《通信電子電路》復(fù)習(xí)指導(dǎo)4-8

1、通信電子線路復(fù)習(xí)指導(dǎo)（4-8章） 物理與信息科學(xué)系 閉呂慶五. 第四章 正弦波振蕩器o反饋型正弦波自激振蕩器基本原理反饋型正弦波自激振蕩器基本原理o三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC振蕩器振蕩器o改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器o石英晶體振蕩器電路石英晶體振蕩器電路1.反饋型正弦波自激振蕩器基本原理反饋型正弦波自激振蕩器基本原理 1.反饋型正弦波自激振蕩器基本原理反饋型正弦波自激振蕩器基本原理振蕩的建立和起振條件振蕩的建立和起振條件(1).振蕩的建立過(guò)程振蕩的建立過(guò)程 在電源開(kāi)關(guān)閉合的瞬間，存在在電源開(kāi)關(guān)閉合的瞬間，存在各種電的擾動(dòng)各種電的擾動(dòng)。突變的電。突變的電流包含著許多諧波成分，它們通過(guò)流包含

2、著許多諧波成分，它們通過(guò)LC諧振回路，在它兩端諧振回路，在它兩端產(chǎn)生電壓，并產(chǎn)生電壓，并通過(guò)互感耦合變壓器反饋到基級(jí)回路通過(guò)互感耦合變壓器反饋到基級(jí)回路，這是，這是激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)信號(hào)。 起始振蕩信號(hào)十分微弱，但是由于不斷對(duì)它進(jìn)行起始振蕩信號(hào)十分微弱，但是由于不斷對(duì)它進(jìn)行放大放大選頻選頻反饋反饋再放大再放大等多次循環(huán)，于是一個(gè)與振蕩回路有等多次循環(huán)，于是一個(gè)與振蕩回路有頻率相同的自激振蕩便由小到大地建立起來(lái)。頻率相同的自激振蕩便由小到大地建立起來(lái)。 由于晶體管特性的非線性，振幅會(huì)自動(dòng)穩(wěn)定到一定的幅由于晶體管特性的非線性，振幅會(huì)自動(dòng)穩(wěn)定到一定的幅度。度。因此振蕩的幅度不會(huì)無(wú)限增大。因此振蕩的幅度不會(huì)

3、無(wú)限增大。通信電子電路動(dòng)畫(huà)演示通信電子電路動(dòng)畫(huà)演示4-41.swf (2).起振條件 起振時(shí)起振時(shí)uf ui，因此，振蕩器的起振條件為，因此，振蕩器的起振條件為 物理意義：物理意義：振幅起振條件振幅起振條件要求反饋電壓幅度要一次比一要求反饋電壓幅度要一次比一次大，而次大，而相位起振條件相位起振條件則要求環(huán)路保持則要求環(huán)路保持正反饋正反饋。 ), 1, 0(21nnKFFK 1 FK(3)振蕩器的平衡條件 所謂平衡條件是指振蕩已經(jīng)建立，為了維持自激振蕩必所謂平衡條件是指振蕩已經(jīng)建立，為了維持自激振蕩必須滿足的幅度與相位關(guān)系。須滿足的幅度與相位關(guān)系。 平衡時(shí)平衡時(shí)ufui，因此，振蕩器的平衡條件為

4、，因此，振蕩器的平衡條件為 在平衡條件下，反饋到放大管的輸入信號(hào)正好等于放大在平衡條件下，反饋到放大管的輸入信號(hào)正好等于放大管維持振蕩所需要的輸入電壓，從而保持反饋環(huán)路各點(diǎn)電壓管維持振蕩所需要的輸入電壓，從而保持反饋環(huán)路各點(diǎn)電壓的平衡。的平衡。 ), 1, 0(21nnKFFK 1 FK振幅平衡條件振幅平衡條件相位平衡條件相位平衡條件(4)振蕩器的穩(wěn)定條件o 1.穩(wěn)定平衡和不穩(wěn)定平衡穩(wěn)定平衡和不穩(wěn)定平衡 通信電子電路動(dòng)畫(huà)演示通信電子電路動(dòng)畫(huà)演示4-71.swfo 2.振幅穩(wěn)定條件振幅穩(wěn)定條件o 在平衡點(diǎn)附近，放大倍數(shù)隨振幅的變化特性具有負(fù)的斜在平衡點(diǎn)附近，放大倍數(shù)隨振幅的變化特性具有負(fù)的斜o率

5、。率。o 3.相位穩(wěn)定條件相位穩(wěn)定條件o 相位穩(wěn)定條件指相位平衡條件遭到破壞時(shí)，線路本身能相位穩(wěn)定條件指相位平衡條件遭到破壞時(shí)，線路本身能o重新穩(wěn)定在原有頻率上的條件。相位穩(wěn)定條件是：相位特性重新穩(wěn)定在原有頻率上的條件。相位穩(wěn)定條件是：相位特性o曲線在工作頻率附近的斜率是負(fù)的。曲線在工作頻率附近的斜率是負(fù)的。 通信電子電路動(dòng)畫(huà)演示通信電子電路動(dòng)畫(huà)演示4-81.swf(5)對(duì)振蕩三條件的討論 1.三個(gè)條件都必須滿足，缺一不可。三個(gè)條件都必須滿足，缺一不可。在實(shí)際振蕩電路在實(shí)際振蕩電路中，必須滿足起振和平衡條件，而穩(wěn)定條件則是隱含在電路中，必須滿足起振和平衡條件，而穩(wěn)定條件則是隱含在電路結(jié)構(gòu)中。結(jié)

6、構(gòu)中。 2.如果電路結(jié)構(gòu)合理，只要滿足起振條件，就能自動(dòng)進(jìn)如果電路結(jié)構(gòu)合理，只要滿足起振條件，就能自動(dòng)進(jìn)入平衡狀態(tài)，產(chǎn)生持續(xù)振蕩。入平衡狀態(tài)，產(chǎn)生持續(xù)振蕩。 3.振蕩器的分析可分為定性和定量?jī)蓚€(gè)方面。振蕩器的分析可分為定性和定量?jī)蓚€(gè)方面。 定性分析判斷電路結(jié)構(gòu)是否合理定性分析判斷電路結(jié)構(gòu)是否合理，包括電路中是否有選，包括電路中是否有選頻網(wǎng)絡(luò)，選頻網(wǎng)絡(luò)的相頻特性是否為負(fù)斜率，電路中是否具頻網(wǎng)絡(luò)，選頻網(wǎng)絡(luò)的相頻特性是否為負(fù)斜率，電路中是否具有正反饋。有正反饋。 定量分析僅需分析電路是否滿足起振條件定量分析僅需分析電路是否滿足起振條件，由于起振，由于起振時(shí)，振蕩管處于線性放大狀態(tài)，且輸入信號(hào)很微弱，

7、可以采時(shí)，振蕩管處于線性放大狀態(tài)，且輸入信號(hào)很微弱，可以采用微變等效電路的方法進(jìn)行分析。用微變等效電路的方法進(jìn)行分析。2.三點(diǎn)式LC振蕩器(1).三點(diǎn)式三點(diǎn)式LC振蕩器組成法則（相位平衡條件）振蕩器組成法則（相位平衡條件） 1.1.電路電路 LC回路引出三個(gè)端點(diǎn)，分別同晶體管的三個(gè)電極相回路引出三個(gè)端點(diǎn)，分別同晶體管的三個(gè)電極相連，連，分電容三點(diǎn)式和電感三點(diǎn)式兩種。分電容三點(diǎn)式和電感三點(diǎn)式兩種。 2.特點(diǎn)特點(diǎn) 射同集（基）反射同集（基）反與射極相連的元件電抗性質(zhì)相同，與射極相連的元件電抗性質(zhì)相同，與集電極、基極相連的元件的電抗性質(zhì)相反。與集電極、基極相連的元件的電抗性質(zhì)相反。(2)電容三點(diǎn)式振

8、蕩器（考畢茲電路） 1.電路電路通信電子電路動(dòng)畫(huà)演示通信電子電路動(dòng)畫(huà)演示4-91.swf通信電子電路動(dòng)畫(huà)演示通信電子電路動(dòng)畫(huà)演示4-101.swf反饋信號(hào)從哪取得？反饋信號(hào)從哪取得？ 從電容從電容C2兩端取得兩端取得，送回放大器輸入端。，送回放大器輸入端。o能否滿足自激振蕩的相位平衡條件呢？能否滿足自激振蕩的相位平衡條件呢？ 滿足滿足“射同集（基）反射同集（基）反” 2.反饋系數(shù)反饋系數(shù) 3.振蕩頻率振蕩頻率其中其中21CCF LCf 210 2121CCCCC (3)電感三點(diǎn)式振蕩器（哈特萊電路） 1. 1.電路電路 通信電子電路動(dòng)畫(huà)演示通信電子電路動(dòng)畫(huà)演示4-121.swf2.反饋系數(shù)反饋

9、系數(shù) 3.振蕩頻率振蕩頻率其中其中12LLF LCf 210 MLLL221 參考練習(xí) 1. 1.利用相位平衡條件，判斷圖示電路哪些可能振蕩？屬利用相位平衡條件，判斷圖示電路哪些可能振蕩？屬于哪種類型的振蕩電路，并說(shuō)明振蕩條件。于哪種類型的振蕩電路，并說(shuō)明振蕩條件。 2. 2.圖示三回路振蕩器的交流等效電路，假定有以下六種圖示三回路振蕩器的交流等效電路，假定有以下六種情況：情況： 1 1）L1C1L2C2L3C3 2 2）L1C1L2C2L3C3 5 5）L1C1L3C3L1C1 試問(wèn)哪幾種情況可能振蕩？等效為哪種類型的振蕩電試問(wèn)哪幾種情況可能振蕩？等效為哪種類型的振蕩電路？其振蕩頻率與各回路

10、的固有諧振頻率之間有什么關(guān)系？路？其振蕩頻率與各回路的固有諧振頻率之間有什么關(guān)系？3.串聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器（克拉潑電路） 1.電路特點(diǎn)電路特點(diǎn) 把基本型的電容三點(diǎn)式振蕩器把基本型的電容三點(diǎn)式振蕩器集電極集電極-基極支路的電感基極支路的電感改用改用L-C串聯(lián)回路代替。串聯(lián)回路代替。 2.振蕩頻率振蕩頻率 選擇選擇 ， 時(shí)，時(shí)， ，振蕩頻率，振蕩頻率注意注意C的改變對(duì)輸出電壓的影響。（的改變對(duì)輸出電壓的影響。（101頁(yè)）頁(yè)）CC 1CC 2CC LC10 電容C對(duì)振蕩電路的影響 課本101頁(yè)推導(dǎo) ，再利用，再利用 ，可得，可得 可見(jiàn)，減小可見(jiàn)，減小C來(lái)提高回路標(biāo)準(zhǔn)性是以犧牲環(huán)路增益為代來(lái)提高

11、回路標(biāo)準(zhǔn)性是以犧牲環(huán)路增益為代價(jià)的。價(jià)的。120111LCCCCCCn RnR21LQR021301LCQR并聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器（西勒電路） 1. 1.電路特點(diǎn)電路特點(diǎn) 除了除了采用兩個(gè)容量較大的采用兩個(gè)容量較大的 C1 、C2 外，主要是把基本型外，主要是把基本型的電容反饋線路的電容反饋線路集電極集電極-基極支路基極支路改用改用LC并聯(lián)回路再與并聯(lián)回路再與 C3串串聯(lián)。聯(lián)。 2.2.振蕩頻率振蕩頻率 LC 2103i2o11111CCCCCCC 電容C對(duì)振蕩電路的影響通信電子電路動(dòng)畫(huà)演示4-181.swfn 和和C 無(wú)關(guān)，無(wú)關(guān)，當(dāng)調(diào)節(jié)當(dāng)調(diào)節(jié)C 來(lái)改變振蕩頻率時(shí)，來(lái)改變振蕩頻率時(shí)，n不變

12、。不變。 ，再利用，再利用 ，可得，可得 可見(jiàn)，可見(jiàn)，當(dāng)改變當(dāng)改變C時(shí)，時(shí)，n、L、Q都是常數(shù)，都是常數(shù)，R僅隨僅隨0一次一次方增長(zhǎng)，易于起振。方增長(zhǎng)，易于起振。)(232312323CCCCCCCCCn RnR2 LQR0 LQnR02 4. 石英晶體振蕩器電路 并聯(lián)型晶振電路并聯(lián)型晶振電路晶體工作于晶體工作于略高于串聯(lián)諧振頻率略高于串聯(lián)諧振頻率fs呈感性的頻段（呈感性的頻段（fs f 1時(shí)，包絡(luò)出現(xiàn)過(guò)零點(diǎn)，上下時(shí)，包絡(luò)出現(xiàn)過(guò)零點(diǎn)，上下包絡(luò)不反映調(diào)制信號(hào)的變化，稱為包絡(luò)不反映調(diào)制信號(hào)的變化，稱為過(guò)調(diào)幅過(guò)調(diào)幅。ttUkUtucmacmAMcos)cos()( ttmUcacmcoscos1 c

13、mma/UUkma 課堂練習(xí) ttmtucaAMcos)cos1()( （3）.調(diào)幅信號(hào)的頻譜兩點(diǎn)結(jié)論：兩點(diǎn)結(jié)論： 1 1）調(diào)制的過(guò)程是實(shí)現(xiàn)）調(diào)制的過(guò)程是實(shí)現(xiàn)頻譜線性搬移頻譜線性搬移的過(guò)程；的過(guò)程； 2 2）載頻仍保持調(diào)制前的頻率和幅度，因此它沒(méi)有反映）載頻仍保持調(diào)制前的頻率和幅度，因此它沒(méi)有反映調(diào)制信號(hào)信息，調(diào)制信號(hào)信息，只有兩個(gè)邊帶攜帶了調(diào)制信號(hào)的信息。只有兩個(gè)邊帶攜帶了調(diào)制信號(hào)的信息。 調(diào)幅信號(hào)的帶寬調(diào)幅信號(hào)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(21)cos(21cosccmaccmac ttmUtucac

14、mAMcos)cos1()( （4）.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(hào)一周期內(nèi)，因此，在調(diào)制信號(hào)一周期內(nèi)，調(diào)幅信號(hào)的平均功率調(diào)幅信號(hào)的平均功率為為 因?yàn)橐驗(yàn)閙a1，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(lái)看，普通調(diào)幅波是很不經(jīng)濟(jì)的。射機(jī)功率來(lái)看，普通調(diào)幅波是很不經(jīng)濟(jì)的。L2cmc21RUP c2aL2cma21411)2(21PmRUmPP c2a21c)21(PmPPPP （5）抑制載波

15、雙邊帶調(diào)幅（DSB） 為了克服普通調(diào)幅波效率低的缺點(diǎn)，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(diǎn)，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(hào)。不發(fā)送載波，而只發(fā)送邊帶信號(hào)。 單音調(diào)制時(shí)，單音調(diào)制時(shí)，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(hào)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(hào)頻譜中最高頻率的兩倍，即倍，即BDSB=2Fmax。)cos()cos(21coscos)(cccmmccmmcDSBttUAUtUtAUuAutu 波形特點(diǎn)： 1 1）上下包絡(luò)不再反映調(diào)制信號(hào)的變化形狀；）上下包絡(luò)不再反映調(diào)制信號(hào)的變化形狀； 2 2）在調(diào)制信號(hào)為零的

16、兩旁，已調(diào)波的）在調(diào)制信號(hào)為零的兩旁，已調(diào)波的相位發(fā)生相位發(fā)生180180突變突變。00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-1-0.500.5100.10.20.30.40.50.60.70.80.91-1-0.500.5100.10.20.30.40.50.60.70.80.91-1-0.500.51（6）抑制載波單邊帶調(diào)幅 上邊頻與下邊頻的頻譜分量對(duì)稱含有相同的信息，可以上邊頻與下邊頻的頻譜分量對(duì)稱含有相同的信息，可以只發(fā)送單個(gè)邊帶信號(hào)只發(fā)送單個(gè)邊帶信號(hào)，稱為單邊帶通信（，稱為單邊帶通信（SSB）。）。 由由通過(guò)邊帶濾波器后，可得上邊帶或下邊帶：通過(guò)邊帶濾波器后，可得上

17、邊帶或下邊帶： 下邊帶信號(hào)下邊帶信號(hào) 上邊帶信號(hào)上邊帶信號(hào) 其頻帶寬度其頻帶寬度BSSB=Fmax。 tUAUu)cos(21ccmmSSBL tUAUu)cos(21ccmmSSBH tUtAUuAutucccmmDSBcoscos)( 表5-1 三種調(diào)幅波時(shí)域、頻域波形2.普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路一、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(lái)完成頻率變換。來(lái)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(hào)）

18、大、小信號(hào) 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(jí)，是在功率一般置于發(fā)射機(jī)的最后一級(jí)，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(jí)，再由線性功率一般置于發(fā)射機(jī)的前級(jí)，再由線性功率放大器放大已調(diào)幅信號(hào)，得到所要求功率的調(diào)幅波。放大器放大已調(diào)幅信號(hào)，得到所要求功率的調(diào)幅波。 4 4）從哪個(gè)極加入）從哪個(gè)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）（1）、大信號(hào)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(gè)緩慢變化的偏壓相當(dāng)于一個(gè)緩慢變化的偏壓，

19、使，使icmax按按調(diào)制信號(hào)的大小而變化，從而引起基波電流振幅調(diào)制信號(hào)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也跟隨u變化。變化。u設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)應(yīng)使放大器最大工作點(diǎn)（調(diào)幅波幅值，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使放大器最大工作點(diǎn)（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(hào)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(hào)而變化，應(yīng)根據(jù)最困難條件選管子。件選管子。 ICM（Icmax）max BVc

20、eo 2Ec PCM (PC)c 載波狀態(tài)（傳送語(yǔ)言或音樂(lè)信息的休止載波狀態(tài)（傳送語(yǔ)言或音樂(lè)信息的休止時(shí)間）時(shí)間）集電極損耗功率集電極損耗功率 （2）、集電極調(diào)幅電路 1.電路電路 電路特點(diǎn)：電路特點(diǎn)：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 設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）放大器的工作狀態(tài)）放大器的工作狀態(tài) 最大工作點(diǎn)設(shè)計(jì)在臨界狀態(tài)，其余時(shí)間都處于最大工作點(diǎn)設(shè)計(jì)在臨界狀態(tài)，其余時(shí)間都處于過(guò)壓狀態(tài)。過(guò)壓狀態(tài)。 （2）晶體管的選擇）晶體管的選擇 ICM（Icmax）max BVceo 4Ec PCM (PC)av 圖圖518 集電極瞬時(shí)電壓波

21、形集電極瞬時(shí)電壓波形3 普通調(diào)幅波的解調(diào)電路 調(diào)幅波的解調(diào)又稱為檢波。調(diào)幅波的解調(diào)又稱為檢波。 （1 1）. .性能指標(biāo)性能指標(biāo) 檢波效率（電壓傳輸系數(shù)）檢波效率（電壓傳輸系數(shù)） 檢波效率定義為輸出低頻電壓幅值與輸入高頻調(diào)幅波包檢波效率定義為輸出低頻電壓幅值與輸入高頻調(diào)幅波包絡(luò)幅值之比。絡(luò)幅值之比。cmamdUmU 檢波失真（非線性失真） 線性失真線性失真：各頻率成分的比例關(guān)系發(fā)生變化：各頻率成分的比例關(guān)系發(fā)生變化 非線性失真非線性失真：產(chǎn)生新的頻率分量：產(chǎn)生新的頻率分量 輸入阻抗輸入阻抗 檢波器的檢波器的Rin是中頻放大器的負(fù)載，影響中放性能。是中頻放大器的負(fù)載，影響中放性能。 2.2.解調(diào)

22、（檢波）：調(diào)制的逆過(guò)程解調(diào)（檢波）：調(diào)制的逆過(guò)程 平方律檢波平方律檢波：利用具有平方律特性的非線性器件；：利用具有平方律特性的非線性器件； 包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波：從已調(diào)波的包絡(luò)中提取調(diào)制信號(hào)，只適用：從已調(diào)波的包絡(luò)中提取調(diào)制信號(hào)，只適用普通調(diào)幅波；普通調(diào)幅波； 同步檢波同步檢波：利用與載波同頻同相的本振信號(hào)與已調(diào)波：利用與載波同頻同相的本振信號(hào)與已調(diào)波相乘，適合各種調(diào)幅波。相乘，適合各種調(diào)幅波。（2）、大信號(hào)峰值包絡(luò)檢波）、大信號(hào)峰值包絡(luò)檢波（一）工作原理（一）工作原理 1.1.大信號(hào)檢波電路，利用二極管的單向?qū)щ娦院蜋z波負(fù)大信號(hào)檢波電路，利用二極管的單向?qū)щ娦院蜋z波負(fù)載載RLC的的充放電作用。充

23、放電作用。 特點(diǎn)：快充慢放特點(diǎn)：快充慢放 ui(t)uo(t)（導(dǎo)通），（導(dǎo)通），C充電，時(shí)間常數(shù)充電，時(shí)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，可用于AGC（自動(dòng)增益（自動(dòng)增益控制電路）。當(dāng)輸入信號(hào)很大時(shí)，設(shè)法把管子發(fā)射結(jié)偏壓降控制電路）。當(dāng)輸入信號(hào)很大時(shí)，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(duì)）對(duì) 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c

24、CRL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。 （二）.uo(t)的成分cL/2TCR d d d d d 輸入信號(hào)小，則檢波二極管輸入信號(hào)小，則檢波二極管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(duì)二極管電流中基波輸入電阻定義為輸入高頻電壓振幅對(duì)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(hào)設(shè)輸入為高頻等幅信號(hào) , ,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(hào)源獲得的高頻功率為，檢波器從輸入信號(hào)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

25、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(shí)間很短，近似認(rèn)為的導(dǎo)通時(shí)間很短，近似認(rèn)為PLPi ，而，而Uo Ucm，因此，因此 2.信號(hào)強(qiáng)度對(duì) 的影響in2cmi2/ RUP L2oL/ RUP LRR21in tUtuccmicos)( d d （四）檢波失真cmdiLLcma)1(URRREUm iLLda1RRRm 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

26、失真。1d LLiLiiLL1RRRRRRRRma （2）改進(jìn)電路 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.對(duì)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(guò)通過(guò)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?；虻扔诎j(luò)的下降速度。 （3 3）易產(chǎn)生對(duì)角線失真的情況）易產(chǎn)生對(duì)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dttdudtdu)(mc 放放a

27、2aL1mmCR LCR am 七、第6章 角度調(diào)制與解調(diào)o概述概述o調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)o調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生o調(diào)頻電路調(diào)頻電路o調(diào)頻波的解調(diào)調(diào)頻波的解調(diào)1概述 1.非線性調(diào)制非線性調(diào)制 任何一個(gè)簡(jiǎn)諧信號(hào)，總是由振幅、頻率和相位三個(gè)基本任何一個(gè)簡(jiǎn)諧信號(hào)，總是由振幅、頻率和相位三個(gè)基本參數(shù)來(lái)描述的。參數(shù)來(lái)描述的。 線性調(diào)制線性調(diào)制頻譜的線性搬移（調(diào)幅）頻譜的線性搬移（調(diào)幅） 非線性調(diào)制非線性調(diào)制：頻率調(diào)制頻率調(diào)制 相位調(diào)制相位調(diào)制 2.非線性調(diào)制中，瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)相位之間的關(guān)系非線性調(diào)制中，瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)相位之間的關(guān)系 設(shè)載波設(shè)載波 ，調(diào)制后，調(diào)制后 瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率 瞬時(shí)相位瞬時(shí)

28、相位 )(cos)cos()(mcmctUtUtu dttdt)()( dttt)()(瞬時(shí)相位是瞬時(shí)頻率的積分瞬時(shí)相位是瞬時(shí)頻率的積分瞬時(shí)頻率是瞬時(shí)相位的導(dǎo)數(shù)瞬時(shí)頻率是瞬時(shí)相位的導(dǎo)數(shù)6.1 概述2. 調(diào)角波的性質(zhì)（1 1）調(diào)頻及其數(shù)學(xué)表達(dá)式）調(diào)頻及其數(shù)學(xué)表達(dá)式 1.1.定義定義 載波信號(hào)的瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)線性變化。載波信號(hào)的瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)線性變化。 Kf調(diào)頻系數(shù)，是一個(gè)由調(diào)頻電路決定的常數(shù)。調(diào)頻系數(shù)，是一個(gè)由調(diào)頻電路決定的常數(shù)。 瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位 調(diào)頻信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式調(diào)頻信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式)()(:FMfctuKt dttuKtdttt)()()(fc )(cos)(fcmFMdttuK

29、tUtu )(ct （2）.參數(shù) 角頻率的最大偏移（角頻率的最大偏移（最大頻偏最大頻偏） 調(diào)頻指數(shù)調(diào)頻指數(shù)（最大相移最大相移）maxfmax| )(| )(|tuKt maxfmaxf|)(| )(| dttuKtm （3）調(diào)相及其數(shù)學(xué)表達(dá)式 1. 1.定義定義 載波信號(hào)的瞬時(shí)相位隨調(diào)制信號(hào)線性變化。載波信號(hào)的瞬時(shí)相位隨調(diào)制信號(hào)線性變化。 Kp調(diào)相系數(shù)，取決于調(diào)相電路。調(diào)相系數(shù)，取決于調(diào)相電路。 瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率 調(diào)相信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式調(diào)相信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式 2.2.參數(shù)參數(shù) 角頻率的最大偏移（角頻率的最大偏移（最大頻偏最大頻偏） 調(diào)相指數(shù)調(diào)相指數(shù)（最大相移最大相移）)()(:PMpctuKtt

30、dttduKdttdt)()()(pc )(cos)(pcmPMtuKtUtu maxpmax|)(| )(|dttduKt maxpmaxp| )(| )(|tuKtm )(ctt 表61 調(diào)頻信號(hào)和調(diào)相信號(hào)比較（單音調(diào)制）調(diào)頻信號(hào)調(diào)頻信號(hào)調(diào)相信號(hào)調(diào)相信號(hào)瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位最大頻偏最大頻偏最大相移最大相移數(shù)學(xué)表達(dá)數(shù)學(xué)表達(dá)式式)()(fctuKt dttduKt)()(pc )()(pctuKtt dttuKtt)()(fc mf UK mppUKm fmsincosfcmtmtU coscospcmtmtU （4）調(diào)角波的頻譜與有效頻帶寬度 討論單音調(diào)制的情況討論單音調(diào)制的情況

31、 【1 1】. .窄帶調(diào)頻（窄帶調(diào)頻（NBFM）：）：mf1其中，其中， 這里，這里，Jn(mf)是以是以mf為參數(shù)的為參數(shù)的n階第一類貝塞爾函數(shù)階第一類貝塞爾函數(shù)，其其值有曲線和函數(shù)表可查。值有曲線和函數(shù)表可查。B=2(mf+1)F=2(f+F) )sinsin(sin)sincos(cos)(fcfcmFMtmttmtUtu tmtmmtm4cos)(J22cos)(J2)(J)sincos(f4f2f0f tmtmtm3sin)(J2sin)(J2)sinsin(f3f1f【3】調(diào)角信號(hào)頻譜與調(diào)制信號(hào)的關(guān)系 對(duì)于對(duì)于FM波波 當(dāng)當(dāng)mf1時(shí)，時(shí)，B=2(mf+1)F2f，由于，由于f與與F

32、無(wú)關(guān)，所無(wú)關(guān)，所以以B近似與近似與F無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)。因此，。因此，F(xiàn)M被稱為被稱為恒定帶寬調(diào)制恒定帶寬調(diào)制。 對(duì)于對(duì)于PM波波 當(dāng)當(dāng)mp1時(shí)，時(shí)，B2f，此時(shí)，此時(shí)f =KpUm，與，與成正成正比，即比，即PM信號(hào)的帶寬隨調(diào)制信號(hào)頻率而近似線性變化信號(hào)的帶寬隨調(diào)制信號(hào)頻率而近似線性變化。 因此，因此，在模擬調(diào)制時(shí)，在模擬調(diào)制時(shí)，除利用調(diào)相來(lái)獲得除利用調(diào)相來(lái)獲得FM信號(hào)外，信號(hào)外，很少采用很少采用PM調(diào)制。調(diào)制。（5）.調(diào)角波的功率 單音調(diào)制時(shí)，單音調(diào)制時(shí)， ，因此，因此，調(diào)角波的平均功率調(diào)角波的平均功率利用貝塞爾函數(shù)的性質(zhì)，則調(diào)角波的平均功率為利用貝塞爾函數(shù)的性質(zhì)，則調(diào)角波的平均功率為 因此，因此，

33、調(diào)制的過(guò)程是一個(gè)信號(hào)功率重新分配的過(guò)程調(diào)制的過(guò)程是一個(gè)信號(hào)功率重新分配的過(guò)程。 ntnmUtu)cos()(J)(cnm )(J2)(J2)(J22n2221 mmm)(J2120L2mavmRUP L2mav21RUP 3 .調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生一、調(diào)頻方法一、調(diào)頻方法 【1 1】. .直接調(diào)頻直接調(diào)頻 調(diào)制信號(hào)直接控制決定振蕩器振蕩頻率的某個(gè)參數(shù)，使調(diào)制信號(hào)直接控制決定振蕩器振蕩頻率的某個(gè)參數(shù)，使振蕩器瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)大小線性變化。振蕩器瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)大小線性變化。 直接調(diào)頻的電路基礎(chǔ)是一個(gè)振蕩器電路。直接調(diào)頻的電路基礎(chǔ)是一個(gè)振蕩器電路。其優(yōu)點(diǎn)是其優(yōu)點(diǎn)是能夠能夠獲得較大的頻偏獲得較大的頻偏

34、，缺點(diǎn)是，缺點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度較低頻率穩(wěn)定度較低。 【2】.間接調(diào)頻 間接調(diào)頻就是利用調(diào)相來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻，其框圖為間接調(diào)頻就是利用調(diào)相來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻，其框圖為 間接調(diào)頻的振蕩器和調(diào)制器是分開(kāi)的，因此間接調(diào)頻的振蕩器和調(diào)制器是分開(kāi)的，因此可以獲得較可以獲得較高的頻率穩(wěn)定度高的頻率穩(wěn)定度。但受線性調(diào)制的限制，。但受線性調(diào)制的限制，相移、最大頻偏相移、最大頻偏都較小，都較小，通常不能滿足要求，通常不能滿足要求，因此需加倍頻器，以擴(kuò)展因此需加倍頻器，以擴(kuò)展頻偏。頻偏。積分器積分器相位調(diào)制器相位調(diào)制器倍頻器倍頻器載波載波4 。調(diào)頻電路（1 1）變?nèi)荻O管調(diào)頻電路）變?nèi)荻O管調(diào)頻電路 1.1.變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管 利

35、用利用PN結(jié)的勢(shì)壘電容隨反偏壓大小而變化的特性而制結(jié)的勢(shì)壘電容隨反偏壓大小而變化的特性而制成的一種半導(dǎo)體二極管，它是一種電壓控制可變電抗元件。成的一種半導(dǎo)體二極管，它是一種電壓控制可變電抗元件。 2.2.結(jié)電容與反向電壓結(jié)電容與反向電壓u的關(guān)系的關(guān)系 其中，其中， u0時(shí)的結(jié)電容，時(shí)的結(jié)電容， PN結(jié)的勢(shì)壘電結(jié)的勢(shì)壘電位差，位差， 變?nèi)葜笖?shù)，取決于變?nèi)葜笖?shù)，取決于PN結(jié)的工藝結(jié)構(gòu)。結(jié)的工藝結(jié)構(gòu)。nUuCC)/1(D0dd DU0dCn （2）.變?nèi)荻O管調(diào)頻原理 由于變?nèi)荻O管接在振蕩器回路中，其由于變?nèi)荻O管接在振蕩器回路中，其結(jié)電容成為回結(jié)電容成為回路路電容的一部分電容的一部分。 當(dāng)調(diào)制電

36、壓當(dāng)調(diào)制電壓u加在變?nèi)荻O管上加在變?nèi)荻O管上 使加在變?nèi)荻O管上的反向電壓受使加在變?nèi)荻O管上的反向電壓受u控制；控制； 從而使得從而使得變?nèi)荻O管的結(jié)電容變?nèi)荻O管的結(jié)電容Cd受受u控制控制； 則則回路總電容回路總電容C也要受也要受u控制控制； 最后使得振蕩器的振蕩頻率受最后使得振蕩器的振蕩頻率受u控制，即控制，即瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率隨隨u的變化而變化的變化而變化。 【1】變?nèi)荻O管作為振蕩回路總電容 【2】變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈罚ㄐ☆l偏） C2的作用：的作用： 使變?nèi)荻O管部分接入振蕩回路，使變?nèi)荻O管部分接入振蕩回路，提高中心頻率的穩(wěn)定性；提高中心頻率的穩(wěn)定性； 由于由于C2的分壓，加到變

37、容二極管上的高頻振蕩電壓的分壓，加到變?nèi)荻O管上的高頻振蕩電壓也也相應(yīng)減小。相應(yīng)減小。 問(wèn)題問(wèn)題：電容電容C1可不可以不加，為什么要加可不可以不加，為什么要加C1？ 因?yàn)楦哳l電路中存在分布電容，加大因?yàn)楦哳l電路中存在分布電容，加大C1提高穩(wěn)定性，提高穩(wěn)定性，但但頻偏減小。頻偏減小。 分析思路分析思路： 變?nèi)荻O管上需加固定偏壓及變?nèi)荻O管上需加固定偏壓及u； 變?nèi)荻O管是高頻振蕩電路的一部分。變?nèi)荻O管是高頻振蕩電路的一部分。 C2 對(duì)音頻和直流容抗大，可看作開(kāi)路。對(duì)音頻和直流容抗大，可看作開(kāi)路。 ZL 對(duì)音頻和直流容抗忽略不計(jì)，可看作短路。對(duì)音頻和直流容抗忽略不計(jì)，可看作短路。 【3】.變?nèi)?/p>

38、二極管調(diào)頻原理電路音頻時(shí)等效電路高頻時(shí)等效電路高頻時(shí)等效電路（3）.晶體振蕩器調(diào)頻電路 1.1.調(diào)頻原理調(diào)頻原理 用調(diào)制信號(hào)控制變?nèi)荻O管的結(jié)電容，以引起晶體等用調(diào)制信號(hào)控制變?nèi)荻O管的結(jié)電容，以引起晶體等效效電抗的變化，從而使振蕩頻率受調(diào)制信號(hào)控制。電抗的變化，從而使振蕩頻率受調(diào)制信號(hào)控制。 2.應(yīng)用舉例高頻通路高頻通路 5.調(diào)頻波的解調(diào)o 實(shí)現(xiàn)鑒頻的方法：實(shí)現(xiàn)鑒頻的方法： 1.1.將調(diào)頻波通過(guò)將調(diào)頻波通過(guò)頻率頻率- -幅度變換網(wǎng)絡(luò)幅度變換網(wǎng)絡(luò)變成幅度隨瞬時(shí)頻變成幅度隨瞬時(shí)頻率變化的率變化的調(diào)幅調(diào)頻波調(diào)幅調(diào)頻波，再經(jīng)，再經(jīng)包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器檢出調(diào)制信號(hào)。檢出調(diào)制信號(hào)。 2.2.將調(diào)頻波通過(guò)

39、將調(diào)頻波通過(guò)頻率頻率- -相位變換網(wǎng)絡(luò)相位變換網(wǎng)絡(luò)變成變成調(diào)頻調(diào)相波調(diào)頻調(diào)相波，然后通過(guò)然后通過(guò)相位檢波器相位檢波器檢出調(diào)制信號(hào)。檢出調(diào)制信號(hào)。（1）斜率鑒頻器 1. 1.斜率鑒頻器的理論模型斜率鑒頻器的理論模型 2.2.單失諧回路斜率鑒頻器單失諧回路斜率鑒頻器 （1 1）電路形式與工作原理）電路形式與工作原理 調(diào)頻調(diào)幅變換器實(shí)際上是調(diào)頻調(diào)幅變換器實(shí)際上是一個(gè)以一個(gè)以LCLC回路為負(fù)載的調(diào)諧放回路為負(fù)載的調(diào)諧放大器，但大器，但回路失諧回路失諧； 波形變換原理：利用諧振回路對(duì)不同頻率呈現(xiàn)不同阻抗波形變換原理：利用諧振回路對(duì)不同頻率呈現(xiàn)不同阻抗的傳輸特性。的傳輸特性。圖627 斜率鑒頻器的工作原理 （2）鑒頻特性分析 鑒頻靈敏度的大鑒頻靈敏度的大小與變換器幅頻特性小與變換器幅頻特性f0處的斜率成正比處的斜率