電子線路 下面分析雙音頻調制時產生的下面分析雙音頻調制時產生的SSB信號波形。為分析方信號波形。為分析方便，設雙音頻振幅相等，即便，設雙音頻振幅相等，即12212121212121( )coscos112cos()cos()2211cos()cos() cos2211cos()cos()222D SBcSSBcutUtUtuUttuUtttUutt 且且21,則可以寫成下式則可以寫成下式:受受u調制的雙邊帶信號為調制的雙邊帶信號為（619） (620) (621)單邊帶信號單邊帶信號高頻電子線路單邊帶信號單邊帶信號122121212121

21、21()coscos112cos()cos()2211cos()cos()cos2211cos()cos()222DSBcSSBcutUtUtuUttuUtttUutt受受u調制的雙邊帶信號為調制的雙邊帶信號為 (621)(622) 若取上邊帶若取上邊帶12212121212121()coscos112cos()cos()2211cos()cos()cos2211cos()cos()222DSBcSSBcutUtUtuUttuUtttUutt高頻電子線路單邊帶信號單邊帶信號u0(a )t12(21)12(12)12(12)c12(21)t0uSSB(t )(b )SSB信號頻譜(c )等幅雙音

22、調制信號頻譜ff00F1F2fcF1fcF212212121212121()coscos112cos()cos()2211cos()cos()cos2211cos()cos()222DSBcSSBcutUtUtuUttuUtttUutt12212121212121()coscos112cos()cos()2211cos()cos()cos2211cos()cos()222DSBcSSBcutUtUtuUttuUtttUutt高頻電子線路12212121212121()coscos112cos()cos()2211cos()cos()cos2211cos()cos()222DSBcSSBcutU

23、tUtuUttuUtttUutt進一步展開進一步展開(623) 將將(622) 單邊帶信號單邊帶信號u0( a)t12(21)12(12)12(12)c12(21)t0uS S B( t )( b)SSB信 號 頻 譜( c )等 幅 雙 音 調 制 信 號 頻 譜ff00F1F2fc F1fc F212212121212121()coscos112cos()cos()2211cos()cos()cos2211cos()cos()222DSBcSSBcutUtUtuUttuUtttUutt121cos()cos()424SSBccUUutt高頻電子線路單邊帶信號單邊帶信號u0( a)t12(2

24、1)12(12)12(12)c12(21)t0uS S B( t )( b)SSB信 號 頻 譜( c )等 幅 雙 音 調 制 信 號 頻 譜ff00F1F2fc F1fc F212212121212121()coscos112cos()cos()2211cos()cos()cos2211cos()cos()222DSBcSSBcutUtUtuUttuUtttUutt121cos()cos()424SSBccUUutt 與單音頻調制信與單音頻調制信號及其號及其SSB信號相信號相比較：比較：()c os ()()c os ()SSBcSSBcutUtutUtc o sc o sCCcuUtuU

25、t高頻電子線路殘留邊帶信號殘留邊帶信號殘留邊帶調幅殘留邊帶調幅(VSB)是在發(fā)射端發(fā)送一個完整的邊帶信號、是在發(fā)射端發(fā)送一個完整的邊帶信號、載波信號和另一個部分被抑制的邊帶信號。載波信號和另一個部分被抑制的邊帶信號。這樣既保留了單邊帶調幅節(jié)省頻帶的優(yōu)點，又具有濾波器這樣既保留了單邊帶調幅節(jié)省頻帶的優(yōu)點，又具有濾波器易于實現、解調電路簡單的特點。易于實現、解調電路簡單的特點。在廣播電視系統中圖象信號就是采用殘留邊帶調幅。在廣播電視系統中圖象信號就是采用殘留邊帶調幅。高頻電子線路( (二二) ) 振幅調制電路振幅調制電路* * *高頻電子線路 AM信號的產生可以采用高電平調制和低電平調制信號的產生

26、可以采用高電平調制和低電平調制兩種方式完成。目前兩種方式完成。目前AM信號大都用于無線電廣播信號大都用于無線電廣播,因此因此多采用高電平調制方式。多采用高電平調制方式。 高電平調制主要用于高電平調制主要用于AM調制調制,這種調制是在高頻功這種調制是在高頻功率放大器中進行的。通常分為基極調幅、集電極調幅以率放大器中進行的。通常分為基極調幅、集電極調幅以及集電極基極及集電極基極(或發(fā)射極或發(fā)射極)組合調幅。組合調幅。 振幅調制電路振幅調制電路高頻電子線路高頻功放的調制特性高頻功放的調制特性 高頻功放中，可以用高頻功放中，可以用改變某一電極的直流電壓改變某一電極的直流電壓來改變來改變高頻信號的振幅，

27、從而實現振幅調制的目的。高頻信號的振幅，從而實現振幅調制的目的。集電極調制特性集電極調制特性集電極調制時應工作在過壓區(qū)集電極調制時應工作在過壓區(qū)高頻電子線路高頻功放的調制特性高頻功放的調制特性 高頻功放中，可以用高頻功放中，可以用改變某一電極的直流電壓改變某一電極的直流電壓來改變來改變高頻信號的振幅，從而實現振幅調制的目的。高頻信號的振幅，從而實現振幅調制的目的?；鶚O調制特性基極調制特性基極調制時應工作在欠壓區(qū)基極調制時應工作在欠壓區(qū)高頻電子線路高頻功率放大器的調制特性高頻功率放大器的調制特性集電極調幅特性集電極調幅特性 基極調幅特性基極調幅特性 高頻電子線路圖612 集電極調幅電路 ucT1

28、EcT2Ec0uuAMT3高電平調幅電路高電平調幅電路高頻電子線路高電平調幅電路高電平調幅電路集電極調幅電路集電極調幅電路高頻電子線路高電平調幅電路高電平調幅電路高頻電子線路圖614 基極調幅電路 RLuC1C2ucC3C4C6C5EcR1LBCBLB1高電平調幅電路高電平調幅電路uAM高頻電子線路RLuC1C2ucC3C4C6C5EcR1LBCBLB1高電平調幅電路高電平調幅電路基極調幅電路基極調幅電路高頻電子線路 圖615 基極調幅的波形 t0EbIc1Ebmin欠壓區(qū)過壓區(qū)Ic1ic1ub00ttEb0EbmaxEbcr高電平調幅電路高電平調幅電路高頻電子線路 為了實現不失真的調制，為了

29、實現不失真的調制，集電極調幅電路應工作在過壓集電極調幅電路應工作在過壓狀態(tài)，基極調幅電路應工作在欠壓狀態(tài)狀態(tài)，基極調幅電路應工作在欠壓狀態(tài)。高電平調幅電路高電平調幅電路 需要說明的是：高電平調幅電路可以產生且只能產生需要說明的是：高電平調幅電路可以產生且只能產生普通調幅波。普通調幅波。高頻電子線路低電平調幅電路低電平調幅電路 用單二極管電路和平衡二極管電路作為調制電路用單二極管電路和平衡二極管電路作為調制電路,都可以都可以完成調幅信號的產生。完成調幅信號的產生。uuo(t)H (j)VDucuDiDi(a)0(b)fFfc2 fc3 fcuAM高頻電子線路低電平調幅電路低電平調幅電路當當UCU

30、時時,由式由式(538)可知可知,流過二極管的電流流過二極管的電流iD為為 uuo(t)H(j)VDucuDiDi(a)0(b)fFfc2fc3fc(629) Ccoscos22cos()cos(+ )DDDDCcDDccgggiUUtUtggUtUt 高頻電子線路低電平調幅電路低電平調幅電路 若濾波回路的中心頻率為若濾波回路的中心頻率為fc,帶寬為帶寬為2F,諧振阻抗為諧振阻抗為RL,則經濾波后的輸出電壓則經濾波后的輸出電壓01( )(1cos)cosoLcuI Rxmtt(632) 普通（標準）調幅信號普通（標準）調幅信號高頻電子線路圖618 利用模擬乘法器產生AM信號 M C1596G2

31、3610591 k 1 k 3.9 k 3.9 k 12 V0.1 FAM信號輸出6.8 k 5150 k 750750ma值調節(jié)510.1 F60 m V載波調制信號uC( t )u( t )1 k 0.1 F51( b )4187300 m V(m ax)B G314 15 V3.3 k 3.3 k 3 k 8.3 k 8.3 k Yos微調Xos微調u( t )uC( t )10 k ( 調節(jié)ma值)549812610111214uo( t )調幅信號輸出6.8 k 0.1 F1 F Vcc( a )3137低電平調幅電路低電平調幅電路高頻電子線路圖618 利用模擬乘法器產生AM信號 M

32、 C1596G23610591 k 1 k 3.9 k 3.9 k 12 V0.1 FAM信號輸出6.8 k 5150 k 750750ma值調節(jié)510.1 F60 mV載波調制信號uC( t )u( t )1 k 0.1 F51( b )4187300 mV(max)B G314 15 V3.3 k 3.3 k 3 k 8.3 k 8.3 k Yos微調Xos微調u( t )uC( t )10 k( 調節(jié)ma值)549812610111214uo( t )調幅信號輸出6.8 k 0.1 F1 F Vcc( a )3137低電平調幅電路低電平調幅電路高頻電子線路DSBDSB調制電路調制電路 單

33、二極管電路只能產生單二極管電路只能產生AM信號信號,不能產生不能產生DSB信號，信號，二極管二極管平衡電路和環(huán)形電路可以產生平衡電路和環(huán)形電路可以產生DSB信號信號。圖619 二極管平衡調制電路 帶通濾波器T1RLT2ucVD1VD2N2uD1uD2AN1N1OBN2ON1uN2uo(t)高頻電子線路DSBDSB調制電路調制電路 單二極管電路只能產生單二極管電路只能產生AM信號信號,不能產生不能產生DSB信號，信號，二極管二極管平衡電路和環(huán)形電路可以產生平衡電路和環(huán)形電路可以產生DSB信號信號。2()22coscos()cos()22cos(3)cos(3)33LDcDDcDcDcDcig K

34、t ug Utg Utg Utg Utg Ut (633) 高頻電子線路 iL中包含中包含F分量和分量和(2n+1)fcF(n=0,1,2,)分量分量,若輸出若輸出濾波器的中心頻率為濾波器的中心頻率為fc,帶寬為帶寬為2F,諧振阻抗為諧振阻抗為RL,則輸出則輸出電壓為電壓為 22cos()cos()4coscosoLDcLDcLDcuRg UtRg UtR gUtt(634) DSBDSB調制電路調制電路高頻電子線路SSBSSB調制電路調制電路 SSB信號是將雙邊帶信號濾除一個邊帶形成的。根據信號是將雙邊帶信號濾除一個邊帶形成的。根據濾除方法的不同濾除方法的不同,SSB信號產生方法有好幾種信號

35、產生方法有好幾種,主要有主要有濾波濾波法法和和移相法移相法兩種。兩種。高頻電子線路SSBSSB調制電路調制電路圖626 濾波法產生SSB信號的框圖 音 放F1第路話調制器上邊帶濾波器音 放F2第路話調制器上邊帶濾波器單邊帶信號產生器fc F1fc F2頻率合成器第 一混頻器第 二混頻器線性放大功放f1f2fc500 kHz下邊帶濾波器高頻電子線路圖627 理想邊帶濾波器的衰減特性 阻帶40通帶阻帶過濾帶b/dB0fcfc Fminfc Fminfc FmaxfSSBSSB調制電路調制電路高頻電子線路SSBSSB調制電路調制電路1高頻電子線路課課 堂堂 練練 習習 u(t)=2cos2106 t

36、 + 0.4cos2(106 + 5103) t + 0.4cos2 (106 - 5103) t (V)求：求：1、調幅系數為多少？定性繪出、調幅系數為多少？定性繪出u(t)的波形。的波形。 2、 u(t)的頻帶寬度為多少？的頻帶寬度為多少？ 3、若載波功率為若載波功率為100W，則總的邊頻功率占總功率的百分，則總的邊頻功率占總功率的百分比是多少？比是多少？已知某調幅信號：已知某調幅信號：高頻電子線路4 . 021caUm4 . 0am解：解： 1、 課課 堂堂 練練 習習 u(t)=2cos2106 t + 0.4cos2(106 + 5103) t + 0.4cos2 (106 - 51

37、03) t (V)求：求：1、調幅系數為多少？定性繪出、調幅系數為多少？定性繪出u(t)的波形。的波形。 2、 u(t)的頻帶寬度為多少？的頻帶寬度為多少？ 3、若載波功率為若載波功率為100W，則總的邊頻功率占總功率的百分，則總的邊頻功率占總功率的百分比是多少？比是多少？已知某調幅信號：已知某調幅信號：高頻電子線路頻帶寬度：頻帶寬度：25K10KHz 2、解：解：課課 堂堂 練練 習習 u(t)=2cos2106 t + 0.4cos2(106 + 5103) t + 0.4cos2 (106 - 5103) t (V)求：求：1、調幅系數為多少？定性繪出、調幅系數為多少？定性繪出u(t)的

38、波形。的波形。 2、 u(t)的頻帶寬度為多少？的頻帶寬度為多少？ 3、若載波功率為若載波功率為100W，則總的邊頻功率占總功率的百分，則總的邊頻功率占總功率的百分比是多少？比是多少？已知某調幅信號：已知某調幅信號：高頻電子線路ma=0.4 WPmPa822載邊%4 . 71088總邊PP3、解：解：課課 堂堂 練練 習習 u(t)=2cos2106 t + 0.4cos2(106 + 5103) t + 0.4cos2 (106 - 5103) t (V)求：求：1、調幅系數為多少？定性繪出、調幅系數為多少？定性繪出u(t)的波形。的波形。 2、 u(t)的頻帶寬度為多少？的頻帶寬度為多少？

39、 3、若載波功率為若載波功率為100W，則總的邊頻功率占總功率的百分，則總的邊頻功率占總功率的百分比是多少？比是多少？已知某調幅信號：已知某調幅信號：高頻電子線路 某調幅發(fā)射機的制式為普通調幅波，已知調制信號頻某調幅發(fā)射機的制式為普通調幅波，已知調制信號頻率為率為100Hz5kHz，載波頻率為，載波頻率為500kHz，載波功率為，載波功率為1010W，調制系數為，調制系數為0.5，試求：，試求： （1 1）該調幅波的頻帶寬度；）該調幅波的頻帶寬度； （2 2）該調幅波的總功率；該調幅波的總功率； （3）最大）最大調幅系數下的調幅系數下的總功率?？偣β?。課課 堂堂 練練 習習高頻電子線路課課 堂

40、堂 練練 習習kHzFBW10522max 某調幅發(fā)射機的制式為普通調幅波，已知調制信號頻某調幅發(fā)射機的制式為普通調幅波，已知調制信號頻率為率為100Hz5kHz，載波頻率為，載波頻率為500kHz，載波功率為，載波功率為1010W，調制系數為，調制系數為0.5，試求：，試求： （1 1）該調幅波的頻帶寬度；）該調幅波的頻帶寬度； （2 2）該）該調幅波的總功率；調幅波的總功率； （3）最大）最大調幅系數下的調幅系數下的總功率?？偣β?。高頻電子線路課課 堂堂 練練 習習WmPPaCav25.11)211 (2 某調幅發(fā)射機的制式為普通調幅波，已知調制信號頻某調幅發(fā)射機的制式為普通調幅波，已知調

41、制信號頻率為率為100Hz5kHz，載波頻率為，載波頻率為500kHz，載波功率為，載波功率為1010W，調制系數為，調制系數為0.5，試求：，試求： （1 1）該調幅波的頻帶寬度；）該調幅波的頻帶寬度； （2 2）該調幅波的總功率；該調幅波的總功率； （3）最大）最大調幅系數下的調幅系數下的總功率?？偣β省８哳l電子線路課課 堂堂 練練 習習WmPPaCav15)211 (21am 某調幅發(fā)射機的制式為普通調幅波，已知調制信號頻某調幅發(fā)射機的制式為普通調幅波，已知調制信號頻率為率為100Hz5kHz，載波頻率為，載波頻率為500kHz，載波功率為，載波功率為1010W，調制系數為，調制系數為0

42、.5，試求：，試求： （1 1）該調幅波的頻帶寬度；）該調幅波的頻帶寬度； （2 2）該調幅波的總功率；該調幅波的總功率； （3）最大）最大調幅系數下的調幅系數下的總功率。總功率。高頻電子線路 已知載波頻率為已知載波頻率為500KHz，振幅為，振幅為20V，調制信號頻率為，調制信號頻率為10KHz，輸出調幅信號的包絡振幅為，輸出調幅信號的包絡振幅為7.5V，求：，求：（1）上、下邊頻）上、下邊頻f1、f2（2）調幅系數）調幅系數ma（3）調制后載波及上、下邊頻的振幅）調制后載波及上、下邊頻的振幅（4）畫出輸出調幅波的波形和頻譜）畫出輸出調幅波的波形和頻譜（5）包絡振幅的最大值、最小值）包絡振幅

43、的最大值、最小值（6）已調波表達式）已調波表達式（7）單位電阻上消耗的載波功率、總邊頻功率、調幅波）單位電阻上消耗的載波功率、總邊頻功率、調幅波總功率及已調波的帶寬總功率及已調波的帶寬課課 堂堂 練練 習習高頻電子線路 已知載波頻率為已知載波頻率為500KHz，振幅為，振幅為20V，調制信號頻率為，調制信號頻率為10KHz，輸出調幅信號的包絡振幅為，輸出調幅信號的包絡振幅為7.5V，求：，求：（1）上、下邊頻）上、下邊頻f1、f2kHzfffkHzfffcc490105005101050021（2）調幅系數）調幅系數ma375. 0205 . 7ccaUUm課課 堂堂 練練 習習高頻電子線路

44、已知載波頻率為已知載波頻率為500KHz，振幅為，振幅為20V，調制信號頻率為，調制信號頻率為10KHz，輸出調幅信號的包絡振幅為，輸出調幅信號的包絡振幅為7.5V，求：，求：（3）調制后載波及上、下邊頻的振幅）調制后載波及上、下邊頻的振幅載波振幅載波振幅邊頻振幅邊頻振幅VUc20VUmca75. 320375. 02121課課 堂堂 練練 習習高頻電子線路 已知載波頻率為已知載波頻率為500KHz，振幅為，振幅為20V，調制信號頻率為，調制信號頻率為10KHz，輸出調幅信號的包絡振幅為，輸出調幅信號的包絡振幅為7.5V，求：，求：（4）畫出輸出調幅波的波形和頻譜）畫出輸出調幅波的波形和頻譜課

45、課 堂堂 練練 習習高頻電子線路 已知載波頻率為已知載波頻率為500KHz，振幅為，振幅為20V，調制信號頻率為，調制信號頻率為10KHz，輸出調幅信號的包絡振幅為，輸出調幅信號的包絡振幅為7.5V，求：，求：（5）包絡振幅的最大值、最小值）包絡振幅的最大值、最小值包絡振幅的最大值：包絡振幅的最大值：VUmca5 .27)1 (VUmca5 .12)1 (最小值：最小值：tVttuAM33105002cos)10102cos375. 01 (20)(（6）已調波表達式）已調波表達式課課 堂堂 練練 習習高頻電子線路 已知載波頻率為已知載波頻率為500KHz，振幅為，振幅為20V，調制信號頻率為

46、，調制信號頻率為10KHz，輸出調幅信號的包絡振幅為，輸出調幅信號的包絡振幅為7.5V，求：，求：（7）單位電阻上消耗的載波功率、總邊頻功率、調幅波）單位電阻上消耗的載波功率、總邊頻功率、調幅波總功率及已調波的帶寬總功率及已調波的帶寬WRUPLcc200212212114.062aCPPm PW12214.06avCPPPWkHzFBW202課課 堂堂 練練 習習高頻電子線路6.2 6.2 調幅信號的解調調幅信號的解調* * * * *第六章第六章 振幅調制、解調及混頻振幅調制、解調及混頻高頻電子線路( (一一) ) 調幅解調的方法調幅解調的方法* * * *高頻電子線路調幅解調的方調幅解調的

47、方法法 振幅解調方法可分為包絡檢波和同步檢波兩大類。振幅解調方法可分為包絡檢波和同步檢波兩大類。 包絡檢波是指解調器輸出電壓與輸入已調波的包絡成正包絡檢波是指解調器輸出電壓與輸入已調波的包絡成正比的檢波方法。由于比的檢波方法。由于AM信號的包絡與調制信號成線性關系信號的包絡與調制信號成線性關系,因此因此包絡檢波只適用于包絡檢波只適用于AM波波。高頻電子線路圖630 包絡檢波的原理框圖 ui非 線 性 電 路(器 件 )低 通濾 波 器u00fttf00F( a)( b)fc Ffcfc F調幅解調的方調幅解調的方法法ui非線性電路(器件)低 通濾波器u00fttf00F(a)(b)fc Ffc

48、fc Fui非線性電路(器件)低 通濾波器u00fttf00F(a)(b)fc Ffcfc F高頻電子線路調幅解調的方調幅解調的方法法低通濾波器us(a)uour包絡檢波器us(b)uour 同步檢波可用來解調同步檢波可用來解調AM、DSB和和SSB信號信號，又可以分，又可以分為乘積型和疊加型兩類。它們都需要用恢復的載波信號為乘積型和疊加型兩類。它們都需要用恢復的載波信號ur進行解調。進行解調。 高頻電子線路插入載波同步解調器低通濾波器uU cos (ctc)DSB信號SSB信號或ffc Ffcfc Fffc F00fF0插入載波同步解調器低通濾波器uU cos (ctc)DSB 信號SSB

49、信號或ffc Ffcfc Fffc F00fF0插入載波同步解調器低通濾波器uU cos (ct c)DSB信號SSB信號或ffc Ffcfc Fffc F00fF0插入載波同步解調器低通濾波器uU cos (ctc)DSB信號SSB信號或ffc Ffcfc Fffc F00fF0調幅解調的方調幅解調的方法法高頻電子線路( (二二) ) 二極管峰值包絡檢波器二極管峰值包絡檢波器* * * * *高頻電子線路二極管峰值包絡檢波器二極管峰值包絡檢波器 圖633 二極管峰值包絡檢波器uiC RVDuo(a )C Ruoui(b )CR(c )uo高頻電子線路二極管峰值包絡檢波器二極管峰值包絡檢波器u

50、iC RVDuo(a )C Ruoui(b )CR(c )uot0( a )( b )t0uC( t )Uo( t )uiCRVDuo( a )C Ruoui( b )C R( c )uouiC RVDuo( a )C Ruoui( b )C R( c )uo高頻電子線路t0(a)(b)t0uC(t)Uo(t)uiCRVDuo( a )C Ruoui( b )C R( c )uouiC RVDuo( a )C Ruoui( b )C R( c )uo二極管峰值包絡檢波器二極管峰值包絡檢波器高頻電子線路 1 傳輸系數傳輸系數Kd 檢波器傳輸系數檢波器傳輸系數Kd或稱為檢波系數、檢波效率或稱為檢波

51、系數、檢波效率,是是用來描述檢波器對輸入已調信號的解調能力或效率的用來描述檢波器對輸入已調信號的解調能力或效率的一個物理量。一個物理量。 若輸入載波電壓振幅為若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odmdCUKUUKm U(643a) 包絡檢波器的性能指標包絡檢波器的性能指標高頻電子線路 1 傳輸系數傳輸系數Kd 檢波器傳輸系數檢波器傳輸系數Kd或稱為檢波系數、檢波效率或稱為檢波系數、檢波效率,是是用來描述檢波器對輸入已調信號的解調能力或效率的用來描述檢波器對輸入已調信號的解調能力或效率的一個物理量。一個物理量。 對對AM信號，定義為檢波輸出低頻電壓振

52、幅與輸信號，定義為檢波輸出低頻電壓振幅與輸入高頻已調波包絡振幅之比入高頻已調波包絡振幅之比odmdCUKUUKm U(643b)包絡檢波器的性能指標包絡檢波器的性能指標高頻電子線路圖635 檢波器穩(wěn)態(tài)時的電流電壓波形 0iDgDuDuDUottiD0iDmax(a)(b)000DDDDDg uuiu包絡檢波器的性能指標包絡檢波器的性能指標(644) 高頻電子線路000DDDDDg uuiu式中式中 uD=ui-uo, gD=1/rD當當t =時時，iD=0，即，即ocos0mUU其中其中包絡檢波器的性能指標包絡檢波器的性能指標33Dg R(651) cosodmUKU傳輸系數傳輸系數(648)

53、 高頻電子線路(645) max()(1cos )DDmoDmigUUg U000DDDDDg uuiu式中式中 uD=ui-uo, gD=1/rD當當t =0 0 時時包絡檢波器的性能指標包絡檢波器的性能指標iD是周期性余弦脈沖是周期性余弦脈沖,其平均分量其平均分量I0為為0max01max1( )(sincos )( )(sinsin )DmDDmDg UIiag UIia基頻分量為基頻分量為 (646)(647)高頻電子線路2 輸入電阻輸入電阻Ri包絡檢波器的性能指標包絡檢波器的性能指標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CiCRisR0LC1

54、ZiRiCi高頻電子線路包絡檢波器的性能指標包絡檢波器的性能指標2 輸入電阻輸入電阻Ri 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與檢波器電流的與檢波器電流的基頻分量振幅基頻分量振幅I1之比值之比值,即即1miURI(652) 輸入電阻是前級的負載輸入電阻是前級的負載,它直接并入輸入回路它直接并入輸入回路,影響影響著回路的有效著回路的有效Q值及回路阻抗。由式值及回路阻抗。由式(647),有有(sincos )iDRg(653) 高頻電子線路包絡檢波器的性能指標包絡檢波器的性能指標2 輸入電阻輸入電阻Ri(sincos )iDRg(653) 當當很小時很小時,sin-3/6,

55、 cos1-2/233Dg R(651) 代入可得代入可得2222mCiiUURRRR(654) 高頻電子線路包絡檢波器的性能指標包絡檢波器的性能指標3 檢波器的失真檢波器的失真1) 惰性失真（對角切割失真）惰性失真（對角切割失真）產生原因：產生原因： 調幅波包絡下降時，調幅波包絡下降時，由于時間常數由于時間常數RC太大，太大，電容電容C的放電速度跟不的放電速度跟不上輸入電壓包絡的下降上輸入電壓包絡的下降速度。速度。高頻電子線路避免產生惰性失真的條件：避免產生惰性失真的條件： 電容上電壓的變化率應大于或等于包絡信號的變化率，即電容上電壓的變化率應大于或等于包絡信號的變化率，即ttvtvC)(檢

56、波器的非線性失真檢波器的非線性失真maxmax2max1mmRC 1) 惰性失真（對角切割失真）惰性失真（對角切割失真）分析可得：分析可得：高頻電子線路usCVDRRgCg( a)usutt00( b)( c)URUC2) 負峰切割失真負峰切割失真usCVDRRgCg(a )usutt00(b )(c )URUC產生原因：產生原因： 檢波器交、直流負載電檢波器交、直流負載電阻不同，且調幅度過大。阻不同，且調幅度過大。檢波器的非線性失真檢波器的非線性失真高頻電子線路 通常情況下，檢波器輸通常情況下，檢波器輸出須通過耦合電容出須通過耦合電容Cg，與，與輸入電阻為輸入電阻為Rg的低頻放大的低頻放大電

57、路相連接。電路相連接。usCVDRRgCg( a)usutt00( b)( c)URUC2) 負峰切割失真負峰切割失真交、直流負載電阻不同交、直流負載電阻不同檢波器的非線性失真檢波器的非線性失真R= RR= R / Rg直流負載：直流負載：交流負載：交流負載：高頻電子線路 因因Cg較大，在音頻一較大，在音頻一周內，其兩端的直流電壓周內，其兩端的直流電壓基本不變，可以把它看作基本不變，可以把它看作一直流電源一直流電源UC 。它在電。它在電阻阻R和和Rg上產生分壓，在上產生分壓，在電阻電阻R上的壓降為上的壓降為: usCVDRRgCg( a)usutt00( b)( c)URUC2) 負峰切割失真

58、負峰切割失真交、直流負載電阻不同交、直流負載電阻不同RCgRUURR檢波器的非線性失真檢波器的非線性失真高頻電子線路 要避免負峰切割失真要避免負峰切割失真,應滿足：應滿足： 2) 負峰切割失真負峰切割失真(1)CCggRUmURRRRmRRRg檢波器的非線性失真檢波器的非線性失真usCVDRRgCg( a)usutt00( b)( c)URUCusCVDRRgCg( a)usutt00( b)( c)URUCR= RR= R / Rg高頻電子線路R直直=R1+R2R交交=R1+R2/RL=R1+R交交 R1足夠大時，足夠大時，R交交的影響的影響減小，不易產生負峰切割減小，不易產生負峰切割失真。

59、失真。檢波電路的改進檢波電路的改進改進電路之一：改進電路之一：高頻電子線路C1(a )C2R2RgCgR1(b )射隨器RRg檢波電路的改進檢波電路的改進 請根據下面的避免產請根據下面的避免產生負峰切割失真的條件生負峰切割失真的條件式，自行分析其改進原式，自行分析其改進原理！理！( 1)CCggRUmURRRRmRRRg改進電路之二：改進電路之二：高頻電子線路某收音機二極管檢波器的實際電路某收音機二極管檢波器的實際電路包絡檢波的實際電路包絡檢波的實際電路高頻電子線路課課 堂堂 練練 習習 二極管峰值包絡檢波電路如下圖所示，二極管峰值包絡檢波電路如下圖所示，us為調幅信號，其為調幅信號，其調制信

60、號頻率調制信號頻率 F=10010000Hz，試求不產生惰性失真和負，試求不產生惰性失真和負峰切割失真的調幅指數。峰切割失真的調幅指數。+us-+uo-VD C0.01uF RL4.7K Cc20uF Rg2K高頻電子線路不產生惰性失真不產生惰性失真amax2aLmm1CR 32. 0ma 課課 堂堂 練練 習習 二極管峰值包絡檢波電路如下圖所示，二極管峰值包絡檢波電路如下圖所示，us為調幅信號，其為調幅信號，其調制信號頻率調制信號頻率 F=10010000Hz，試求不產生惰性失真和負，試求不產生惰性失真和負峰切割失真的調幅指數。峰切割失真的調幅指數。+us-VD C0.01uF RL4.7K