高頻電子線(xiàn)路陽(yáng)昌漢版第5章_振幅調(diào)制與解調(diào)

1、 概述概述 振幅調(diào)制原理及特性振幅調(diào)制原理及特性 振幅調(diào)制電路振幅調(diào)制電路 調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)調(diào)幅信號(hào)的解調(diào) 低頻功率放大低頻功率放大主振級(jí)主振級(jí)低頻放大低頻放大緩沖級(jí)緩沖級(jí)倍頻器倍頻器高頻高頻放大器放大器調(diào)制器調(diào)制器聲音聲音高高 頻頻功率放大功率放大主振級(jí)主振級(jí)緩沖級(jí)緩沖級(jí)倍頻器倍頻器高頻高頻放大器放大器調(diào)制器調(diào)制器低頻放大低頻放大低頻功率放大低頻功率放大高高 頻頻功率放大功率放大低頻部分低頻部分高頻部分高頻部分幾百幾百mVmV幾幾V V一、基本概念一、基本概念信號(hào)信號(hào) 載波信號(hào)：（等幅）載波信號(hào)：（等幅）高頻高頻振蕩信號(hào)振蕩信號(hào) 正弦波正弦波 方波方波 三角波三角波 tUtuccmccos鋸齒

2、波鋸齒波調(diào)制信號(hào)：由原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成的調(diào)制信號(hào)：由原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成的低頻低頻信號(hào)信號(hào) tUtucosm已調(diào)信號(hào)（已調(diào)波）：經(jīng)過(guò)調(diào)制后的已調(diào)信號(hào)（已調(diào)波）：經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻高頻信號(hào)信號(hào) 5.1 5.1 概概 述述調(diào)制：調(diào)制：用用調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)去控制去控制載波信號(hào)載波信號(hào)的某一個(gè)參量的過(guò)程的某一個(gè)參量的過(guò)程。 解調(diào)：解調(diào)：調(diào)制的逆過(guò)程調(diào)制的逆過(guò)程，即從，即從已調(diào)波已調(diào)波中恢復(fù)原中恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)的過(guò)程。的過(guò)程。（基帶信號(hào)）（基帶信號(hào)）二、調(diào)制的分類(lèi)二、調(diào)制的分類(lèi)按調(diào)制信號(hào)分按調(diào)制信號(hào)分模擬調(diào)制模擬調(diào)制按載波信號(hào)分按載波信號(hào)分連續(xù)波調(diào)制連續(xù)波調(diào)制脈沖波調(diào)制脈沖波調(diào)制振幅調(diào)制（簡(jiǎn)稱(chēng)調(diào)幅，振幅調(diào)制（

3、簡(jiǎn)稱(chēng)調(diào)幅，AM）頻率調(diào)制（簡(jiǎn)稱(chēng)調(diào)頻，頻率調(diào)制（簡(jiǎn)稱(chēng)調(diào)頻，F(xiàn)M）相位調(diào)制（簡(jiǎn)稱(chēng)調(diào)相，相位調(diào)制（簡(jiǎn)稱(chēng)調(diào)相，PM）脈沖振幅調(diào)制脈沖振幅調(diào)制( (PAM) )脈沖寬度調(diào)制脈沖寬度調(diào)制( (PWM) )脈沖位置調(diào)制脈沖位置調(diào)制( (PPM) )脈沖編碼調(diào)制脈沖編碼調(diào)制( (PCM) )（正弦波）（正弦波）本章以調(diào)制信號(hào)為本章以調(diào)制信號(hào)為模擬信號(hào)的模擬信號(hào)的連續(xù)波調(diào)制連續(xù)波調(diào)制為例進(jìn)行討論，其為例進(jìn)行討論，其結(jié)論也適合于數(shù)字調(diào)制結(jié)論也適合于數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制調(diào)制：由調(diào)制：由調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào) 去控制載波去控制載波 的三參量（振幅、頻率、相位）之一的三參量（振幅、頻率、相位）之一，使，使其隨調(diào)制信號(hào)線(xiàn)其

4、隨調(diào)制信號(hào)線(xiàn)性變化。性變化。三、調(diào)制與解調(diào)的方式三、調(diào)制與解調(diào)的方式 瞬時(shí)振幅：瞬時(shí)振幅：瞬時(shí)頻率：瞬時(shí)頻率：瞬時(shí)相位：瞬時(shí)相位：調(diào)幅：調(diào)幅：檢波檢波對(duì)應(yīng)解調(diào)對(duì)應(yīng)解調(diào) tutukUtUacmm tutuktfc tutukttpc用用 控制載波振幅控制載波振幅 ut調(diào)頻：調(diào)頻：鑒頻鑒頻對(duì)應(yīng)解調(diào)對(duì)應(yīng)解調(diào)用用 控制載波頻率控制載波頻率 ut調(diào)相：調(diào)相：鑒相鑒相對(duì)應(yīng)解調(diào)對(duì)應(yīng)解調(diào)用用 控制載波相位控制載波相位 ut tUtuccmccos tUtucosm5.2 5.2 振幅調(diào)制原理及特性振幅調(diào)制原理及特性5.2.1 普通調(diào)幅波普通調(diào)幅波 簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)AM調(diào)幅波調(diào)幅波一、普通調(diào)幅波一般表達(dá)式一、普通調(diào)幅波

5、一般表達(dá)式載波信號(hào)：載波信號(hào)： tUtuccmccostfUccm 2cos tu調(diào)制信號(hào)：調(diào)制信號(hào)： tukUtUacmm普通調(diào)幅波振幅：普通調(diào)幅波振幅：普通調(diào)幅波信號(hào)：普通調(diào)幅波信號(hào)： ka由調(diào)幅電路決定由調(diào)幅電路決定 通過(guò)相乘實(shí)現(xiàn)！通過(guò)相乘實(shí)現(xiàn)！ cmaccosUk utt mccosu tUttcmmaaUUkm二、單頻調(diào)制二、單頻調(diào)制 把調(diào)幅波振幅變化規(guī)律，即把調(diào)幅波振幅變化規(guī)律，即 稱(chēng)為調(diào)稱(chēng)為調(diào)幅波的幅波的包絡(luò)包絡(luò)。tmUcos1acm1、表達(dá)式、表達(dá)式 mcosutUtmcos2UFt cmaccosu tUk uttcmamccoscosUk Uttcmac1coscosUmt

6、t通常通常c 調(diào)幅指數(shù)調(diào)幅指數(shù)或或調(diào)幅度調(diào)幅度，表示載波振幅受，表示載波振幅受調(diào)制信號(hào)控制后改變的程度調(diào)制信號(hào)控制后改變的程度(01)am2、波形、波形 ttmUtuaccmcoscos1tmUtUcos1)(acmm tUtucosm tUtuccmccos)1 (acmmaxmmUUcmU)1 (acmminmmUU波形特點(diǎn)：波形特點(diǎn)：（1）調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）的）調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）的變化規(guī)律與調(diào)制信號(hào)波形一致變化規(guī)律與調(diào)制信號(hào)波形一致（2）調(diào)幅度）調(diào)幅度ma反映了調(diào)幅的強(qiáng)反映了調(diào)幅的強(qiáng)弱程度，弱程度，mmaxmminammaxmminUUmUU可以看出：一般可以看出：一般ma值越大調(diào)幅

7、越深值越大調(diào)幅越深 ma=0時(shí)時(shí) 未調(diào)幅未調(diào)幅ma=1時(shí)時(shí) 最大調(diào)幅（百分之百）最大調(diào)幅（百分之百）ma1時(shí)時(shí) 過(guò)量調(diào)幅，包絡(luò)失真，實(shí)際電路中必須避免過(guò)量調(diào)幅，包絡(luò)失真，實(shí)際電路中必須避免 ttmUtuaccmcoscos1a=1m0tt0a1m 百分百調(diào)幅波形百分百調(diào)幅波形過(guò)量調(diào)幅波形過(guò)量調(diào)幅波形 ttmUtucacmcoscos1可見(jiàn)可見(jiàn),調(diào)幅波并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的正弦波，包含有三個(gè)頻率分量：調(diào)幅波并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的正弦波，包含有三個(gè)頻率分量： 3 3、頻譜、頻譜cmcacmcacmc11coscoscos22Utm U tm U t載波分量載波分量 ：c上邊頻分量上邊頻分量 ：c下邊頻分量下邊

8、頻分量 ：c不含傳輸信息不含傳輸信息含傳輸信息含傳輸信息含傳輸信息含傳輸信息 調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)c載波載波調(diào)幅波調(diào)幅波c +上邊頻上邊頻cma21Umc - 下邊頻下邊頻cma21UmcmUFBW222特點(diǎn)特點(diǎn): :（1）調(diào)制過(guò)程是實(shí)現(xiàn)）調(diào)制過(guò)程是實(shí)現(xiàn)頻譜線(xiàn)性搬移頻譜線(xiàn)性搬移的過(guò)程的過(guò)程（2）調(diào)幅波的帶寬：）調(diào)幅波的帶寬：4、功率、功率載波功率：載波功率：RUPcm2oT21每一邊頻功率：每一邊頻功率：RUmPPa121212cmccoT2a41Pm故故由于由于 cmcacmcacmc11coscoscos22u tUtm U tm U t調(diào)幅波的平均總功率調(diào)幅波的平均總功率：PPPPccoTo

9、av212aoTmP當(dāng)當(dāng) ma = 1時(shí)，邊頻功率達(dá)到最大，但僅為時(shí)，邊頻功率達(dá)到最大，但僅為Poav / 3 實(shí)際使用中，實(shí)際使用中， ma在在0.11之間，平均值為之間，平均值為0.3?？梢?jiàn)普通?？梢?jiàn)普通調(diào)幅波中調(diào)幅波中含有信息的上下邊頻分量含有信息的上下邊頻分量所占的功率非常小，而所占的功率非常小，而不含不含信息的載波信息的載波占絕大多數(shù)，因而調(diào)幅波的占絕大多數(shù)，因而調(diào)幅波的功率浪費(fèi)大，效率低功率浪費(fèi)大，效率低。(01)am三、多頻調(diào)制三、多頻調(diào)制 m11m22mcoscos.cos nnutUtU tU t cmamc1coscosn iiiu tUkUttcmac11cost cos

10、niiiUmtcmcmccc1coscoscos2naiiiiUUtm t tcmmaaUUkmiim1cosn iiiUt同樣含有三部分頻率成份同樣含有三部分頻率成份載波分量載波分量 c上邊頻帶分量上邊頻帶分量 c1cn下邊頻帶分量下邊頻帶分量 cc1nmax c c調(diào)制調(diào)制信號(hào)信號(hào) c c載波載波調(diào)幅波調(diào)幅波c c- -max 下邊頻帶下邊頻帶c c+max上邊頻帶上邊頻帶max max max maxmax222FBW特點(diǎn)特點(diǎn): :（1）實(shí)現(xiàn)頻譜線(xiàn)性搬移）實(shí)現(xiàn)頻譜線(xiàn)性搬移（2）調(diào)幅波帶寬：）調(diào)幅波帶寬： 同單頻調(diào)制，同單頻調(diào)制，信息含于邊頻帶分量中，載波不含有用信息含于邊頻帶分量中，載波

11、不含有用信息，但載波占有很大能量。不經(jīng)濟(jì)。信息，但載波占有很大能量。不經(jīng)濟(jì)。要抑制載波。要抑制載波。最高調(diào)最高調(diào)制頻率制頻率通常通常cmax5.2.2 抑制載波的雙邊帶和單邊帶調(diào)幅波抑制載波的雙邊帶和單邊帶調(diào)幅波一、雙邊帶調(diào)幅波一、雙邊帶調(diào)幅波1、表達(dá)式、表達(dá)式DSB波：抑制了載波分量，波：抑制了載波分量，只含上、下邊帶分量。只含上、下邊帶分量。單頻調(diào)制時(shí)：?jiǎn)晤l調(diào)制時(shí)： 用載波和調(diào)制信號(hào)用載波和調(diào)制信號(hào)直接相乘實(shí)現(xiàn)！直接相乘實(shí)現(xiàn)！ cu tut utmcmc( )coscosu tUt Utmcmcc1coscos2UU t t無(wú)載波無(wú)載波分量！分量！2、頻譜、頻譜調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào) 載波載波c

12、下邊頻下邊頻c上邊頻上邊頻cFBW2帶寬：帶寬：頻譜只有頻譜只有cc、 DSB波的頻譜成份中抑制了載波分量，全部功率為邊帶占波的頻譜成份中抑制了載波分量，全部功率為邊帶占有，功率利用率高于有，功率利用率高于A(yíng)M波。波。3 3、波形、波形（1 1）包絡(luò)隨調(diào)制信號(hào)變化，）包絡(luò)隨調(diào)制信號(hào)變化，但包絡(luò)不能完全準(zhǔn)確地反映但包絡(luò)不能完全準(zhǔn)確地反映調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律。調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律。包絡(luò)線(xiàn)包絡(luò)線(xiàn)相似與)(tu特點(diǎn)：特點(diǎn)：（2 2）載波相位在調(diào)制電壓零）載波相位在調(diào)制電壓零交點(diǎn)處要突變交點(diǎn)處要突變 （因?yàn)殡p（因?yàn)殡p邊帶信號(hào)在調(diào)制信號(hào)的負(fù)半邊帶信號(hào)在調(diào)制信號(hào)的負(fù)半周，已調(diào)波高頻與原載頻反周，已調(diào)波高頻與原載頻反

13、相）相）0180二、單邊帶調(diào)幅波二、單邊帶調(diào)幅波1、 表達(dá)式表達(dá)式SSB波：只含一個(gè)邊帶分量波：只含一個(gè)邊帶分量單頻調(diào)制時(shí)單頻調(diào)制時(shí)2、 頻譜頻譜 mcmc1cos2u tUU t mcmc1cos2u tUU t或或c單頻調(diào)制的單邊帶調(diào)幅波的頻譜為單頻調(diào)制的單邊帶調(diào)幅波的頻譜為c或或 （1）頻帶只有雙邊帶調(diào)幅波的一半，其）頻帶只有雙邊帶調(diào)幅波的一半，其頻帶利用率高頻帶利用率高3、特點(diǎn)、特點(diǎn) （2）全部功率都含有信息，）全部功率都含有信息，功率利用率高功率利用率高FBW 例例1 1mV1033. 6cos6280cos3 . 0120)(6tttu設(shè)某一廣播電臺(tái)的信號(hào)電壓設(shè)某一廣播電臺(tái)的信號(hào)電

14、壓?jiǎn)枺捍穗娕_(tái)的頻率是多少？調(diào)制信號(hào)頻率是多少？問(wèn)：此電臺(tái)的頻率是多少？調(diào)制信號(hào)頻率是多少？解：解：電臺(tái)的角頻率為：電臺(tái)的角頻率為：6c6.33 10/rad s頻率為：頻率為：cc1.007MHz2f調(diào)制信號(hào)的角頻率為：調(diào)制信號(hào)的角頻率為：6280/rads頻率為：頻率為：1000Hz2F5.3 振幅調(diào)制電路振幅調(diào)制電路在在低功率電平時(shí)低功率電平時(shí)進(jìn)行調(diào)制，因此它產(chǎn)進(jìn)行調(diào)制，因此它產(chǎn)生小功率的調(diào)幅波，然后由線(xiàn)性功率生小功率的調(diào)幅波，然后由線(xiàn)性功率放大器放大，得到所要求功率的調(diào)幅放大器放大，得到所要求功率的調(diào)幅波，一般用于發(fā)射機(jī)的前級(jí)。波，一般用于發(fā)射機(jī)的前級(jí)。按輸出信號(hào)功率的高低分：按輸出信號(hào)

15、功率的高低分：高電平調(diào)幅電路：高電平調(diào)幅電路：低電平調(diào)幅電路：低電平調(diào)幅電路：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：整機(jī)效率高。整機(jī)效率高。設(shè)計(jì)時(shí)輸出功率和效率不是主要指標(biāo)。重點(diǎn)是設(shè)計(jì)時(shí)輸出功率和效率不是主要指標(biāo)。重點(diǎn)是提高調(diào)制的提高調(diào)制的線(xiàn)性度，減小不需要的頻率分量和提高濾波性能。線(xiàn)性度，減小不需要的頻率分量和提高濾波性能。在在所需的功率電平上所需的功率電平上進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制與進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制與功放合一，一般用于發(fā)射機(jī)的末級(jí)。功放合一，一般用于發(fā)射機(jī)的末級(jí)。一般只能產(chǎn)生一般只能產(chǎn)生AM。設(shè)計(jì)時(shí)必須兼顧輸出功率、效率和調(diào)制線(xiàn)性的要求。設(shè)計(jì)時(shí)必須兼顧輸出功率、效率和調(diào)制線(xiàn)性的要求。5.3.1 低電平調(diào)幅電路低電平調(diào)幅電路主要

16、電路：主要電路：主要用途：主要用途：可產(chǎn)生可產(chǎn)生AM、 DSB 、 SSB二極管調(diào)幅電路二極管調(diào)幅電路 模擬乘法器調(diào)幅電路模擬乘法器調(diào)幅電路 單二極管開(kāi)關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路單二極管開(kāi)關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路 二極管平衡調(diào)幅電路二極管平衡調(diào)幅電路 二極管環(huán)型調(diào)幅電路二極管環(huán)型調(diào)幅電路 ut cutLRdr開(kāi)關(guān)頻率開(kāi)關(guān)頻率c+- 當(dāng)二極管在兩個(gè)電壓共同作用下，其中一個(gè)電壓振幅足夠當(dāng)二極管在兩個(gè)電壓共同作用下，其中一個(gè)電壓振幅足夠大，另一個(gè)電壓振幅較小，大，另一個(gè)電壓振幅較小，二極管的導(dǎo)通和截止將完全受大二極管的導(dǎo)通和截止將完全受大振幅電壓的控制，可以近似認(rèn)為二極管處于理想開(kāi)關(guān)狀態(tài)。振幅電壓的控制，可以近似認(rèn)為二極

17、管處于理想開(kāi)關(guān)狀態(tài)。 ut cutDLR+- -udidid一、單二極管開(kāi)關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路一、單二極管開(kāi)關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路（單二極管混頻器實(shí)現(xiàn)變頻）（單二極管混頻器實(shí)現(xiàn)變頻） (1)(1)什么是開(kāi)關(guān)狀態(tài)什么是開(kāi)關(guān)狀態(tài)(2)(2)調(diào)幅原理調(diào)幅原理+- -ud dcdLdc1 0+=0 0，二極管導(dǎo)通；，二極管導(dǎo)通；ididi充充i充充i放放i放放+-+-當(dāng)當(dāng)uD= ui- - uoRC放電放電的速率的速率產(chǎn)生惰性失真的原因：產(chǎn)生惰性失真的原因：會(huì)造成輸出波形不隨輸入信號(hào)包絡(luò)而變化，從而產(chǎn)生失真，會(huì)造成輸出波形不隨輸入信號(hào)包絡(luò)而變化，從而產(chǎn)生失真，這種失這種失真是由于電容放電惰性引起的，故稱(chēng)為惰性失真。

18、真是由于電容放電惰性引起的，故稱(chēng)為惰性失真。 一般為了提高檢波效率和濾波效果，總希望選取較大的一般為了提高檢波效率和濾波效果，總希望選取較大的R、C 值，但值，但如果如果R、C 取值過(guò)大，使取值過(guò)大，使R、C 的放電時(shí)間常數(shù)的放電時(shí)間常數(shù)所對(duì)應(yīng)的放電速度小于輸入信號(hào)（所對(duì)應(yīng)的放電速度小于輸入信號(hào)（AM）包絡(luò)下降速度時(shí)，）包絡(luò)下降速度時(shí)，=RCtui(t)與與uo(t)uo(t)ui(t)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上電壓的變化率應(yīng)大于或等于包絡(luò)信號(hào)上電壓的變化率應(yīng)大于或等于包絡(luò)信號(hào)的變化率，即的變化率，即tUtuddddimCimaims

19、indUm Utdt 設(shè)輸入信號(hào)設(shè)輸入信號(hào)AM信號(hào)：信號(hào)：iimac1coscosuUmttimima1cosUUmt 電容電容C 通過(guò)通過(guò)R 放電，通過(guò)放電，通過(guò)C 的電流為的電流為CCdduiCt包絡(luò)信號(hào)為：包絡(luò)信號(hào)為：包絡(luò)的變化率為：包絡(luò)的變化率為：而流過(guò)而流過(guò)R 的電流為的電流為CRuiRCCd duuCtRCCdduutRCRC =iiCimadima1cos1cosuUmtKUmtCimdddduUAtt則有則有由于由于 為檢波器輸出電壓為檢波器輸出電壓Cu則則Cimad1cosduUmttRCaasin1cosmtRCmt所以不產(chǎn)生惰性失真的條件為：所以不產(chǎn)生惰性失真的條件為：1

20、tUmtmRCUasin)cos1 (imaim為為避免產(chǎn)生惰性失真，避免產(chǎn)生惰性失真，必須保證必須保證A值取最大時(shí)仍有值取最大時(shí)仍有1maxA故令故令:0 dtdA0cos1sincos)cos1 (2a22aaatmtmttmmRCdtdA即：即：； cosamt2a21cos1sinmtt可解得：可解得：a2a1mmRC有有可見(jiàn)，可見(jiàn)，ma、越大，包絡(luò)變化越快，要求越大，包絡(luò)變化越快，要求RC的值就應(yīng)該越小。的值就應(yīng)該越小。minmax當(dāng)當(dāng) ，不失真條件變?yōu)椋皇д鏃l件變?yōu)閍max2a1mmRC4 4、負(fù)峰切割失真、負(fù)峰切割失真產(chǎn)生負(fù)峰切割失真的原因：產(chǎn)生負(fù)峰切割失真的原因：+UAB -

21、 -+- -UR+u- -ttmUucaimicoscos1設(shè)CRLRDCcui+- -ABtmUcos1aim Uim(1-ma) Ui m URttmUucaimicoscos1 URcoscos1aimAtmUu則BimacoscosuU mtABABim-=cosuuuUimU 此電壓在此電壓在Cc上恒定，通過(guò)上恒定，通過(guò)分壓，在分壓，在R上有：上有：imLABLRURRRuRRRU 由于由于UR對(duì)對(duì)檢波檢波二極管二極管D來(lái)說(shuō)相當(dāng)于一個(gè)反向偏置電壓，來(lái)說(shuō)相當(dāng)于一個(gè)反向偏置電壓，會(huì)影響二極管的工作狀態(tài)。會(huì)影響二極管的工作狀態(tài)。 在輸入調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)半周峰值處可能會(huì)低于在輸入調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)

22、半周峰值處可能會(huì)低于UR ,當(dāng)當(dāng)UR Uim(1-ma)，二極管截止，檢波輸出信號(hào)不跟隨輸入調(diào)，二極管截止，檢波輸出信號(hào)不跟隨輸入調(diào)幅波包絡(luò)的變化而產(chǎn)生負(fù)峰切割失真。幅波包絡(luò)的變化而產(chǎn)生負(fù)峰切割失真。避免產(chǎn)生負(fù)峰切割失真的條件：避免產(chǎn)生負(fù)峰切割失真的條件：輸入調(diào)幅波的包絡(luò)的最小值輸入調(diào)幅波的包絡(luò)的最小值Uim(1- -ma)必須大于或等于必須大于或等于UR即即imLaim)1 (URRRmU可得可得LLaL/ /RRRRmRRRR式中，式中，R=RL/R為檢波器輸出端的交流負(fù)載電阻，而為檢波器輸出端的交流負(fù)載電阻，而R為直為直流負(fù)載電阻。流負(fù)載電阻。 三、三、 檢波器設(shè)計(jì)及元件參數(shù)的選擇檢波器

23、設(shè)計(jì)及元件參數(shù)的選擇 +- -u中放末級(jí)中放末級(jí)RidRLCDRCsLsRsisCc（1） 回路有載回路有載 要大：要大：LQ 這應(yīng)該從這應(yīng)該從選擇性選擇性及及通頻通頻帶帶的要求來(lái)考慮。的要求來(lái)考慮。一般：一般： 1)/(idsscLRRCQ（2）為保證輸出的高頻紋波?。楸ＷC輸出的高頻紋波小（3） 為了減少輸出信號(hào)的頻率失真為了減少輸出信號(hào)的頻率失真要求：要求：不影響下限頻率不影響上限頻率cmincLmax11CCRCRCamax2a1mmRC（4） 為了避免惰性失真：為了避免惰性失真：（5） 為了避免底部切割失真：為了避免底部切割失真：LLaRRRmRRR/L或或c1RC要求：要求：5.4

24、.3 同步檢波器同步檢波器同步：同步： 在輸入端外加一個(gè)與原載頻信號(hào)在輸入端外加一個(gè)與原載頻信號(hào)同頻同相同頻同相的的本地載頻信號(hào)本地載頻信號(hào)一、同步檢波器的組成一、同步檢波器的組成二、工作原理二、工作原理（一）輸入為雙邊帶調(diào)幅波（一）輸入為雙邊帶調(diào)幅波iimccoscosuUtt乘法器乘法器低通濾低通濾 波器波器uiu0 本地載波本地載波u輸入已調(diào)波：輸入已調(diào)波：本地載波：本地載波：00mccosuUti0im0mcccoscoscosKuuKU Uttt 則乘法器輸出為：則乘法器輸出為：im0mim0mcim0mc11coscos(2)241 cos(2)4KU UtKU U tKU U t

25、則經(jīng)低通濾波器后的輸出信號(hào)為：則經(jīng)低通濾波器后的輸出信號(hào)為： im0m1cos2uKU URt本地載波本地載波DSB信號(hào)信號(hào)cc22 經(jīng)過(guò)低通濾波器后被過(guò)濾經(jīng)過(guò)低通濾波器后被過(guò)濾im0mim0mc11coscos(2)22KU UtKU U t（二）輸入為單邊帶調(diào)幅波（二）輸入為單邊帶調(diào)幅波i0im0mcccoscosKuuKU U ttiimccosuU t輸入已調(diào)波：輸入已調(diào)波：本地載波：本地載波：00mccosuUt 則乘法器輸出為：則乘法器輸出為：經(jīng)過(guò)低通濾波器后被過(guò)濾經(jīng)過(guò)低通濾波器后被過(guò)濾則經(jīng)低通濾波器后的輸出信號(hào)為：則經(jīng)低通濾波器后的輸出信號(hào)為： im0m1cos2uKU URt

26、設(shè)本地載頻信號(hào)與輸入載頻的不同步量為設(shè)本地載頻信號(hào)與輸入載頻的不同步量為 , ,相位相位不同步量為不同步量為 ，即，即00mccos ()uUti0im0mcccoscoscos()Ku uKU Uttt im0mim0mc1coscos()21 coscos(2)2KU UttKU Utt三、本地載頻信號(hào)不同步的影響三、本地載頻信號(hào)不同步的影響（一）輸入為雙邊帶調(diào)幅波（一）輸入為雙邊帶調(diào)幅波 乘法器輸出為：乘法器輸出為：則經(jīng)低通濾波器后的輸出信號(hào)為：則經(jīng)低通濾波器后的輸出信號(hào)為： im0m1coscos2uKU URttim0mim0m11coscos44KU URtKU URt 當(dāng)當(dāng)頻率、

27、相位不同步時(shí)頻率、相位不同步時(shí)，檢出的低頻信號(hào)將，檢出的低頻信號(hào)將產(chǎn)生頻率失產(chǎn)生頻率失6真和相位失真。真和相位失真。i0im0mcccoscos()KuuKU U ttim0mim0mc1cos21 cos(2)2KU UtKU Ut（二）輸入為單邊帶調(diào)幅波（二）輸入為單邊帶調(diào)幅波 乘法器輸出為：乘法器輸出為：注意：注意：(1)同步檢波的關(guān)鍵是乘積項(xiàng)，即前面介紹的具有乘積項(xiàng)同步檢波的關(guān)鍵是乘積項(xiàng)，即前面介紹的具有乘積項(xiàng)的線(xiàn)性頻譜搬移電路，然后接低通濾波器都可實(shí)現(xiàn)同步的線(xiàn)性頻譜搬移電路，然后接低通濾波器都可實(shí)現(xiàn)同步檢波。檢波。(2)同步檢波無(wú)失真的關(guān)鍵是同步。同步檢波無(wú)失真的關(guān)鍵是同步。則經(jīng)低通

28、濾波器后的輸出信號(hào)為：則經(jīng)低通濾波器后的輸出信號(hào)為： im0m1cos2uKU URt 當(dāng)當(dāng)頻率、相位不同步時(shí)頻率、相位不同步時(shí)，檢出的低頻信號(hào)將，檢出的低頻信號(hào)將產(chǎn)生頻率失產(chǎn)生頻率失6真和相位失真。真和相位失真。 由于混頻器是依靠非線(xiàn)性元件來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻，而通過(guò)非線(xiàn)性元件由于混頻器是依靠非線(xiàn)性元件來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻，而通過(guò)非線(xiàn)性元件的信號(hào)將含有許多頻率成份的信號(hào)將含有許多頻率成份 Lspfqf, (p , q=0,1, 2,3,.)us(f c)uL(f L)uI(f I)un(f n)非線(xiàn)形元件非線(xiàn)形元件中頻濾波器中頻濾波器uo( )Lspfqf如果設(shè)輸入信號(hào)為如果設(shè)輸入信號(hào)為 ()ssuf,本振頻率

29、信號(hào)為本振頻率信號(hào)為 )(LLfu則通過(guò)則通過(guò) 非線(xiàn)性元件的信號(hào)非線(xiàn)性元件的信號(hào) oLsupfqf，其中，其中 2 , 1 , 0, qp而這些組合頻率的信號(hào)中只要和中頻頻率而這些組合頻率的信號(hào)中只要和中頻頻率 fI=fL-fs相同或接近，都會(huì)和有相同或接近，都會(huì)和有用信號(hào)一起被選出，并送到后級(jí)中放，經(jīng)放大后解調(diào)輸出而引起串音，用信號(hào)一起被選出，并送到后級(jí)中放，經(jīng)放大后解調(diào)輸出而引起串音，嘯叫和各種干擾，從而影響有用信號(hào)的正常工作。嘯叫和各種干擾，從而影響有用信號(hào)的正常工作。 BfI7.6 混頻器的干擾與失真混頻器的干擾與失真 如果設(shè)輸入信號(hào)為如果設(shè)輸入信號(hào)為 ()ssuf,本振頻率信號(hào)為本振

30、頻率信號(hào)為 )(LLfu一般混頻器存在下列干擾：一般混頻器存在下列干擾： (1)干擾哨聲：干擾哨聲：接收的射頻信號(hào)接收的射頻信號(hào) ( )ssu f與本振信號(hào)與本振信號(hào) )(LLfu的自身組合干擾，即的自身組合干擾，即 I12LspfqffB)(nnfu(2)副波道干擾：副波道干擾：外來(lái)干擾信號(hào)外來(lái)干擾信號(hào) 與本振信號(hào)與本振信號(hào) )(LLfu的組合頻率產(chǎn)生的干擾的組合頻率產(chǎn)生的干擾 BfqfpfnL21I ( )ssu f(3)交叉調(diào)制干擾：交叉調(diào)制干擾：有用信號(hào)有用信號(hào) 與干擾信號(hào)與干擾信號(hào) )(nnfu混頻產(chǎn)生的干擾。混頻產(chǎn)生的干擾。 (4)互調(diào)干擾：互調(diào)干擾：指兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)同時(shí)作用在混頻

31、器指兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)同時(shí)作用在混頻器輸入端，經(jīng)混頻產(chǎn)生的組合分量而形成的干擾。輸入端，經(jīng)混頻產(chǎn)生的組合分量而形成的干擾。 (5)阻塞干擾阻塞干擾(6)倒易混頻倒易混頻 兩干擾信號(hào)和本振信號(hào)產(chǎn)生的互相調(diào)制干擾兩干擾信號(hào)和本振信號(hào)產(chǎn)生的互相調(diào)制干擾一、一、 信號(hào)與本振信號(hào)的自身組合干擾（干擾哨聲信號(hào)與本振信號(hào)的自身組合干擾（干擾哨聲）如果中頻如果中頻 ILsfff，則除，則除 Lsff的中頻被選出外，還的中頻被選出外，還有可能選出其它的組合頻率：即有可能選出其它的組合頻率：即 LsILsIsLIpfqffpfqffqfpff 111()sLIIsIsIpfffqqpppfffffqqqq所以有所以有

32、 1sIpffqp1sIpffqp其中其中 sIff稱(chēng)為稱(chēng)為變頻比變頻比。 顯然當(dāng)變頻比一定時(shí)，并能找到對(duì)應(yīng)的整數(shù)顯然當(dāng)變頻比一定時(shí)，并能找到對(duì)應(yīng)的整數(shù)p, q時(shí)，就會(huì)形成自身組合干擾。時(shí)，就會(huì)形成自身組合干擾。 設(shè)輸入高頻信號(hào)的載頻為設(shè)輸入高頻信號(hào)的載頻為 ( )ssu f，本振信號(hào)，本振信號(hào) )(LLfu，則則 經(jīng)過(guò)混頻器后產(chǎn)生的頻率為經(jīng)過(guò)混頻器后產(chǎn)生的頻率為 ，其中，其中 p,q=0,1,2,Lspfqf例：調(diào)幅廣播接收機(jī)的中頻例：調(diào)幅廣播接收機(jī)的中頻 fI=465KHz，某電臺(tái)發(fā)射頻率，某電臺(tái)發(fā)射頻率 fs=931KHz，當(dāng)接收，當(dāng)接收該電臺(tái)廣播時(shí)接收機(jī)的本振頻率該電臺(tái)廣播時(shí)接收機(jī)的本

33、振頻率 ，由于變頻比由于變頻比 fs/fI=931/4652，可推算出：可推算出：22 931 1396466sLffKHz 由于組合頻率與中頻差由于組合頻率與中頻差 1KHz，經(jīng)檢波后可產(chǎn)生，經(jīng)檢波后可產(chǎn)生1KHz的哨聲的哨聲. （三階干擾）（三階干擾）.另外，當(dāng)另外，當(dāng) p=3, q=5時(shí)，可得：時(shí)，可得： 53467sLffKHz,也可以通過(guò)中頻也可以通過(guò)中頻通道而形成干擾。（通道而形成干擾。（8階干擾）。階干擾）。 注意點(diǎn)注意點(diǎn):(1)自身組合干擾與外來(lái)干擾無(wú)關(guān)，不能靠提高前級(jí)電路的選擇性來(lái)抑制。自身組合干擾與外來(lái)干擾無(wú)關(guān)，不能靠提高前級(jí)電路的選擇性來(lái)抑制。 (2)減少這種干擾的方法：

34、減少這種干擾的方法： 正確選擇中頻，盡量減少階數(shù)較低的干擾正確選擇中頻，盡量減少階數(shù)較低的干擾 正確選擇混頻器的工作點(diǎn)，減少組合頻率分量正確選擇混頻器的工作點(diǎn)，減少組合頻率分量 采用合理的電路形式，從電路上抵消一些組合頻率，采用合理的電路形式，從電路上抵消一些組合頻率，如平衡電路，如平衡電路，環(huán)形電路，乘法器環(huán)形電路，乘法器當(dāng)當(dāng)p=1，q=2,fL=fI+ fs=1396KHz。設(shè)串臺(tái)干擾信號(hào)為設(shè)串臺(tái)干擾信號(hào)為 )(nnfu，它與本振信號(hào)的組合頻率為：，它與本振信號(hào)的組合頻率為： nLqfpf 其中其中 p, q=0,1,2,3. 。如果選頻器所選擇的正常中頻信號(hào)為如果選頻器所選擇的正常中頻信

35、號(hào)為:二、二、 外干擾信號(hào)與本振的組合頻率干擾（副波道干擾）外干擾信號(hào)與本振的組合頻率干擾（副波道干擾）ILsfff則可能形成的副波道干擾為：則可能形成的副波道干擾為： ILnInLfpfqffqfpf11(1)nLIsIfpffpfpfqq凡是能滿(mǎn)足上式的串臺(tái)信號(hào)都可能形成干擾，在這類(lèi)干擾中主要有：凡是能滿(mǎn)足上式的串臺(tái)信號(hào)都可能形成干擾，在這類(lèi)干擾中主要有：中頻干擾中頻干擾鏡頻干擾鏡頻干擾其它副波道干擾其它副波道干擾 1、中頻干擾、中頻干擾當(dāng)當(dāng) p=0 , q=1時(shí)，時(shí)， Inff 即表明當(dāng)一種接近中頻的干擾信號(hào)一旦進(jìn)入混頻器，可以直接通即表明當(dāng)一種接近中頻的干擾信號(hào)一旦進(jìn)入混頻器，可以直接

36、通過(guò)混頻器進(jìn)入中放電路，并被放大、解調(diào)后在輸出端形成干擾。過(guò)混頻器進(jìn)入中放電路，并被放大、解調(diào)后在輸出端形成干擾。抑制中頻干擾的方法：抑制中頻干擾的方法： 提高混頻器前級(jí)的選擇性提高混頻器前級(jí)的選擇性在混頻器前級(jí)增加中頻吸收電路在混頻器前級(jí)增加中頻吸收電路 合理選擇中頻數(shù)值，中頻選在工作波段之外合理選擇中頻數(shù)值，中頻選在工作波段之外當(dāng)當(dāng) p=1 , q=1時(shí)，則有：時(shí)，則有： () ()nLILsnLILsffffffffff f c f L f nf I雖然這種干擾信號(hào)頻率雖然這種干擾信號(hào)頻率 nf與輸入信號(hào)頻率與輸入信號(hào)頻率 cf以本振頻率以本振頻率 Lf為對(duì)稱(chēng)軸形成鏡像對(duì)稱(chēng)的關(guān)系。為對(duì)稱(chēng)

37、軸形成鏡像對(duì)稱(chēng)的關(guān)系。2、鏡像頻率干擾鏡像頻率干擾f I抑制鏡像干擾的方法：抑制鏡像干擾的方法： 提高混頻前級(jí)的選擇性提高混頻前級(jí)的選擇性 提高中頻頻率，使鏡像干擾頻率提高中頻頻率，使鏡像干擾頻率 nf遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離 cf例：中央臺(tái)第一套節(jié)目的載波為例：中央臺(tái)第一套節(jié)目的載波為 KHzfc639, 那么收音機(jī)在接收此那么收音機(jī)在接收此節(jié)目時(shí)的本振頻率節(jié)目時(shí)的本振頻率 KHzKHzfffcL1104465639I,如果有一外來(lái)如果有一外來(lái) 電臺(tái)的頻率電臺(tái)的頻率 KHzKHzfffL,在混頻級(jí)之前沒(méi)有被在混頻級(jí)之前沒(méi)有被 抑制，則這個(gè)電臺(tái)進(jìn)入混頻器后，混頻可得抑制，則這個(gè)電臺(tái)進(jìn)

38、入混頻器后，混頻可得 KHzffLn465的中頻將被選出進(jìn)入后級(jí)輸出而形成鏡像干擾，產(chǎn)生串臺(tái)及嘯叫。的中頻將被選出進(jìn)入后級(jí)輸出而形成鏡像干擾，產(chǎn)生串臺(tái)及嘯叫。 當(dāng)當(dāng) 1 p, 1q 時(shí)形，成組合頻率干擾，其中最主要的一類(lèi)干擾為：時(shí)形，成組合頻率干擾，其中最主要的一類(lèi)干擾為： f c f n1 f L f n2 212321221)2(21nIcnIcIIcILnffffffffffff可見(jiàn)可見(jiàn) 1nf與與 2nf對(duì)稱(chēng)分布在本振頻率對(duì)稱(chēng)分布在本振頻率 Lf的兩邊，其中的兩邊，其中 1nf離離 cf最近最近,經(jīng)混頻器前的濾波后進(jìn)入混頻器的可能性最大。經(jīng)混頻器前的濾波后進(jìn)入混頻器的可能性最大。 3、

39、組合頻率干擾2 qp的情況，則有：的情況，則有： 抑制這類(lèi)干擾的方法：抑制這類(lèi)干擾的方法： 提高混頻器前級(jí)的選擇性提高混頻器前級(jí)的選擇性提高中頻提高中頻 選擇合適的混頻電路，合理選擇混頻器的工作點(diǎn)選擇合適的混頻電路，合理選擇混頻器的工作點(diǎn) f I交叉調(diào)制干擾的形成與本振無(wú)關(guān)交叉調(diào)制干擾的形成與本振無(wú)關(guān)。它是有用信號(hào)與干擾信號(hào)一起作用于混頻器它是有用信號(hào)與干擾信號(hào)一起作用于混頻器時(shí)，由于混頻器的非線(xiàn)性作用，將時(shí)，由于混頻器的非線(xiàn)性作用，將干擾的調(diào)制信號(hào)調(diào)制到了中頻載波上，干擾的調(diào)制信號(hào)調(diào)制到了中頻載波上，即將即將干擾的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)移到有用信號(hào)的載波上而形成的一種干擾。干擾的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)移到有用信號(hào)的

40、載波上而形成的一種干擾。 例：例：由非線(xiàn)性元件：由非線(xiàn)性元件： 2210)(uauaaufi其中四階項(xiàng)為其中四階項(xiàng)為 44ua若設(shè)若設(shè) Lncuuuu 而而 tUuttmUuttUuLLLnnnnnccc coscos)cos1(cos)(則則 4444)(Lncuuuaua 展開(kāi)后其中可分解出展開(kāi)后其中可分解出 )(624Lcnuuua項(xiàng)項(xiàng) 三、交叉調(diào)制干擾（交調(diào)干擾）三、交叉調(diào)制干擾（交調(diào)干擾）將信號(hào)代入此項(xiàng)，并經(jīng)中頻濾波后可得：將信號(hào)代入此項(xiàng)，并經(jīng)中頻濾波后可得： ttmUtUUUtmaInILcnnn cos)cos1(cos)cos21(2324 其中其中 nLcnmmUUUaU22

41、324 可以看出可以看出干擾信號(hào)中的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)移到中頻載波上，與有用信號(hào)一同輸干擾信號(hào)中的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)移到中頻載波上，與有用信號(hào)一同輸出而形成干擾。出而形成干擾。 交調(diào)干擾的特點(diǎn)：交調(diào)干擾的特點(diǎn)： (2) 干擾與載頻無(wú)關(guān)，任何頻率的強(qiáng)干擾都可能形成交調(diào)干擾，所以干擾與載頻無(wú)關(guān)，任何頻率的強(qiáng)干擾都可能形成交調(diào)干擾，所以交調(diào)干擾是危害較大的一種干擾。交調(diào)干擾是危害較大的一種干擾。只有當(dāng)只有當(dāng) fn 和和 fc 相差很大，受前級(jí)電路的抑制很徹底時(shí)，形成的干擾相差很大，受前級(jí)電路的抑制很徹底時(shí)，形成的干擾較小。較小。交調(diào)干擾與有用信號(hào)并存，通過(guò)有用信號(hào)而作用，一旦有用信交調(diào)干擾與有用信號(hào)并存，通過(guò)有用信