第六章 振幅調(diào)制及檢波

1、6.1 概述概述6.2 二極管調(diào)幅電路二極管調(diào)幅電路6.3 晶體管調(diào)幅電路晶體管調(diào)幅電路6.4 模擬乘法器調(diào)幅電路模擬乘法器調(diào)幅電路6.5 二極管檢波電路二極管檢波電路6.6 同步檢波器同步檢波器第第6章章 振幅調(diào)制及檢波振幅調(diào)制及檢波教學(xué)要求教學(xué)要求 n了解了解調(diào)制的作用。調(diào)制的作用。掌握掌握調(diào)幅信號(hào)的定義、調(diào)幅信號(hào)的定義、表示式、波形、頻譜等基本特征。表示式、波形、頻譜等基本特征。n掌握掌握典型的幅度調(diào)制電路的結(jié)構(gòu)、工作典型的幅度調(diào)制電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、分析方法和性能特點(diǎn)。原理、分析方法和性能特點(diǎn)。n了解了解數(shù)字調(diào)幅的基本概念、典型方法和數(shù)字調(diào)幅的基本概念、典型方法和實(shí)現(xiàn)電路。實(shí)現(xiàn)電路。

2、n掌握掌握典型調(diào)幅信號(hào)解調(diào)電路的結(jié)構(gòu)、工作典型調(diào)幅信號(hào)解調(diào)電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、分析方法和性能特點(diǎn)。原理、分析方法和性能特點(diǎn)。 (1) 調(diào)制：調(diào)制：用調(diào)制信號(hào)去控制載波信號(hào)的某一個(gè)參量的過程用調(diào)制信號(hào)去控制載波信號(hào)的某一個(gè)參量的過程。 定義：定義：信號(hào)信號(hào) 載波信號(hào)：（等幅）高頻振蕩信號(hào)載波信號(hào)：（等幅）高頻振蕩信號(hào) 正弦波正弦波 方波方波 三角波三角波 )cos( tUuccc鋸齒波鋸齒波調(diào)制信號(hào)：調(diào)制信號(hào)：需要傳輸?shù)男盘?hào)需要傳輸?shù)男盘?hào)（原始信號(hào)）（原始信號(hào)） 語言語言圖像圖像 tUu cos密碼密碼已調(diào)信號(hào)（已調(diào)波）：經(jīng)過調(diào)制后的高頻信號(hào)（已調(diào)信號(hào)（已調(diào)波）：經(jīng)過調(diào)制后的高頻信號(hào)（射頻信號(hào)

3、射頻信號(hào)）(2) 解調(diào)：解調(diào)：調(diào)制的逆過程調(diào)制的逆過程，即從已調(diào)波中恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)的過程。，即從已調(diào)波中恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)的過程。6.1 概述概述（7）振幅調(diào)制分三種方式：）振幅調(diào)制分三種方式：（5）相位調(diào)制：由調(diào)制信號(hào)）相位調(diào)制：由調(diào)制信號(hào)控制控制載波相位載波相位，使，使已調(diào)波的相位隨已調(diào)波的相位隨調(diào)制信號(hào)線性變化。調(diào)制信號(hào)線性變化。 （6）解調(diào)方式：）解調(diào)方式：（4）頻率調(diào)制：由調(diào)制信號(hào)）頻率調(diào)制：由調(diào)制信號(hào)控制控制載波頻率載波頻率，使，使已調(diào)波的頻率隨調(diào)已調(diào)波的頻率隨調(diào) 制信號(hào)線性變化。制信號(hào)線性變化。（3）振幅調(diào)制：由調(diào)制信號(hào)去）振幅調(diào)制：由調(diào)制信號(hào)去控制控制載波振幅載波振幅，使，使已調(diào)信

4、號(hào)的振已調(diào)信號(hào)的振 幅隨調(diào)制信號(hào)線性變化。幅隨調(diào)制信號(hào)線性變化。振幅檢波振幅檢波 振幅調(diào)制的逆過程振幅調(diào)制的逆過程鑒鑒 頻頻 頻率調(diào)制的逆過程頻率調(diào)制的逆過程鑒鑒 相相 相位調(diào)制的逆過程相位調(diào)制的逆過程普通調(diào)幅（普通調(diào)幅（AM）抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB）單邊帶調(diào)幅（單邊帶調(diào)幅（SSB）設(shè)：設(shè)：載波信號(hào)載波信號(hào)： uc=Ucmcosct則：則：調(diào)幅信號(hào)調(diào)幅信號(hào)(已調(diào)波已調(diào)波)為：為：uAM=Um(t)cosct由于調(diào)幅信號(hào)的振幅與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，即有：由于調(diào)幅信號(hào)的振幅與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，即有： tUkUtUacmmcos)(ka：比例常數(shù)：比例常數(shù)即：即： )c

5、os1 ()cos1 ()(tmUtUUkUtUamccmacmmma為調(diào)制度，為調(diào)制度，cmaaUUkm常用百分比數(shù)表示。常用百分比數(shù)表示。ttmUucacmAMcos)cos1 (1. AM調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式 調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)： u =Ucost若將若將 )(tf分解為：分解為： 1)cos()(nnnntUtf則有則有 ttmUucnnnncmAMcos)cos(11其中：其中： nanUkm 一般實(shí)際傳送的調(diào)制信號(hào)并非單一頻率的信號(hào)，常為一個(gè)連續(xù)一般實(shí)際傳送的調(diào)制信號(hào)并非單一頻率的信號(hào)，常為一個(gè)連續(xù)頻譜的限帶信號(hào)頻譜的限帶信號(hào) f(t) 。則：則：ttfkUucacm

6、AMcos)(1 2. 調(diào)幅信號(hào)波形調(diào)幅信號(hào)波形 波形特點(diǎn)：波形特點(diǎn)： (1) 調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律與調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律與調(diào)制信號(hào)波形一致調(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)弱程度反映了調(diào)幅的強(qiáng)弱程度。 可以看出：可以看出： cmaUUUmminmax21一般一般ma值越大調(diào)幅越深：值越大調(diào)幅越深： (1cos)cosAMcmacuUmtt ( )(1cos)mcmaUtUmt tUuccmccostUu cos)1 (maxacmmUUcmU)1 (minacmmUU 實(shí)實(shí)際際電電路路中中必必須須避避免免包包絡(luò)絡(luò)失失真真過過調(diào)調(diào)幅幅時(shí)時(shí)百百分分之之百百

7、最最大大調(diào)調(diào)幅幅時(shí)時(shí)未未調(diào)調(diào)幅幅時(shí)時(shí),1)(10aaammm1ma 1ma （1 1）由單一頻率信號(hào)調(diào)幅）由單一頻率信號(hào)調(diào)幅 (1cos)cos11coscos()cos()22AMcmaccmcacacuUmttUtmtmt 可見：可見：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. 調(diào)幅波的頻譜調(diào)幅波的頻譜 調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)c c載波載波調(diào)幅波調(diào)幅波c +上邊頻上邊頻cmaUm21c - 下邊頻下邊頻cmaUm21cmU載載 波波 分分 量量 (c) ：不含傳輸信息：不含傳輸信息上變頻分量上變頻分量 (c+) ：含傳輸信息：含傳輸

8、信息下變頻分量下變頻分量 (c-) ：含傳輸信息：含傳輸信息同樣有三部同樣有三部分頻率成份分頻率成份1coscos11coscos()cos()2211coscos()cos()22AMcmnncncmcncnncnncmcncnncnnnuUmttUtmtmtUtmtmt (2) 限帶信號(hào)的調(diào)幅波限帶信號(hào)的調(diào)幅波max max c c限帶限帶信號(hào)信號(hào) c c載波載波調(diào)幅波調(diào)幅波c c- -max max 下邊頻帶下邊頻帶c c+ +maxmax上邊頻帶上邊頻帶max max max max max max 載載 波波 分分 量量 (c) ：不含傳輸信息：不含傳輸信息上變頻分量上變頻分量 (c

9、+n) ：含傳輸信息：含傳輸信息下變頻分量下變頻分量 (c-n) ：含傳輸信息：含傳輸信息 由于：由于： 相加器相加器 乘法器乘法器AMu直流直流cu u 乘法器乘法器 相加器相加器 uAMucu4. AM信號(hào)的產(chǎn)生原理框圖信號(hào)的產(chǎn)生原理框圖So: 要完成要完成AM調(diào)制，其核心部分是實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)與載波相乘。調(diào)制，其核心部分是實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)與載波相乘。tUtmtUttmUuccmaccmcacmAMcoscoscoscoscos1212cmcUPR 22m1224acacm UmPPPR 上上邊邊下下邊邊 212accAMmPPPPP下下邊邊上上邊邊22am 載載波波功功率率雙雙邊邊帶帶功功率率2

10、2222212aaaammmm 平平均均總總功功率率雙雙邊邊帶帶功功率率(2) 上、下邊帶的平均功率：上、下邊帶的平均功率： (3) 在調(diào)制信號(hào)一周期內(nèi)，調(diào)幅信號(hào)輸出的平均總功率：在調(diào)制信號(hào)一周期內(nèi)，調(diào)幅信號(hào)輸出的平均總功率： (4) 邊帶功率，載波功率與平均功率之間的關(guān)系：邊帶功率，載波功率與平均功率之間的關(guān)系： (1) R上消耗的載波功率：上消耗的載波功率： 5. 調(diào)制波的功率調(diào)制波的功率 設(shè)調(diào)幅波傳輸信號(hào)至負(fù)載電阻設(shè)調(diào)幅波傳輸信號(hào)至負(fù)載電阻R上，那么調(diào)幅波各分量功率為：上，那么調(diào)幅波各分量功率為： 分析：分析：有用信息只攜帶在邊頻帶內(nèi)，而載波本身并不攜帶信息，但有用信息只攜帶在邊頻帶內(nèi)，

11、而載波本身并不攜帶信息，但它的功率卻占了整個(gè)調(diào)幅波功率的絕大部分，因而調(diào)幅波的功率浪它的功率卻占了整個(gè)調(diào)幅波功率的絕大部分，因而調(diào)幅波的功率浪費(fèi)大，效率低。費(fèi)大，效率低。如當(dāng)如當(dāng)100%調(diào)制時(shí)調(diào)制時(shí)(ma=1) ，雙邊帶功率為載波功率的，雙邊帶功率為載波功率的1/2，只占用了調(diào)幅波功率的，只占用了調(diào)幅波功率的1/3。 但但AM波調(diào)制方便，解調(diào)方便，便于接收。波調(diào)制方便，解調(diào)方便，便于接收。22am 載載波波功功率率雙雙邊邊帶帶功功率率22222212aaaammmm 平平均均總總功功率率雙雙邊邊帶帶功功率率 在在AM調(diào)制過程中，如果調(diào)制過程中，如果將載波分量抑制將載波分量抑制就形成就形成抑制載

12、波抑制載波的雙邊帶信號(hào)的雙邊帶信號(hào)，簡(jiǎn)稱雙邊帶信號(hào)，它可以，簡(jiǎn)稱雙邊帶信號(hào)，它可以用載波和調(diào)制信號(hào)用載波和調(diào)制信號(hào)直接相乘得到直接相乘得到，即：，即：coscos1cos()cos()2DSBmcmcmcmccukUUttkUUtt coscos1cos()cos()2DSBcmnncncmncnncnnnukUUttkUUtUt 若調(diào)制信號(hào)為單一頻率信號(hào)：若調(diào)制信號(hào)為單一頻率信號(hào)： 若調(diào)制信號(hào)為限帶信號(hào)：若調(diào)制信號(hào)為限帶信號(hào)： )()(tutkuucDSB 6. 雙邊帶（雙邊帶（double side band，DSB）調(diào)幅信號(hào)）調(diào)幅信號(hào) （1） 數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式（2）波形與頻譜）波形與

13、頻譜tU cos(1) DSB信號(hào)的包絡(luò)隨調(diào)制信號(hào)信號(hào)的包絡(luò)隨調(diào)制信號(hào) 變化變化 。(2) DSB信號(hào)載波的相位反映了調(diào)制信號(hào)的極性，信號(hào)載波的相位反映了調(diào)制信號(hào)的極性，即在調(diào)制信號(hào)負(fù)半周時(shí)，已調(diào)即在調(diào)制信號(hào)負(fù)半周時(shí)，已調(diào)波高頻與原載波反相。波高頻與原載波反相。因此嚴(yán)格地說，因此嚴(yán)格地說，DSB信號(hào)已非單純的振幅調(diào)制信號(hào)，而是信號(hào)已非單純的振幅調(diào)制信號(hào)，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號(hào)既調(diào)幅又調(diào)相的信號(hào)。高頻振蕩的相位在。高頻振蕩的相位在f(t)=0瞬間有瞬間有180o突變。突變。(3) DSB波的頻譜成份中抑制了載波分量，全部功率為邊帶占有，功率利用率波的頻譜成份中抑制了載波分量，全部功率為邊帶占有，

14、功率利用率高于高于AM波。波。maxmax22FB (4) 占用頻帶占用頻帶 調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào) 載波載波c 上邊頻上邊頻下邊頻下邊頻c c- -max max c c+ +maxmax1( )cos()cos()2DSBmcmccutkUUtt 1( )cos()2cos()SSBUmcmccutkUUtUt 1( )cos()2cos()SSBLmcmccutkUUtUt 單邊帶單邊帶(SSB)信號(hào)：信號(hào)：由雙邊帶調(diào)幅信號(hào)中取出其中的任一個(gè)邊帶由雙邊帶調(diào)幅信號(hào)中取出其中的任一個(gè)邊帶部分，即可成為單邊帶調(diào)幅信號(hào)。部分，即可成為單邊帶調(diào)幅信號(hào)。其單頻調(diào)制時(shí)表示式為：其單頻調(diào)制時(shí)表示式為：上邊帶信

15、號(hào)：上邊帶信號(hào)：下邊帶信號(hào)：下邊帶信號(hào)：7. 單邊帶單邊帶( single side band，SSB)信號(hào)信號(hào) 為節(jié)約頻帶，提高系統(tǒng)功率和帶寬效率，常采用單邊帶調(diào)制系統(tǒng)為節(jié)約頻帶，提高系統(tǒng)功率和帶寬效率，常采用單邊帶調(diào)制系統(tǒng) 。max max 限帶限帶信號(hào)信號(hào)c c載波載波c c- -max max 下邊頻帶信號(hào)下邊頻帶信號(hào) c c+ +maxmax上邊頻帶信號(hào)上邊頻帶信號(hào)c c+ +maxmaxc c- -max max 單音調(diào)制的單音調(diào)制的SSB信號(hào)波形信號(hào)波形 uSSB(t)0tfc FU1( )cos()2cos()SSBUmcmccutkUUtUt 上邊帶信號(hào)：上邊帶信號(hào)： 調(diào)調(diào)頻

16、頻調(diào)調(diào)幅幅信信號(hào)號(hào)調(diào)調(diào)相相調(diào)調(diào)幅幅信信號(hào)號(hào)純純調(diào)調(diào)幅幅信信號(hào)號(hào),)sinsincos(cos:,coscos:cos)cos1 (:ttttUuSSBttUkUuDSBttmUuAMccSSBccDSBccAM 8. 振幅調(diào)制電路的功能振幅調(diào)制電路的功能分析：三種信號(hào)都有一個(gè)調(diào)制信號(hào)和載波的乘積項(xiàng)，所以振幅調(diào)制分析：三種信號(hào)都有一個(gè)調(diào)制信號(hào)和載波的乘積項(xiàng)，所以振幅調(diào)制電路的實(shí)現(xiàn)是以乘法器為核心的電路的實(shí)現(xiàn)是以乘法器為核心的線性頻譜搬移電路線性頻譜搬移電路。輸入：調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)輸入：調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)輸出：調(diào)幅信號(hào)輸出：調(diào)幅信號(hào)高電平調(diào)制高電平調(diào)制：功放和調(diào)制同時(shí)進(jìn)行，一般在大信號(hào)下工作，要

17、兼：功放和調(diào)制同時(shí)進(jìn)行，一般在大信號(hào)下工作，要兼顧輸出功率、效率和調(diào)制線性的要求。顧輸出功率、效率和調(diào)制線性的要求。主要用于主要用于AM信號(hào)。信號(hào)。低電平調(diào)制低電平調(diào)制：先調(diào)制后功放，調(diào)制低功率在下進(jìn)行，輸出功率、：先調(diào)制后功放，調(diào)制低功率在下進(jìn)行，輸出功率、效率不是主要技術(shù)指標(biāo)；提高調(diào)制線性，減小不需要的分量的產(chǎn)效率不是主要技術(shù)指標(biāo)；提高調(diào)制線性，減小不需要的分量的產(chǎn)生和提高濾波性能。生和提高濾波性能。主要用于主要用于DSB、SSB以及以及FM信號(hào)信號(hào)。9. 振幅調(diào)制電路的分類振幅調(diào)制電路的分類10. 振幅調(diào)制電路的基本組成原理振幅調(diào)制電路的基本組成原理一般，振幅調(diào)制電路由輸入回路、非線性器

18、件和帶通濾波器一般，振幅調(diào)制電路由輸入回路、非線性器件和帶通濾波器三部分組成。三部分組成。輸入回路輸入回路：將載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)直接耦合或相加后直接：將載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)直接耦合或相加后直接加到非線性器件上。加到非線性器件上。非線性器件（二極管、三極管、乘法器）：非線性器件（二極管、三極管、乘法器）：產(chǎn)生新的頻率。產(chǎn)生新的頻率。二極管和乘法器多用于低電平振幅調(diào)制；三極管多用于高二極管和乘法器多用于低電平振幅調(diào)制；三極管多用于高電平振幅調(diào)制。電平振幅調(diào)制。帶通濾波器：帶通濾波器：取出調(diào)幅波的頻率成分，抑制不需要的頻率取出調(diào)幅波的頻率成分，抑制不需要的頻率成分。成分。u2K(t)ttu2正半周：正

19、半周：D導(dǎo)通導(dǎo)通u2負(fù)半周：負(fù)半周：D截止截止121( )( )ddLiu tu trR 0di 22221211222()coscos 3cos 5.23512(-1)cos(21)2(21)nnKttttntn 周期方波周期方波開關(guān)函數(shù)開關(guān)函數(shù)221( )0()0( )0utKtut 121()( )( )ddLiKtu tutrR +- -Du2+- -RLu15.2 二極管調(diào)幅電路二極管調(diào)幅電路 0. 開關(guān)函數(shù)開關(guān)函數(shù)22221211222()coscos3cos5.23512(-1)cos(21)2(21)nnKttttntn 121()( )( )ddLiKtu tutrR +-

20、-Du2+- -RLu1222112211222coscos3cos5.235(coscos)ddLmmitttrRUtUt id 的頻譜成份的頻譜成份： 12212121.,2.3.214.2nn 5 5. .直直流流222112211222coscos3cos5.235(coscos)ddLmmitttrRUtUt 設(shè)設(shè): :tUum costUuccmc cos mcmUU ()ddcdig Kt u ()LdLdLcdui Zg Z Kt u 10()00cccuKtu tUtUuccmmd coscos 且且: :回路電流回路電流: : LddZrg 1而而: : 122coscos

21、3.coscos23LdLccmcmcug ZttUtUt id 的頻譜成份：的頻譜成份： ,221cccnn c 2 c 3 c c c B=2Duuc+- -+- -RLLCid+- -uL+- -udZL1. 單二極管開關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路（產(chǎn)生單二極管開關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路（產(chǎn)生AM信號(hào)）信號(hào)）為一個(gè)為一個(gè)AM信號(hào)信號(hào)LddoRrg1 011( )coscoscos2141coscos21coscosLdocmLcdomLccmdocmLccmcu tg U Rtg URttUg U RttUUmtt 而諧振時(shí)的負(fù)載電阻為而諧振時(shí)的負(fù)載電阻為RL，則輸出電壓為，則輸出電壓為uL(t)。如果選頻回路

22、工作在如果選頻回路工作在c 處，且?guī)挒樘?，且?guī)挒锽 = 2。 c 2 c 3 c c c B=2 122coscos3.coscos23LdLccmcmcug ZttUtUt 上半部分與下半部分電路對(duì)稱上半部分與下半部分電路對(duì)稱(1) 電路結(jié)構(gòu)：電路結(jié)構(gòu)：2. 二極管平衡調(diào)幅電路二極管平衡調(diào)幅電路mcmccmcmUUtUutUu 且且 coscos121()( )( )21()( )( )2ccdLccdLiKtu tutrRiKtu tutrR 而而 10()00cccuKtu (2) 工作原理分析：工作原理分析：122( )()22cos122coscos3.223cdLmccdLut

23、iiiKtrRUtttrR 121()( )( )21()( )( )2ccdLccdLiKtu tutrRiKtu tutrR i 的頻譜成份：的頻譜成份： ,.)2 , 1 , 0()12(nnc c+ c-3c+3c-調(diào)幅波，為，若經(jīng)過濾波，DSBcoscos24ttRrURuiRucLdmLLLL二極管平衡調(diào)制器波形二極管平衡調(diào)制器波形 i1 i2(a)i20t(b)(d)(c)uot00ti10tuD1uD2i2i100t uuVD1VD32C2LRLT2VD4VD2T3T1在平衡電路的基礎(chǔ)上，增加兩個(gè)二極在平衡電路的基礎(chǔ)上，增加兩個(gè)二極管管D3、D4使電路中四個(gè)二極管首尾相使電路中

24、四個(gè)二極管首尾相接。接。T1的初次級(jí)匝數(shù)比為的初次級(jí)匝數(shù)比為1:2，T2為為2:1，T3為為1:1。 3241VDVDVDVD構(gòu)成環(huán)形，構(gòu)成環(huán)形， mccmccmmcoscosuUtuUtUU 設(shè)：設(shè)：3. 二極管環(huán)形調(diào)幅電路（實(shí)現(xiàn)二極管環(huán)形調(diào)幅電路（實(shí)現(xiàn)DSB信號(hào)）信號(hào)） IIVDVDVDVDtuIVDVDVDVDtucc組組成成平平衡衡電電路路截截止止導(dǎo)導(dǎo)通通組組成成平平衡衡電電路路截截止止導(dǎo)導(dǎo)通通,0)(,0)(21434321則有則有 VD1VD32C2LRLT2VD4VD2T3T1+uL- -u+- -u+- -u+- -+ - -uc+ - -uc當(dāng)當(dāng)0)( tuc122( )()

25、2cdLutiiiKtrR 432( )()2cdLutiiiKtrR 0)( tuc當(dāng)當(dāng)LdcLdcRrtutuiRrtutui2)()(2)()(342221222()coscos3cos5.235cKtttt 0100tututKccc122( )()2cdLutiiiKtrR 432( )()2cdLutiiiKtrR 那么在一個(gè)周期內(nèi)平衡電路那么在一個(gè)周期內(nèi)平衡電路I，II在負(fù)載在負(fù)載RL上產(chǎn)生的電流為：上產(chǎn)生的電流為：2( )()()22cos44coscos3.23ccdLmccdLutiiiKtKtrRUtttrR i 的頻率成份：只有組合頻率的頻率成份：只有組合頻率 cn 1

26、2性能更接近理想乘法器。性能更接近理想乘法器。3c- 3c+c- c+雙平衡調(diào)制器電路及波形雙平衡調(diào)制器電路及波形 iL2總結(jié)：總結(jié)：u(t)u(t) 這種調(diào)制是在高頻功率放大器中進(jìn)行的，通常分為這種調(diào)制是在高頻功率放大器中進(jìn)行的，通常分為：AM信號(hào)大都用于無線電廣播，因此多用高電平調(diào)制。信號(hào)大都用于無線電廣播，因此多用高電平調(diào)制。6.3 晶體管調(diào)幅電路晶體管調(diào)幅電路 基極調(diào)幅基極調(diào)幅(Base AM) 集電極調(diào)幅電路集電極調(diào)幅電路(Collector AM)其工作原理就是利用改變某一電極的直流電壓以控制集電其工作原理就是利用改變某一電極的直流電壓以控制集電極高頻電流振幅。極高頻電流振幅。隨著

27、隨著V Vcccc的增加工作狀態(tài)由過壓的增加工作狀態(tài)由過壓臨界臨界欠壓。欠壓。集電極電源電壓集電極電源電壓Vcc變化對(duì)工作狀態(tài)的影響變化對(duì)工作狀態(tài)的影響 （ Vbb、gc、Ubz、Ubm、Rp不變不變ubemax、IQ、c、gd不變）不變）QVCC2QVCC1QVCC3過壓過壓欠壓欠壓0臨臨界界VCCcm1I0cI過壓過壓欠壓欠壓0臨臨界界VCC0cCCIVP ocPPP2ocm112pPIRuceiCiCA3A3MA2A1B3B2B1uBEmaxC3C2C11. 集電極調(diào)幅電路集電極調(diào)幅電路 RbCbVTCCcT1T2T3LiboCb為高頻旁路電容；為高頻旁路電容；Cc對(duì)高頻對(duì)高頻旁路，對(duì)低

28、頻調(diào)制信號(hào)呈高阻旁路，對(duì)低頻調(diào)制信號(hào)呈高阻抗；抗；Rb為基極自給偏壓電阻。為基極自給偏壓電阻。放大器工作在丙類狀態(tài)放大器工作在丙類狀態(tài)，集電集電極電路中除直流電壓極電路中除直流電壓VCT外，還外，還串有調(diào)制信號(hào)：串有調(diào)制信號(hào)：( )cosmutUt cosCCCTVVUt 集電極有效動(dòng)態(tài)電源為集電極有效動(dòng)態(tài)電源為： +uc- -+u- -+uo- -+VCTVCCicicuCE VcTu(t)ic tiC1(t) t Vcc tuBEmaxVcc欠壓區(qū)欠壓區(qū)過壓區(qū)過壓區(qū)臨界區(qū)臨界區(qū)Ic1Ico波形分析波形分析1. 綜合供電電壓越低，飽和越深，綜合供電電壓越低，飽和越深，過壓越嚴(yán)重；過壓越嚴(yán)重；

29、2. ic的波形：的波形：ic波形下凹，過壓越深，下凹越嚴(yán)重；波形下凹，過壓越深，下凹越嚴(yán)重；當(dāng)當(dāng) 達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，達(dá)到臨界。達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，達(dá)到臨界。cosCCCTVVUt cosCCCTVVUt * 問題：?jiǎn)栴}：VcT 時(shí)，進(jìn)入嚴(yán)重過壓，時(shí)，進(jìn)入嚴(yán)重過壓，Ic1m VcT 時(shí)，進(jìn)入欠壓，時(shí)，進(jìn)入欠壓， Ic1m 變化緩慢。變化緩慢。調(diào)制特性不理想調(diào)制特性不理想00(1cos)cc TaIImt11(1cos)c mc TaIImt( )(1cos)cccTcTaVVutVmt macTUmV （1）載波狀）載波狀態(tài)時(shí)態(tài)時(shí)( )0u t 0011cccTcc Tc mc TVVIIII 00(1

30、cos)cc TaIImt 11(1cos)c mc TaIImt (1cos)cccTaVVmt （2）調(diào)幅波）調(diào)幅波峰時(shí)峰時(shí)cos1t 0011(1)(1)(1)cccTacc Tac mc TaVVmIImIIm00(1cos)cc TaIImt11(1cos)c mc TaIImt(1cos)cccTaVVmt（3）調(diào)制信號(hào)一個(gè)周期內(nèi)：）調(diào)制信號(hào)一個(gè)周期內(nèi)：0av00011()(1cos) ()22ccc Tac TII dtImt dtI 212cos1cos12121202000aTTccTaTccTaTcacTcccavmPIVmIVtdtmItmVtdIVP(A) (A) 集電

31、極電源總的輸入功率集電極電源總的輸入功率212121cos121212121222122121aoTapTcpaTcpmcoavmPmRItdRtmItdRIP(B) (B) 調(diào)制一個(gè)周期內(nèi)的平均輸出功率調(diào)制一個(gè)周期內(nèi)的平均輸出功率212122acTaoTToavavcavmPmPPPPP(C) (C) 集電極損耗功率集電極損耗功率(D) (D) 調(diào)制一周期內(nèi)平均集電極效率調(diào)制一周期內(nèi)平均集電極效率: :cTavoavavPP(4) (4) 結(jié)論結(jié)論(A) (A) 集電極調(diào)幅必須工作在過壓區(qū)。集電極調(diào)幅必須工作在過壓區(qū)。21)B(2aoToavmPP供大功率，這是缺點(diǎn)。要大，即調(diào)制信號(hào)要提大功

32、率輸出要求PPPPmPmPPTTaTaTav221)C(22cMacToavavcavPmPPPP21)D(2cTavoavavPP)E(某集電極調(diào)幅電路如圖所示。集電極直流電壓某集電極調(diào)幅電路如圖所示。集電極直流電壓VcT=24V，集電極電流分量，集電極電流分量Ic0=20mA，調(diào)制變壓器次級(jí)的調(diào)制音頻電壓為，調(diào)制變壓器次級(jí)的調(diào)制音頻電壓為 ，集，集電極電平效率電極電平效率 ，回路載波輸出電壓，回路載波輸出電壓 。試求：試求：(1)(1)調(diào)幅指數(shù)調(diào)幅指數(shù) ；(2)(2)輸出調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表示式；輸出調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表示式；(3)(3)直流電源直流電源 提供的直流電平輸入功率；提供的直流電平輸入功率

33、；(4)(4)調(diào)制信號(hào)源調(diào)制信號(hào)源 提供的平均輸入功率；提供的平均輸入功率；(5)(5)有效電源有效電源 提供的總平均輸入功率；提供的總平均輸入功率；(6)(6)載波輸出功率、邊頻輸出功率和總平均輸出功率；載波輸出功率、邊頻輸出功率和總平均輸出功率；(7)(7)集電極最大和最小的瞬時(shí)電壓。集電極最大和最小的瞬時(shí)電壓。3( )16.8sin 210uttV80%cav6( )21.6cos210cu ttVamcTV( )ut( )cTVut和CCLVbb+-+VcTuc(t)uub （Vcc、 Ubm 、gc、Ubz、Rp不變時(shí)，不變時(shí)，V Vbbbb增大增大ubemax、c增加，增加，| |

34、IQ | |、| gd |減?。p?。゜emaxubemaxuVbb增大的含義是從負(fù)電壓增大的含義是從負(fù)電壓向小于向小于Ubz的正電壓變化的正電壓變化隨著隨著Vbb的增加工作狀態(tài)由欠壓的增加工作狀態(tài)由欠壓臨界臨界過壓過壓改變改變Vbb對(duì)工作狀態(tài)的影響對(duì)工作狀態(tài)的影響QVCCuceiCiC A1A2A3A3B2B1B3M欠壓過壓臨界Vbb1cmI0cI欠壓過壓臨界Vbb0cCCIVP 1cmcmo21IVP QQbemaxubemaxuC2C1C3 C1、 C3 為高頻旁路電容為高頻旁路電容C2 為低頻旁路電容為低頻旁路電容( )(1cos)bbBTbTaVVutVmt 特點(diǎn)：基極調(diào)幅電路的調(diào)幅

35、效率較低，特點(diǎn)：基極調(diào)幅電路的調(diào)幅效率較低，輸出波形較差，但所要求基極輸入調(diào)輸出波形較差，但所要求基極輸入調(diào)制信號(hào)的功率較小。制信號(hào)的功率較小。icuCEuBEmax臨界臨界過壓過壓欠壓欠壓UBou(t)UB(t)ic1m(t)uCE tic1 tic tu(t)00(1cos)cc TaIImt 11(1cos)c mc TaIImt 2. 基極調(diào)幅電路基極調(diào)幅電路 mabTUmV 載波狀態(tài)時(shí)載波狀態(tài)時(shí):( )0u t 0011bbbTcc Tc mc TVVIIII 00(1cos)cc TaIImt11(1cos)c mc TaIImt(1cos)bbbTaVVmt00(1cos)cc

36、TaIImt11(1cos)c mc TaIImt(1cos)bbbTaVVmt調(diào)幅波峰時(shí)調(diào)幅波峰時(shí):cos1t 0011(1)(1)(1)bbbTacc Tac mc TaVVmIImIIm 調(diào)制信號(hào)一個(gè)周期內(nèi)：調(diào)制信號(hào)一個(gè)周期內(nèi)：00(1cos)cc TaIImt11(1cos)c mc TaIImt(1cos)bbbTaVVmt(2) 調(diào)制一個(gè)周期內(nèi)的平均輸出功率：調(diào)制一個(gè)周期內(nèi)的平均輸出功率：212121221aoTpmcoavmPtdRIP基極調(diào)幅電路的特點(diǎn)基極調(diào)幅電路的特點(diǎn):必須工作于欠壓區(qū)。必須工作于欠壓區(qū)。載波輸出功率和邊頻功率都由直流電源提供。載波輸出功率和邊頻功率都由直流電

37、源提供。調(diào)制過程中，效率是變化的。調(diào)制過程中，效率是變化的。調(diào)制線性范圍小，只能用于輸出功率小，對(duì)失真調(diào)制線性范圍小，只能用于輸出功率小，對(duì)失真要求不嚴(yán)的發(fā)射機(jī)中。要求不嚴(yán)的發(fā)射機(jī)中。TavPPcTaavm212基極調(diào)幅優(yōu)點(diǎn)：基極調(diào)幅優(yōu)點(diǎn)：對(duì)調(diào)制信號(hào)只要求很小的功率，電對(duì)調(diào)制信號(hào)只要求很小的功率，電路簡(jiǎn)單，有利于整機(jī)的小型化。路簡(jiǎn)單，有利于整機(jī)的小型化?；鶚O調(diào)幅缺點(diǎn)：基極調(diào)幅缺點(diǎn)：因工作在欠壓狀態(tài)，電壓利用系數(shù)因工作在欠壓狀態(tài)，電壓利用系數(shù)和集電極效率較低，管耗很大。和集電極效率較低，管耗很大。與低電平調(diào)幅電路相比，高電平調(diào)幅電路的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)幅與功與低電平調(diào)幅電路相比，高電平調(diào)幅電路的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)幅

38、與功放合一，整機(jī)效率高，可直接產(chǎn)生很大功率輸出的調(diào)幅信號(hào)。放合一，整機(jī)效率高，可直接產(chǎn)生很大功率輸出的調(diào)幅信號(hào)。但也有一些缺點(diǎn)和局限性，一是只能產(chǎn)生普通調(diào)幅信號(hào)，二但也有一些缺點(diǎn)和局限性，一是只能產(chǎn)生普通調(diào)幅信號(hào)，二是調(diào)制線性度差。是調(diào)制線性度差。6.4 模擬相乘器及基本單元電路模擬相乘器及基本單元電路等各種技術(shù)領(lǐng)域。等各種技術(shù)領(lǐng)域。模擬乘法器可應(yīng)用于：模擬乘法器可應(yīng)用于： 測(cè)測(cè)量量設(shè)設(shè)備備自自動(dòng)動(dòng)控控制制通通信信工工程程模模擬擬運(yùn)運(yùn)算算模擬相乘器的基本概念：模擬相乘器的基本概念：具有兩個(gè)輸入端（常稱具有兩個(gè)輸入端（常稱X輸入和輸入和Y輸入）和一個(gè)輸出端（常稱輸入）和一個(gè)輸出端（常稱Z輸出），

39、輸出）， 是一個(gè)三端口網(wǎng)絡(luò)，電路符號(hào)如圖所示。是一個(gè)三端口網(wǎng)絡(luò)，電路符號(hào)如圖所示。 uxuyuzXYZ理想乘法器：理想乘法器： uz(t)=kux(t)uy(t) 式中：式中：k為為增益系數(shù)或標(biāo)度因子增益系數(shù)或標(biāo)度因子， 單位：?jiǎn)挝唬?，k的數(shù)值與乘法器的電路參數(shù)有關(guān)。的數(shù)值與乘法器的電路參數(shù)有關(guān)。 V1V1或或 或或 Z=kXY一、乘法器的工作象限一、乘法器的工作象限 乘法器有四個(gè)工作區(qū)域，可由它的兩個(gè)輸入電壓的極性確定。乘法器有四個(gè)工作區(qū)域，可由它的兩個(gè)輸入電壓的極性確定。 XYXmax-Xmax Ymax-Ymax 輸入電壓可能有四種極性組合：輸入電壓可能有四種極性組合： X Y Z （

40、+） （-） = （-） 第第象限象限 （-） （-） = （+） 第第象限象限 （-） （+） = （-） 第第象限象限 （+） （+） = （+） 第第象限象限兩個(gè)輸入信號(hào)只能為單極性信號(hào)的乘法器為兩個(gè)輸入信號(hào)只能為單極性信號(hào)的乘法器為“單象限乘法器單象限乘法器”；一個(gè)；一個(gè)輸入信號(hào)適應(yīng)兩種極性，而一個(gè)只能是一種單極性的乘法器為輸入信號(hào)適應(yīng)兩種極性，而一個(gè)只能是一種單極性的乘法器為“二象二象限乘法器限乘法器”；兩個(gè)輸入信號(hào)都能適應(yīng)正、負(fù)兩種極性的乘法器為；兩個(gè)輸入信號(hào)都能適應(yīng)正、負(fù)兩種極性的乘法器為“四四象限乘法器象限乘法器”。 二、理想乘法器的基本性質(zhì)二、理想乘法器的基本性質(zhì) 1、乘法器

41、的靜態(tài)特性、乘法器的靜態(tài)特性（1） 0000ZYXZYX時(shí)，為任意值，為任意值時(shí)，當(dāng)（3）當(dāng)）當(dāng)X=Y或或X=-Y，Z=KX2或或Z=-KX2， 輸出與輸入是平方律特性（非線性）。輸出與輸入是平方律特性（非線性）。XYX=YX=-Y 2、乘法器的線性和非線性、乘法器的線性和非線性理想乘法器屬于非線性器件還是理想乘法器屬于非線性器件還是線性器件線性器件取決于取決于兩個(gè)輸入電壓的兩個(gè)輸入電壓的性質(zhì)。性質(zhì)。當(dāng)當(dāng)X或或Y為一恒定直流電壓時(shí)，為一恒定直流電壓時(shí)，Z=KCY=KY，乘法器為一，乘法器為一個(gè)線性交流放大器。個(gè)線性交流放大器。 當(dāng)當(dāng)X和和Y均不定時(shí)，乘法器屬于非線性器件。均不定時(shí)，乘法器屬于非

42、線性器件。 （2）當(dāng)）當(dāng)X=C（常數(shù)），（常數(shù)），Z=KCY=KY，Z與與Y成正比（線性關(guān)系）成正比（線性關(guān)系）XYC0C0 基本電路結(jié)構(gòu)基本電路結(jié)構(gòu)是一個(gè)恒流源差分放大電路，不同之處是一個(gè)恒流源差分放大電路，不同之處在于恒流源管在于恒流源管VT3的基極輸入了信號(hào)的基極輸入了信號(hào)uy(t)，即恒流源電流即恒流源電流Io受受uy(t)控制?？刂啤?三、模擬相乘器的基本單元電路三、模擬相乘器的基本單元電路 1、二象限變跨導(dǎo)模擬相乘器、二象限變跨導(dǎo)模擬相乘器ECRCRCVT3VT2VT1uyuxREube1ube2ic2ic1Ioube3由圖可知：由圖可知： ux = ube1 - ube2 根據(jù)晶

43、體三極管特性，根據(jù)晶體三極管特性，VT1、VT2集集電極電流為：電極電流為： TBE1Se1c1UuIii/e TBE2Se2c2UuIii/e VT3的集電極電流可表示為：的集電極電流可表示為：)e1 ()1 (/Txe1e1e2e1e2e1oUuiiiiiiI 可得：可得：)11/Txooe12th(2TUu IeIiUux同理可得：同理可得： )1 1/Txooe22th(2TUu IeIiUux式中，式中， 為雙曲正切函數(shù)。為雙曲正切函數(shù)。 )2(TxthUuTxUu2oIic1ic2Io 0-3321-1-2uo差分輸出電流差分輸出電流io為為:)Txoc2c1od2th(UuIii

44、i 可以看出，當(dāng)可以看出，當(dāng)ux 0） E3yoRuuIbe 輸出電壓輸出電壓uo為為 : xbe3ETCyxETCxCmodo22uuRURuuRURuRgRiuC差分放大電路的跨導(dǎo)差分放大電路的跨導(dǎo)gm為為: Toxodm2UIuig由于由于uy控制了差分電路的跨導(dǎo)控制了差分電路的跨導(dǎo)gm，使輸出，使輸出uo中含有中含有uxuy相乘項(xiàng)，故稱為相乘項(xiàng)，故稱為變跨導(dǎo)乘法器。變跨導(dǎo)乘法器。 變跨導(dǎo)乘法器輸出電壓變跨導(dǎo)乘法器輸出電壓uo中存在非相乘項(xiàng)，中存在非相乘項(xiàng)，而且要求而且要求uyube3，只能實(shí)現(xiàn)二象限相乘。，只能實(shí)現(xiàn)二象限相乘。 ECRCRCVT3VT2VT1uyuxREube1ube2

45、ic2ic1Ioube3uoRcRcEcVT1VT2VT3VT4VT5VT6Io基本電路結(jié)構(gòu)基本電路結(jié)構(gòu) VT1，VT2，VT3，VT4為雙平衡的差分對(duì)，為雙平衡的差分對(duì)，VT5，VT6差分對(duì)分別作為差分對(duì)分別作為VT1，VT2和和VT3，VT4雙差分對(duì)雙差分對(duì)的射極恒流源的射極恒流源。 四、四、 吉爾伯特（吉爾伯特（Gilbert）乘法器）乘法器1、Gilbert乘法單元電路乘法單元電路是一種四象限乘法器，也是大多數(shù)集成乘法器的基礎(chǔ)電路。是一種四象限乘法器，也是大多數(shù)集成乘法器的基礎(chǔ)電路。VT1VT2VT3VT4VT5VT6RcRcEcVT1VT2VT3 VT4VT5VT6Io 工作原理分析

46、工作原理分析 根據(jù)差分電路的工作原理：根據(jù)差分電路的工作原理： TyoTxTxUuthIiiUuthiiiUuthiii22265634521 又因輸出電壓：又因輸出電壓：TyTxcoTxccccBAoUuthUuthRIUuthRiiRiiiiRiiiiRiiu222)()()()()()(6534214231+ux-+uy-+uo-iAiBi2i1i3i4i5i6當(dāng)輸入為小信號(hào)并滿足：當(dāng)輸入為小信號(hào)并滿足：TyTyTxTxTyTxUuUuthUuUuthmVUumVUu22222626TyTxcooUuthUuthRIu22RcRcEcVT1VT2VT3 VT4VT5VT6Io+ux-+u

47、y-+uo-iAiBi2i1i3i4i5i6yxyxTcoouKuuuURIu24 而標(biāo)度因子而標(biāo)度因子24TcoURIK 分析：分析：只有當(dāng)輸入信號(hào)較小時(shí)，只有當(dāng)輸入信號(hào)較小時(shí)，具有較理想的相乘作用，具有較理想的相乘作用，ux，uy 均可取正、負(fù)兩極性，故為四象均可取正、負(fù)兩極性，故為四象限乘法器電路，但因其線性范圍限乘法器電路，但因其線性范圍小，不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。小，不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。 VT5VT6RyIoyIoyRcRcEcVT1VT2VT3 VT4VT5VT6RyVT5VT6Ry2、具有射極負(fù)反饋電阻的、具有射極負(fù)反饋電阻的Gilbert乘法器乘法器使用射極負(fù)反饋電路使用射

48、極負(fù)反饋電路Ry，可擴(kuò)展可擴(kuò)展uy的線性范圍，的線性范圍，Ry取值應(yīng)遠(yuǎn)大于晶體取值應(yīng)遠(yuǎn)大于晶體管管T5 ,T6 的發(fā)射極電阻，即有的發(fā)射極電阻，即有oyeyoyeyIrRIrRmV26;mV2665 當(dāng)加入信號(hào)當(dāng)加入信號(hào)uy時(shí)，流過時(shí)，流過Ry的電流的電流為：為： YyeeYyYRurrRui 65iAiB+ux-+uo-iY有有 Yoy6Yoy5iIiiIiYyYRuiii2265 TxyycTxccBAoUuthuRRUuthRiiRiiu222)()(65+uy-iYi5i6+uy-考慮考慮 Yoy6Yoy5iIiiIi如果如果ux0，二極管導(dǎo)通；二極管導(dǎo)通；當(dāng)當(dāng)uD= ui- uo50

49、)3533115231 tg3333RrRgdd 代入上式可得：代入上式可得：ttmUucaimi cos)cos1( )cos1()(tmUKtuaimdo cosKRd（2）檢波的等效輸入電阻）檢波的等效輸入電阻idR峰值檢波器常作超外差接收機(jī)峰值檢波器常作超外差接收機(jī)中放末級(jí)的負(fù)載中放末級(jí)的負(fù)載，故其輸入阻抗對(duì)前級(jí)故其輸入阻抗對(duì)前級(jí)的有載的有載Q值及回路阻抗有直接影響值及回路阻抗有直接影響，這也是峰值檢波器的主要缺點(diǎn)。這也是峰值檢波器的主要缺點(diǎn)。討論：討論： 當(dāng)當(dāng)VD和和R確定后，確定后，即即為恒定值，與輸入信號(hào)大小無關(guān)，為恒定值，與輸入信號(hào)大小無關(guān)，亦即檢波效率恒定，與輸入信號(hào)的值無關(guān)

50、。表明輸入已調(diào)波的包絡(luò)亦即檢波效率恒定，與輸入信號(hào)的值無關(guān)。表明輸入已調(diào)波的包絡(luò)與輸出信號(hào)之間為線性關(guān)系，故稱為線性檢波與輸出信號(hào)之間為線性關(guān)系，故稱為線性檢波 則輸出信號(hào)為：則輸出信號(hào)為： 當(dāng)當(dāng)1 dK1 dK但但理想值理想值50 gR9 . 0 dK一般當(dāng)一般當(dāng)，一般計(jì)算方法為：一般計(jì)算方法為：當(dāng)輸入信號(hào)為：當(dāng)輸入信號(hào)為：3333RrRgDd 檢波器的輸入電阻檢波器的輸入電阻Rid是為研究檢波器對(duì)是為研究檢波器對(duì)其輸入諧振回路影響的大小而定義的，其輸入諧振回路影響的大小而定義的，因而，因而，Rid是對(duì)載波頻率信號(hào)呈現(xiàn)的參量是對(duì)載波頻率信號(hào)呈現(xiàn)的參量。若設(shè)輸入信號(hào)為等幅載波信號(hào)若設(shè)輸入信號(hào)為

51、等幅載波信號(hào):tUucimi cos +-uo中放末級(jí)中放末級(jí)RsVDRCsCLsisRid+-uiKdUimui(t)t忽略二極管導(dǎo)通電阻忽略二極管導(dǎo)通電阻rd上的損耗功率，由上的損耗功率，由能量守恒原則，檢波器輸入端的高頻功率能量守恒原則，檢波器輸入端的高頻功率 id2im2RURUK2im2d全部轉(zhuǎn)換為輸出端負(fù)載電阻全部轉(zhuǎn)換為輸出端負(fù)載電阻R上消耗的功上消耗的功率率 即有即有 RUKRU2im2did2im2 又因又因Kd=cos 1 RR21id 所以所以 (1) 惰性失真惰性失真二極管峰值型檢波器中存在著兩種特有失真：二極管峰值型檢波器中存在著兩種特有失真： 惰性失真惰性失真底部切割

52、失真底部切割失真為了提高檢波效率和濾波效果，（為了提高檢波效率和濾波效果，（C越大，高頻波紋越?。?，總希望越大，高頻波紋越?。?，總希望選取較大的選取較大的R、C值，但值，但如果如果R、C 取值過大，使取值過大，使R、C的放電時(shí)間常數(shù)的放電時(shí)間常數(shù)= RC 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)，會(huì)造成包絡(luò)下降速度時(shí)，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，輸出波形不隨輸入信號(hào)包絡(luò)而變化，從而產(chǎn)生失真，這種失真是由于這種失真是由于電容放電惰性引起的，故稱為惰性失真。電容放電惰性引起的，故稱為惰性失真。(2) 產(chǎn)生惰性失真的原因：產(chǎn)生惰性失真的原

53、因：輸入輸入AM信號(hào)包絡(luò)的變化率信號(hào)包絡(luò)的變化率RC放電的速率放電的速率(3) 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)的變化率，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：即：ttUtuAMC )(tui(t)與與uc(t)uc(t)ui(t)3. 檢波器的失真檢波器的失真 另外，另外，在二極管截止瞬間，電容兩端所保持的電壓近似等于輸入信號(hào)在二極管截止瞬間，電容兩端所保持的電壓近似等于輸入信號(hào)的峰值。的峰值。即即ttmUuaimi0cos)cos1( )cos1()(tmUtUaimAM 1sin)(tUmttU

54、imaAM )cos1(tmUuaimC RCttaimCetmUtu1)cos1()(1 )cos1(111tmURCtuaimttC 11sin)cos1(1tmUmtmURCaimaim 若設(shè)輸入信號(hào)若設(shè)輸入信號(hào)AM信號(hào)：信號(hào)： 包絡(luò)信號(hào)為：包絡(luò)信號(hào)為：在在t1時(shí)刻包絡(luò)時(shí)刻包絡(luò)的的變化率變化率:那么電容那么電容C通過通過R放電的電壓關(guān)系為：放電的電壓關(guān)系為： 時(shí)刻不產(chǎn)生惰性失真的條件為：時(shí)刻不產(chǎn)生惰性失真的條件為：1t所以要求在所以要求在(4)分析：分析：則有：則有：1cos1sin11 tmtmRCAaa1t)(tUAMCu實(shí)際上不同的實(shí)際上不同的 ，和和下降速度不同。下降速度不同。為

55、為在任何時(shí)刻都避免產(chǎn)生惰性失真，在任何時(shí)刻都避免產(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1max A故令故令:0 dtdA 0cos1sincos)cos1(22222 tmtRCmttmmRCdtdAaaaa即：即：;cosamt 221cos1sinamtt 可解得：可解得：aammRC 21有有實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)際應(yīng)用中，由于調(diào)制信號(hào)總占有一定的頻帶由于調(diào)制信號(hào)總占有一定的頻帶(minmax)，并且各頻，并且各頻率分量所對(duì)應(yīng)的調(diào)制系數(shù)率分量所對(duì)應(yīng)的調(diào)制系數(shù)ma也不相同，設(shè)計(jì)檢波器時(shí)，應(yīng)該用最大調(diào)也不相同，設(shè)計(jì)檢波器時(shí)，應(yīng)該用最大調(diào)制度制度mmax和最高調(diào)制頻率和最高調(diào)制頻

56、率max來檢驗(yàn)有無惰性失真，其檢驗(yàn)公式為來檢驗(yàn)有無惰性失真，其檢驗(yàn)公式為可見，可見，ma，越大，信號(hào)包絡(luò)變化越快，要求越大，信號(hào)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。maxmax2max1mmRC )cos1(tmUaim Uim(1-ma)(5) 底部切割失真底部切割失真1) 原因：一般為了取出低頻調(diào)制信號(hào)，檢波器與后級(jí)低頻放大器的原因：一般為了取出低頻調(diào)制信號(hào)，檢波器與后級(jí)低頻放大器的連接如圖所示，為能有效地傳輸檢波后的低頻調(diào)制信號(hào)，要求：連接如圖所示，為能有效地傳輸檢波后的低頻調(diào)制信號(hào)，要求： Ui mRRRUULDCR UR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

57、變化而產(chǎn)生失真。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)生失真。當(dāng)當(dāng) UR Uim(1-ma)ttmUucaimi cos)cos1( UR或或mindL1CR mindL1 CR 通常通常Cd取值較大取值較大(一般為一般為510F)，在在Cd兩端的直流電壓兩端的直流電壓UDC，大小近似等，大小近似等于載波電壓振幅于載波電壓振幅UDC=KdUim UDC經(jīng)經(jīng)R和和RL分壓后在分壓后在R上產(chǎn)生上產(chǎn)生的直流電壓為：的直流電壓為： 由于由于UR對(duì)對(duì)檢波檢波二極管二極管VD來說相來說相當(dāng)于一個(gè)反向偏置電壓，會(huì)影響當(dāng)于一個(gè)反向偏置電壓，會(huì)影響二極管的工作狀態(tài)。二極管的工作狀態(tài)。 在輸入調(diào)幅

58、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)半周峰值處可能會(huì)低于UR ,顯然，顯然，RL越小，越小，UR分壓值越大，底部切分壓值越大，底部切割割失真越容易產(chǎn)生；另外，失真越容易產(chǎn)生；另外，ma值越大，調(diào)幅波包絡(luò)的振幅值越大，調(diào)幅波包絡(luò)的振幅maUim越大，調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)峰值越大，調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)峰值Uim(1-ma)越小，底部切越小，底部切割割失真也越易產(chǎn)生。失真也越易產(chǎn)生。 后級(jí)放大器后級(jí)放大器ui+-CRLRVDCd+UDC -+-UR+u(t)-要防止這種失真，要求調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)要防止這種失真，要求調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)峰值峰值Uim(1-ma)須大于直流電壓須大于直流電壓UR。即：即：RR

59、RUmUimLaim)1( 避免底部切割失真的條件為：避免底部切割失真的條件為： RRRRRRRRm /LLLa式中：式中：R=RL/R為輸出端的交流負(fù)為輸出端的交流負(fù)載電阻，而載電阻，而R為直流負(fù)載電阻。為直流負(fù)載電阻。 一般：一般： 1)/( idsscLRRCQ (1) 回路有載回路有載LQ要大：這應(yīng)該從選擇性及通頻帶的要求來考慮。要大：這應(yīng)該從選擇性及通頻帶的要求來考慮。cTRC 為高頻載波周期為高頻載波周期cT(2) 為發(fā)保證輸出的高頻紋波小要求：為發(fā)保證輸出的高頻紋波小要求：cRC 1 即即 4. 檢波器設(shè)計(jì)及元件參數(shù)的選擇檢波器設(shè)計(jì)及元件參數(shù)的選擇 (3) 為了減少輸出信號(hào)的頻率

60、失真（輸出信號(hào)為一個(gè)低頻限帶信號(hào)）為了減少輸出信號(hào)的頻率失真（輸出信號(hào)為一個(gè)低頻限帶信號(hào)）要求：要求：不影響下限頻率不影響上限頻率ddLCCRCRCminmax11 min maxmaxmax2maxmm1RC (4) 為了避免惰性失真：要求：為了避免惰性失真：要求：LLRRRm RRRL/(5) 為了避免底部切割失真：為了避免底部切割失真：或或+-u中放末級(jí)中放末級(jí)RidRLCVDRCsLsRsisCd1. 小信號(hào)檢波概念小信號(hào)檢波概念輸入高頻信號(hào)的振幅小于輸入高頻信號(hào)的振幅小于0.2V，利用二極管伏安特性的，利用二極管伏安特性的彎曲部彎曲部分分進(jìn)行頻率變換，然后通過低通濾波器實(shí)現(xiàn)檢波。進(jìn)行