高頻電子線路第五章

1、第5章 振幅調(diào)制、解調(diào)及混頻 n 調(diào)制的必要性：調(diào)制的必要性：可實現(xiàn)有效地發(fā)射，可實現(xiàn)有選擇地接收。可實現(xiàn)有效地發(fā)射，可實現(xiàn)有選擇地接收。n 調(diào)制的方式和分類：調(diào)制的方式和分類：t 按載波按載波的不同可分為脈沖調(diào)制、正弦調(diào)制和對光波進行的光強度調(diào)制等。t 按調(diào)制信號按調(diào)制信號的形式可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。調(diào)制信號為模擬信號的稱為模擬調(diào)制，調(diào)制信號為數(shù)字信號的稱為數(shù)字調(diào)制。t 正弦波調(diào)制有幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制三種基本方正弦波調(diào)制有幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制三種基本方式式，后兩者合稱為角度調(diào)制。n 調(diào)制是一種非線性過程。調(diào)制是一種非線性過程。載波被調(diào)制后將產(chǎn)生新的頻率分量，通常它們分

2、布在載波頻率的兩邊，并占有一定的頻帶。5.1 概述頻譜搬移電路的特性頻譜搬移電路的特性 非線性電路具有頻率變換的功能，即通過非線性器件非線性電路具有頻率變換的功能，即通過非線性器件相乘的作用產(chǎn)生與輸入信號波形的頻譜不同的信號。相乘的作用產(chǎn)生與輸入信號波形的頻譜不同的信號。 當(dāng)頻率變換前后，信號的頻譜結(jié)構(gòu)不變，只是將信號當(dāng)頻率變換前后，信號的頻譜結(jié)構(gòu)不變，只是將信號頻譜無失真在頻率軸上搬移，則稱之為線性頻率變換，具頻譜無失真在頻率軸上搬移，則稱之為線性頻率變換，具有這種特性的電路稱之為頻譜搬移電路。如下圖所示有這種特性的電路稱之為頻譜搬移電路。如下圖所示非線性器 件主振帶通f0, 2Fmax調(diào)制

3、信號f0ff0fmaxf02f0ff0f2) 2) 從頻譜結(jié)構(gòu)看，上述頻率從頻譜結(jié)構(gòu)看，上述頻率變換電路都只是對輸入信號變換電路都只是對輸入信號頻譜實行橫向搬移而不改變頻譜實行橫向搬移而不改變原來的譜結(jié)構(gòu)，因而都屬于原來的譜結(jié)構(gòu)，因而都屬于所謂的線性頻率變換。所謂的線性頻率變換。1) 1) 它們的實現(xiàn)框圖幾乎它們的實現(xiàn)框圖幾乎是相同的，都是利用非線是相同的，都是利用非線性器件對輸入信號頻譜實性器件對輸入信號頻譜實行變換以產(chǎn)生新的有用頻行變換以產(chǎn)生新的有用頻率成分后，濾除無用頻率率成分后，濾除無用頻率分量。分量。3) 3) 頻譜的橫向平移從時域頻譜的橫向平移從時域角度看相當(dāng)于輸入信號與一角度看相

4、當(dāng)于輸入信號與一個參考正弦信號相乘，而平個參考正弦信號相乘，而平移的距離由此參考信號的頻移的距離由此參考信號的頻率決定，它們可以用乘法電率決定，它們可以用乘法電路實現(xiàn)。路實現(xiàn)。 混頻原理混頻原理非線性器 件本振帶通fi, 2Fmax高放f0f到中放fi=fO-fSfSffiffif (1) 調(diào)制：調(diào)制：用調(diào)制信號去控制載波信號的某一個參量的過程用調(diào)制信號去控制載波信號的某一個參量的過程。 定義：定義：信號信號 載波信號：（等幅）高頻振蕩信號載波信號：（等幅）高頻振蕩信號 正弦波正弦波 方波方波 三角波三角波 )tcos(Uuooo鋸齒波鋸齒波調(diào)制信號：調(diào)制信號：需要傳輸?shù)男盘栃枰獋鬏數(shù)男盘枺ㄔ?/p>

5、始信號）（原始信號） 語言語言圖像圖像 tcosUu密碼密碼已調(diào)信號（已調(diào)波）：經(jīng)過調(diào)制后的高頻信號（已調(diào)信號（已調(diào)波）：經(jīng)過調(diào)制后的高頻信號（射頻信號射頻信號）振幅調(diào)制振幅調(diào)制解調(diào)（檢波解調(diào)（檢波)混頻（變頻）混頻（變頻）屬于屬于 頻譜線性搬移電路頻譜線性搬移電路 (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)制信號的過程。，即從已調(diào)波中恢復(fù)原調(diào)制信號的過程。(6)振幅調(diào)制分三種方式：振幅調(diào)制分三種方式： (SSB)(DSB) (AM)單邊帶調(diào)制抑抑制制載載波波雙雙邊邊帶帶調(diào)調(diào)制制標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)幅幅度度調(diào)調(diào)制制 （5）相位調(diào)制：）相位調(diào)制：調(diào)制信號控制載波相位調(diào)制信號控制載波相位

6、，使，使已調(diào)波的相位隨調(diào)已調(diào)波的相位隨調(diào) 制信號線變化。制信號線變化。 （4）頻率調(diào)制：）頻率調(diào)制：調(diào)制信號控制載波頻率調(diào)制信號控制載波頻率，使，使已調(diào)波的頻率隨調(diào)制已調(diào)波的頻率隨調(diào)制 信號線性變化。信號線性變化。（3）振幅調(diào)制：由）振幅調(diào)制：由調(diào)制信號去控制載波振幅調(diào)制信號去控制載波振幅，使，使已調(diào)信號的振已調(diào)信號的振 幅幅 隨調(diào)制信號線性變化。隨調(diào)制信號線性變化。5.2 振幅調(diào)制原理及特性一、振幅調(diào)制信號分析（1） 設(shè)：載波信號：設(shè)：載波信號： tUu000cos 調(diào)制信號：調(diào)制信號： tUu cos那么調(diào)那么調(diào) 幅信號（已調(diào)波）可表達為：幅信號（已調(diào)波）可表達為： ttUumAM0cos

7、)( 由于由于調(diào)調(diào) 幅信號的振幅與調(diào)制信號成線性關(guān)系幅信號的振幅與調(diào)制信號成線性關(guān)系，即有：，即有： tUkUtUam cos)(0，式中，式中ak為比例常數(shù)為比例常數(shù)即即 )tcosm(U)tcosUUk(U)t(Uaam 11000式中式中ma為調(diào)制度，為調(diào)制度， 0UUkmaa 常用百分比數(shù)表示。常用百分比數(shù)表示。tcos)tcosm(UuaAM001 一般，實際中傳送的調(diào)制信號并非單一頻率的信號，常為一般，實際中傳送的調(diào)制信號并非單一頻率的信號，常為一個連續(xù)頻譜的限帶信號一個連續(xù)頻譜的限帶信號) t ( f則則ttfkUuaAM001 cos)(1 調(diào)調(diào) 幅幅 波波 的的 分分 析析若

8、將若將 ) (t f分解為分解為 1nnnn)tcos(U)t (f 則有則有 ttmUunnnnAM0101 cos)cos( ，其中：其中： nanUkm 2、調(diào)幅信號波形、調(diào)幅信號波形 波形特點：波形特點： （1）調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律）調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律 與調(diào)制信號波形一致與調(diào)制信號波形一致 (2) 調(diào)幅度調(diào)幅度ma反映了調(diào)幅的強弱程度反映了調(diào)幅的強弱程度， 可以看出：可以看出： 021UUUmminmaxa 一般一般m值越大調(diào)幅越深：值越大調(diào)幅越深： tcos)tcosm(UuaAM001 )tcosm(U)t (Uam 10tcosUu000 tcosUu )m(U

9、Uaomax 1oU)m(UUaomin 1 實實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)幅幅時時百百分分之之百百最最大大調(diào)調(diào)幅幅時時未未調(diào)調(diào)幅幅時時,1m)(1m0maaa1ma 1 am（1）由單一頻率信號調(diào)）由單一頻率信號調(diào) 幅幅 t )cos(mt )cos(mtcosUtcos)tcosm(UuaaaAM 00000021211 含含傳傳輸輸信信息息下下邊邊頻頻分分量量含含傳傳輸輸信信息息上上邊邊頻頻分分量量不不含含傳傳輸輸信信息息載載波波分分量量:)(000 可見可見,調(diào)幅波并不是一個簡單的正弦波，包含有三個頻率分量：調(diào)幅波并不是一個簡單的正弦波，包含有三個頻率分量

10、： 3、調(diào)幅波的頻譜 調(diào)制信號0載波調(diào)幅波0+上邊頻0-下邊頻同樣含有三部分頻率成份同樣含有三部分頻率成份 nnnnnnnnnnnnnnAMt )cos(mt )cos(mtcosUt )cos(mt )cos(mtcosUtcostcosmUu0000000000212121211 含含信信息息下下邊邊帶帶含含信信息息上上邊邊帶帶不不含含信信息息載載波波分分量量)()(:n0n00 信號帶寬信號帶寬max2B 0 (2) 限帶信號的調(diào)幅波限帶信號的調(diào)幅波maxo 調(diào)幅波maxmaxmaxmax調(diào)制信號載波0+max上邊帶0-max下邊帶 由于：由于：tcosUtcosmtcosUtcos)t

11、cosm(UuaaAM0000001 相加器相加器 乘法器乘法器AMu直流直流0u u 乘法器乘法器 相加器相加器 uAMu0u4、AM信號的產(chǎn)生原理框圖信號的產(chǎn)生原理框圖可見可見要完成要完成AM調(diào)制，其核心部分是實現(xiàn)調(diào)制信號與載波相乘。調(diào)制，其核心部分是實現(xiàn)調(diào)制信號與載波相乘。仿真仿真仿真仿真LOTRUP2021 OTaLaPmRUmPP4221220 下下邊邊上上邊邊 2m1PPPPP2aOTOT0下下邊邊上上邊邊2m2a 載載波波功功率率雙雙邊邊帶帶功功率率2a2a2a2am2m2m12m 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

12、) 在調(diào)制信號一周期內(nèi)，調(diào)幅信號輸出的平均總功率在調(diào)制信號一周期內(nèi)，調(diào)幅信號輸出的平均總功率 (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： LR上消耗的載波功率：上消耗的載波功率： (1)5、調(diào)制波的功率、調(diào)制波的功率那么調(diào)幅波各分量的功率為：那么調(diào)幅波各分量的功率為： 設(shè)調(diào)幅波傳輸信號至負載電阻設(shè)調(diào)幅波傳輸信號至負載電阻LR上上,討論標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波的性質(zhì)：討論標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波的性質(zhì)：n 已調(diào)信號的幅度隨調(diào)制信號而變化已調(diào)信號的幅度隨調(diào)制信號而變化。因此，調(diào)幅信號幅度的包絡(luò)線近似為調(diào)制信號的波形。只要能取出這個包絡(luò)信號就可實現(xiàn)解調(diào)。n 調(diào)幅波的頻譜由兩部分組成。

13、一部分是未調(diào)載波的頻譜，另一部分是分別平移至 處的調(diào)制信號的頻譜，幅度減半。標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號所占的頻帶寬度為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號所占的頻帶寬度為 ，即它是調(diào)制信號頻帶寬度的兩倍。但從傳遞信息的角度看，標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號所占的頻但從傳遞信息的角度看，標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號所占的頻帶寬度中有一半是多余的帶寬度中有一半是多余的，因此，這種調(diào)幅方式在頻率資源利這種調(diào)幅方式在頻率資源利用上是有缺點的。用上是有缺點的。m0m2n 幅度調(diào)制是一種非線性過程幅度調(diào)制是一種非線性過程，因為它將調(diào)制信號的各頻率分量變換為載波頻率與這些頻率的和頻和差頻分量。但都是將信號的頻譜在頻率軸上平移。因此，又稱幅度調(diào)制為線性調(diào)制又稱幅度調(diào)制為線性調(diào)制。

14、n 在調(diào)幅波中，欲傳送的信息包含在邊帶內(nèi)，載波分量并不包欲傳送的信息包含在邊帶內(nèi)，載波分量并不包含欲傳送的信息含欲傳送的信息。而它所占有的功率卻為總功率的一半以上。因此，從有效地利用發(fā)射機功率的角度考慮，標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制是從有效地利用發(fā)射機功率的角度考慮，標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制是有缺點的有缺點的。 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抑制載波的雙邊帶信號載波的雙邊帶信號，簡稱雙邊帶信號，它可以，簡稱雙邊帶信號，它可以用載波和調(diào)制用載波和調(diào)制信號直接相乘得到信號直接相乘得到，即：，即： t )cos(t )cos(UkUtcostcosUkUuDSB 00000

15、21 nnnnnnnnnDSBt )cos(Ut )cos(UkUtcostcosUkUu0000021 調(diào)制信號為單一頻率信號調(diào)制信號為單一頻率信號： 調(diào)制信號為限帶信號的調(diào)制調(diào)制信號為限帶信號的調(diào)制： )t(u)t(kuuDSB0 二、雙邊帶信號( double sidebond DSB)、 數(shù)學(xué)表達式數(shù)學(xué)表達式2. 波形與頻譜波形與頻譜tcosU(1) DSB信號的包絡(luò)正比于調(diào)制信號信號的包絡(luò)正比于調(diào)制信號 (2) DSB信號載波的相位反映了調(diào)制信號的極性，信號載波的相位反映了調(diào)制信號的極性，即在調(diào)制信號負半周即在調(diào)制信號負半周時，已調(diào)波高頻與原載波反相。時，已調(diào)波高頻與原載波反相。因此

16、嚴(yán)格地說，因此嚴(yán)格地說，DSB信號已非單純的振信號已非單純的振幅調(diào)制信號，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號幅調(diào)制信號，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號。(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，功率利用率高于用率高于AM波。波。maxmax22FB (4) 占用頻帶占用頻帶 調(diào)制信號 載波o 上邊頻 下邊頻仿真仿真上邊帶濾波器SSBUu乘法器 uou下邊帶濾波器SSBLu t )cos(t )cos(UkU)t (uDSB 00021 t )cos(Ut )cos(UkU)t(uSSBU 00021 t )cos(Ut )cos(UkU

17、)t (uSSBL 00021 單邊帶單邊帶(SSB)信號是由信號是由DSB信號經(jīng)過邊帶濾波器濾除了一個信號經(jīng)過邊帶濾波器濾除了一個邊帶或在調(diào)制過程中直接將一個邊帶抵消而形成，邊帶或在調(diào)制過程中直接將一個邊帶抵消而形成，如：如：上邊帶信號上邊帶信號下邊帶信號下邊帶信號三 單邊帶信號0+max上邊帶0-max下邊帶o o 0+max上邊帶o 0-max下邊帶DSBu另外由三角公式：另外由三角公式： tsintsinUtcostcosU)t (uSSBU 00 tsintsinUtcostcosU)t (uSSBL 00 利用上三角公式的實現(xiàn)電路如下圖所示：利用上三角公式的實現(xiàn)電路如下圖所示：乘

18、法器乘 法器00相移00相移加 法器減 法器tcosU SSBUuSSBLutcosUoo tsinU0 tsinU 這種方法原則上能把相距很近的兩個邊頻帶分開，而不需要多次重復(fù)調(diào)這種方法原則上能把相距很近的兩個邊頻帶分開，而不需要多次重復(fù)調(diào)制和復(fù)雜的濾波器。制和復(fù)雜的濾波器。 但這種方法要求調(diào)制信號的移相網(wǎng)絡(luò)和載波的移相網(wǎng)絡(luò)在整個頻帶范圍但這種方法要求調(diào)制信號的移相網(wǎng)絡(luò)和載波的移相網(wǎng)絡(luò)在整個頻帶范圍內(nèi)，都要準(zhǔn)確地移相內(nèi)，都要準(zhǔn)確地移相9090。這一點在實際上是很難做到的。這一點在實際上是很難做到的。仿真仿真修正的移相濾波法修正的移相濾波法 這種方法所用的這種方法所用的90移相網(wǎng)絡(luò)工作于固定頻

19、率，因而克服了實際的移頻網(wǎng)絡(luò)移相網(wǎng)絡(luò)工作于固定頻率，因而克服了實際的移頻網(wǎng)絡(luò)在很寬的音頻范圍內(nèi)不能準(zhǔn)確地移相在很寬的音頻范圍內(nèi)不能準(zhǔn)確地移相90的缺點。的缺點。 這種方法所需要的移相網(wǎng)絡(luò)工作于固定頻率這種方法所需要的移相網(wǎng)絡(luò)工作于固定頻率 1與與 2，因此制造和維護都比，因此制造和維護都比較簡單。它特別適用于小型輕便設(shè)備，是一種有發(fā)展前途的方法。較簡單。它特別適用于小型輕便設(shè)備，是一種有發(fā)展前途的方法。BM1u1=u u 低通低通濾波器濾波器BM390 移相移相網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)u =cos 1tBM2低通低通濾波器濾波器BM4u2=uu u=sin 1t音頻音頻振蕩器振蕩器BM-平衡調(diào)幅器平衡調(diào)幅器音

20、頻輸入音頻輸入U (t)=sin t90 移相移相網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)u0 =cos 1tu0=sin 2t載波載波振蕩器振蕩器合并合并網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)u3 u4SSB輸出輸出u1=sin t sin 1tu2=cos( 1 )tu3=u u3=sin 2tcos( 1- )tu2=sin t cos 1tu4=cos( 1 )tu4=u0 u3=sin 2t sin( 1 )t例例1 已知載波電壓為u0=U0cos0t,調(diào)制信號如圖所示，f01/T。分別畫出m=0.5及m=1兩種情況下的AM波形以及DSB波形。 題意分析：題意分析：AM信號是其振幅隨調(diào)制信號變化的一種振幅調(diào)制信號，確切地講，其振幅與調(diào)制信號u成

21、線性關(guān)系。調(diào)幅信號的表達式為uAM(t)=U01+mf(t)cos0t，式中f(t)為歸一化信號，即|f(t)|max=1的調(diào)制信號。由AM信號的表達式可以看出，調(diào)幅信號的振幅，是在原載波振幅的基礎(chǔ)上，將f(t)信號乘以mU0后，疊加到載波振幅U0之上，再與cos0t相乘后，就可得到AM信號的波形。對雙邊帶信號，直接將調(diào)制信號u與載波u0相乘，就可得到DSB信號的波形。應(yīng)注意的是，DSB信號在調(diào)制信號u的過零點處，載波相位有180的突跳。解：下圖解：下圖為AM波在m=0.5和m=1的波形和DSB信號的波形 討論：討論：對對AM信號，當(dāng)信號，當(dāng)m=0.5時，其振幅可以看成是將調(diào)制信時，其振幅可以

22、看成是將調(diào)制信號疊加到載波振幅號疊加到載波振幅U0上，其振幅的最大值上，其振幅的最大值(對應(yīng)調(diào)制信號的最大值對應(yīng)調(diào)制信號的最大值)為為U0(1+0.5)，最小值，最小值(對應(yīng)調(diào)制信號的最小值對應(yīng)調(diào)制信號的最小值)為為U0(1-0.5)，包絡(luò)，包絡(luò)的峰一峰值為的峰一峰值為U0。當(dāng)。當(dāng)m=1時，其振幅可以看成是將調(diào)制信號疊加時，其振幅可以看成是將調(diào)制信號疊加到載波振幅到載波振幅U0上，其最大值與最小值分別為上，其最大值與最小值分別為2U0和和0，峰一峰值為，峰一峰值為2U0。由此可見，。由此可見，m越大，振幅的起伏變化越大，有用的邊帶功率越大，振幅的起伏變化越大，有用的邊帶功率越大，功率的利用率越

23、高。越大，功率的利用率越高。 對對DSB信號，是在信號，是在AM信號的基礎(chǔ)上將載波抑制而得到的，信號的基礎(chǔ)上將載波抑制而得到的，反映在波形上，是將包絡(luò)中的反映在波形上，是將包絡(luò)中的U0分量去掉，將分量去掉，將u與與u0直接相乘就直接相乘就可得到可得到DSB信號。應(yīng)注意的是，信號。應(yīng)注意的是，DSB信號的包絡(luò)與調(diào)制信號的絕信號的包絡(luò)與調(diào)制信號的絕對值成正比，在調(diào)制信號的過零點載波要反相。特別要指出的是，對值成正比，在調(diào)制信號的過零點載波要反相。特別要指出的是，DSB信號是在信號是在AM信號的基礎(chǔ)上將載波抑制后得到的，但不可用濾信號的基礎(chǔ)上將載波抑制后得到的，但不可用濾波的方法將載波分量濾出，而是

24、采用如平衡電路等方法將載波分波的方法將載波分量濾出，而是采用如平衡電路等方法將載波分量抵消，從而得到量抵消，從而得到DSB信號的。在畫波形時，包絡(luò)不能用實線，信號的。在畫波形時，包絡(luò)不能用實線，只能用虛線，因為它只是反映了包絡(luò)的變化趨勢，而不是信號的只能用虛線，因為它只是反映了包絡(luò)的變化趨勢，而不是信號的瞬時值。瞬時值。:AMttmUuaAM00cos)cos1( tUu000cos tUu cos:SSB 波形特點：波形特點：(1)調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律與調(diào)制信號波形一致調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律與調(diào)制信號波形一致 (2)調(diào)幅度調(diào)幅度ma反映了調(diào)幅的強弱程度，可以看出：反映了調(diào)幅的強

25、弱程度，可以看出：ma1 0、0max2 B 占用頻帶占用頻帶 功率：在普通調(diào)幅波信號中，有用信息只攜帶在邊頻帶內(nèi)，而載波本身功率：在普通調(diào)幅波信號中，有用信息只攜帶在邊頻帶內(nèi)，而載波本身并不攜帶信息，但它的功率卻占了整個調(diào)幅波功率的絕大部分，因而調(diào)并不攜帶信息，但它的功率卻占了整個調(diào)幅波功率的絕大部分，因而調(diào)幅波的功率浪費大，效率低。幅波的功率浪費大，效率低。 :DSBttUuDSB00coscos max2 B 占用頻帶占用頻帶 0(1) DSB信號的包絡(luò)正比于調(diào)制信號絕對值信號的包絡(luò)正比于調(diào)制信號絕對值 (2) DSB信號載波的相位反映了調(diào)制信號的極性，即在調(diào)制信號負半周信號載波的相位反

26、映了調(diào)制信號的極性，即在調(diào)制信號負半周時，已調(diào)波高頻與原載波反相。因此嚴(yán)格地說，時，已調(diào)波高頻與原載波反相。因此嚴(yán)格地說，DSB信號已非單純的振信號已非單純的振幅調(diào)制信號，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號。幅調(diào)制信號，而是既調(diào)幅又調(diào)相的信號。(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，功率利用率高于率利用率高于AM波。波。tUtUkUtuSSBU)cos()cos(21)(000 max B 占用頻帶占用頻帶 0+SSB信號非單純的振幅調(diào)制信號，而是既調(diào)幅又調(diào)頻的信號。信號非單純的振幅調(diào)制信號，而是既調(diào)幅又調(diào)頻的信號。功率和頻帶利用

27、率都高。功率和頻帶利用率都高。設(shè)：設(shè)：5.3 振幅調(diào)制電路 這種調(diào)制是在高頻功率放大器中進行的，通常分為：這種調(diào)制是在高頻功率放大器中進行的，通常分為： 調(diào)調(diào)頻頻調(diào)調(diào)幅幅信信號號調(diào)調(diào)相相調(diào)調(diào)幅幅信信號號純純調(diào)調(diào)幅幅信信號號,)tsintsintcost(cosUu:SSB,tcostcosUkUu:DSBtcos)tcosm(Uu:AMSSBDSBAM0000001 三種信號都有一個調(diào)制信號和載波的乘積項三種信號都有一個調(diào)制信號和載波的乘積項，所以，所以振幅調(diào)制振幅調(diào)制電路的實現(xiàn)是以乘法器為核心的頻譜線性搬移電路電路的實現(xiàn)是以乘法器為核心的頻譜線性搬移電路。具體的說調(diào)制可分為具體的說調(diào)制可分為

28、高電平調(diào)制高電平調(diào)制：功放和調(diào)制同時進行，主要用于：功放和調(diào)制同時進行，主要用于AM信號。信號。低電平調(diào)制低電平調(diào)制：先調(diào)制后功放，主要用于：先調(diào)制后功放，主要用于DSB、SSB以及以及FM信號。信號。（一）（一） AM調(diào)制電路調(diào)制電路AM信號大都用于無線電廣播，因此多用于高電平調(diào)制。信號大都用于無線電廣播，因此多用于高電平調(diào)制。1 高電平調(diào)制高電平調(diào)制基極調(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) 在集電極調(diào)幅電路中：在集電極調(diào)幅電路中：Cb,C1為高頻為高頻旁路電容，旁路電容，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)，集

29、電極電路放大器工作在丙類狀態(tài)，集電極電路中除直流電壓中除直流電壓ECC外，還串有調(diào)制信號外，還串有調(diào)制信號tcosU)t(u tUEtuCCCC cos)(集電極調(diào)幅的特點：工作在過壓區(qū)，效率集電極調(diào)幅的特點：工作在過壓區(qū)，效率較高，但所用調(diào)制信號功率大。較高，但所用調(diào)制信號功率大。 即即集電極有效動態(tài)電源為集電極有效動態(tài)電源為： ) t (uo) t (u) t (uAMECC+-) t (ucciCiC1) t (u ccE臨臨界界過壓過壓欠壓欠壓ECC（t）) t (u)t(ucc臨界臨界過壓過壓欠壓欠壓E BB(t)icuAM（t）) t (uo) t (u)t (uAMECC+EBO

30、-+-) t (uBB 在基極調(diào)幅電路中：在基極調(diào)幅電路中：LC高頻扼流高頻扼流圈 ，圈 ， LB低 頻 扼 流 圈 ，低 頻 扼 流 圈 ， C1, Ce 1 , Ce2 ,C2 ,C3，CC 高頻旁路電容，高頻旁路電容， Re射射極偏置電阻，基極偏壓隨調(diào)制信號而極偏置電阻，基極偏壓隨調(diào)制信號而變化，即變化，即基極有效動態(tài)偏壓為：基極有效動態(tài)偏壓為：tUEtuEtuBOBOBB cos)()(基極調(diào)幅的特點：工作在欠壓區(qū)，效基極調(diào)幅的特點：工作在欠壓區(qū)，效率越低，輸出波形較差，但所用調(diào)制率越低，輸出波形較差，但所用調(diào)制信號功率越小。信號功率越小。 ) t (u 1) 二極管電路二極管電路 信

31、信號號可可產(chǎn)產(chǎn)生生平平衡衡二二極極管管電電路路信信號號可可產(chǎn)產(chǎn)生生單單二二極極管管電電路路DSBAM 如圖所示的電路如圖所示的電路, 設(shè)設(shè):tcosUum tcosUum000 dddu)t(Sgi dLdLdLu)t (SRgRiu 000100uu) t (StUtUuuummd000coscos (1)單二極管電路單二極管電路且且 則回路電流則回路電流: 、低電平調(diào)制、低電平調(diào)制uddi+uL (t)_dididiLddRrg 1而而 二二極極管管工工作作在在開開關(guān)關(guān)狀狀態(tài)態(tài) 0mmUU S(t)u0(t) 000100uu) t (S開關(guān)函數(shù)：開關(guān)函數(shù)：.tcostcos)t (S 0

32、0332221 的付里葉級數(shù)展開式為：的付里葉級數(shù)展開式為：)t (S0 2B如果選頻回路工作在如果選頻回路工作在 處，且?guī)挒樘帲規(guī)挒?而諧振時的負載電阻為而諧振時的負載電阻為RL，則輸出電壓，則輸出電壓為：為： ) t (uud+uL (t)_為一個為一個AM信號信號di)t (uL tcosUtcosU.tcostcosRgummLdL0000332221 的頻譜成份：的頻譜成份：di 0001n2n2 , 0 20 O OB=2 tcostcosmUtcostcosUURUgtcostcosRUgtcosRUg)t(ummLmdLmdLmdL00000000014121121 O3

33、O3仿真仿真+u L_ +u o1_ -u o2+ ) t (u) t (u 上半部分與下半部分電路對上半部分與下半部分電路對稱其等效電路如右圖所示。稱其等效電路如右圖所示。 1 電路結(jié)構(gòu)：電路結(jié)構(gòu)：(2) 二極管平衡電路 2 工作原理分析：工作原理分析：設(shè)：設(shè)： mmmmUUtcosUutcosUu 0000且且 2221110201ddddddddu)t(Sgiu)t(Sgi)t(u)t(uu)t(u)t(uuud1ud2id1id2式中式中 Ld2d1dR21r1gg 而而 000100uu)t(SLdoLdoRiu;Riu21212211)t (u)t (SgR)uu)(t (SgR)

34、ii (RuuudLdddLddLooL 2121212121tcosU.tcostcosgRmdL 00332221 ,.)2 , 1 ,0n()1n2(0 的頻譜成份：的頻譜成份：Luuo(t)0+ 0-30+30-信信號號DSBtcostcosURtcostcosRUg)t(uLLmdL 002 2B如果輸出回路濾波器諧振在如果輸出回路濾波器諧振在 處，且?guī)挒樘?，且?guī)挒? 為：為： 則輸出電壓則輸出電壓 ) t (uL輸出調(diào)制電路的乘積項，并抑制了載波項。輸出調(diào)制電路的乘積項，并抑制了載波項。)t (u)t (SgR)uu)(t (SgR)ii (RuuudLdddLddLooL 2

35、121212121tcosU.tcostcosgRmdL 00332221 ,.)2 , 1 ,0n()1n2(0 的頻譜成份：的頻譜成份：Lu仿真仿真D1Tr1Tr2iLD4D321:1u021:1u RLuu +u0+u +D2 在平衡電路的基礎(chǔ)上，再增加兩在平衡電路的基礎(chǔ)上，再增加兩個二極管個二極管D3,D4使電路中四個二極使電路中四個二極管首尾相接管首尾相接i. 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)3241DDDD構(gòu)成環(huán)形構(gòu)成環(huán)形 mmmmUUtcosUutcosUu 0000且且 設(shè)：設(shè)：ii. 工作原理分析工作原理分析當(dāng)當(dāng)0)(0 tu時，平衡電路時，平衡電路I在負載回路中產(chǎn)生的電壓為：在負載回路中產(chǎn)

36、生的電壓為：)t(u)t(SRg)t(uLdL 11)t(u)t(SRg)t(uLdL 220)(0 tu時，平衡電路時，平衡電路在負載回路中產(chǎn)生的電壓為：在負載回路中產(chǎn)生的電壓為：當(dāng)當(dāng) 而其中：而其中： 0001001)t (u)t (u)t (S 0100002)t (u)t (u)t (S（3） 二極管環(huán)形電路實現(xiàn)DSB信號D1Tr1Tr2i121:1u021:1RL+u +D2ui2iL1Tr1Tr2i321:1u021:1RL+u +u i4iL2D4D3uu+uL1-uu+uL2- II,D,DD,D,)t(uI,D,DD,D,)t(u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

37、成平平衡衡電電路路截截止止導(dǎo)導(dǎo)通通214304321000則有則有 S 1(t)S 2(t)S (t)u0(t)那么在一個周期內(nèi)平衡電路那么在一個周期內(nèi)平衡電路I，II在負在負載載RL上產(chǎn)生的電壓為：上產(chǎn)生的電壓為： ) t (u) t (SgR) t (u) t (S) t (SgRuuudLdLLLL 2121 010100) t (u) t (u) t (S式中式中稱為雙向開關(guān)函數(shù)稱為雙向開關(guān)函數(shù)的付里葉級數(shù)展開式為：的付里葉級數(shù)展開式為：)t (S而而.t5cos54t3cos34tcos4)t (S000 tcosU.tcostcostcosgRudLL 0005543344 有有

38、的頻率成份：只有組合頻率的頻率成份：只有組合頻率Lu 012 n性能更接近理想乘法器。性能更接近理想乘法器。30- 3+0- +經(jīng)濾波后的輸出電壓：經(jīng)濾波后的輸出電壓： tcostcosURg)t (uLdL04 仿真仿真利用模擬乘法器實現(xiàn)利用模擬乘法器實現(xiàn)AM、DSB信號（信號（MC1596）1. 單差分對電路ic1ic2io30022beETCETCCodLuuRVRuuRVRRiu 載波電壓u0加到線性通道，即u1u0，調(diào)制信號u加到非線性通道，即u2=u，則雙端輸出為 2、模擬乘法器電路、模擬乘法器電路 uKuuuRRIRuyxyxoxcL02 AM 00信信號號頻頻譜譜： DSB 0

39、信號信號頻譜：頻譜： 載波電壓u0加到線性通道，即uxu0，調(diào)制信號u加到非線性通道，即uy=u，則雙端輸出為 uxuxuyuL例例2 在下圖所示的各電路中，調(diào)制信號u=Ucost，載波電壓uc=Uccosct，且c，二極管VD1、VD2的伏安特性相同，均為從原點出發(fā)，斜率為gD的直線。試問哪些電路能實現(xiàn)雙邊帶調(diào)制？在能夠?qū)崿F(xiàn)雙邊帶調(diào)制的電路中，試分析其輸出電流的頻率分量。題意分析題意分析：從圖中可以看出，這四個電路為二極管電路的交流等效電從圖中可以看出，這四個電路為二極管電路的交流等效電路，和二極管平衡調(diào)制器的結(jié)構(gòu)相似，與之不同的是信號的輸入位置路，和二極管平衡調(diào)制器的結(jié)構(gòu)相似，與之不同的是

40、信號的輸入位置和二極管的連結(jié)方式。其分析思路可以按照二極管平衡調(diào)制器的分析和二極管的連結(jié)方式。其分析思路可以按照二極管平衡調(diào)制器的分析方法進行分析。分析思路如下：方法進行分析。分析思路如下：標(biāo)定二極管兩端的電壓和流過它的電流的正方向，一般可按實際方向標(biāo)定二極管兩端的電壓和流過它的電流的正方向，一般可按實際方向標(biāo)定標(biāo)定(當(dāng)然也可以不按實際方向標(biāo)，但分析時難度較前者大，易出錯當(dāng)然也可以不按實際方向標(biāo)，但分析時難度較前者大，易出錯)；求出加在二極管兩端的電壓求出加在二極管兩端的電壓uD；求出流過二極管的電流求出流過二極管的電流iD=gDS(t)uD，此時二極管電導(dǎo)有兩種情況，此時二極管電導(dǎo)有兩種情況

41、,若若uc正向加到二極管兩端正向加到二極管兩端,二極管在二極管在uc的正半周導(dǎo)通，為的正半周導(dǎo)通，為gDS(ct)；若；若uc反反向加到二極管兩端，為向加到二極管兩端，為gDS(ct-)；根據(jù)同名端判斷各二極管電流對總的輸出電流根據(jù)同名端判斷各二極管電流對總的輸出電流i的貢獻，流入同名端為的貢獻，流入同名端為正，流出同名端為負；正，流出同名端為負；分析分析i中的頻率分量，若有中的頻率分量，若有fcF分量，無分量，無fc分量，則可產(chǎn)生分量，則可產(chǎn)生DSB信號信號(濾濾波后波后)；若有；若有fcF和和fc分量，不能產(chǎn)生分量，不能產(chǎn)生DSB，只能產(chǎn)生，只能產(chǎn)生AM信號。信號。) t(Sg) t (g

42、) t (gcD 2102121 DcDDcDu)t(Sgu)t(Sgiii (a) uD1=uD2=uc+u, uc正向加到兩個二極管上,故因此，(a)所示電路沒有輸出，不能完成雙邊帶調(diào)制。（b） uD=uc+u, uD2=-uc- u=-uD1 ,uc正向加到VD1 ，反向加到VD2 ，故 g1(t)=gDS(ct), g2(t)=gDS(ct-), i1與i2流向一致，在輸出變壓器中產(chǎn)生的磁通相加，輸出電流i為)tcosUtcosU)(tcostcostcos(g)uu)(t(Sgu)t(S)t(Sgu)t(Sgu)t(Sgu)t(Sgu)t(SgiiicccccDccDDccDDcDD

43、cDDcDDcD 55433441112121 將上式展開可見，i中的頻率分量包括直流、2nfc、(2n-1)fcF, n=1,2,3,，其頻譜如圖所示。由此可見，圖(b)所示電路經(jīng)濾波后可得到雙邊帶信號。(c) uD1=uc+u ，uD2=-uc+u , uc正向加到VD1 ,反向加到VD2 , 故g1(t)=gDS(ct), g2(t)=gDS(ct-), i1與i2流動方向相反，有 tcosU)tcostcos(gtcosUgu)t(Sgugu)t(S)t(Sgu)t(S)t(Sg)uu)(t(Sg)uu)(t(Sgu)t(Sgu)t(SgiiiccDccDcDcDccDcccDccDc

44、cDDcDDcD 33442121 可以看出，i中的頻率分量有fc, (2n-1)fcF, n=1,2,3, ,其頻譜如圖 所示。由此可見，圖 (c)所示電路可以完成AM調(diào)制，不能得到DSB信號。（d）uD1=uc+u ，uD2=uc-u ，uc正向加到兩個二極管上，故 g1(t)=gDS(ct)=g2(t) ,i1與i2流動方向相同，有 tcosU)tcostcos(gu)t(Sg)uu)(t(Sgu)t(Sgu)t(SgiiiccccDccDDDcDDcDDcD 33222122212121 由上式可以看出，圖(d)所示電路的輸出電流i中只有fc 和2nfc，不存在fcF分量，故不能完成調(diào)

45、制功能。 討論：討論：二極管平衡調(diào)制器可以產(chǎn)生雙邊帶信號，但產(chǎn)生雙邊帶信號時兩個輸入信號uc與u所加位置是確定的。若將uc與u的位置互換，如圖(c)所示，則將不能得到雙邊帶信號，產(chǎn)生的是AM波。若將兩個二極管中的一個反接，如圖(d)所示，得到的只是輸入信號中的一個(uc或u)的頻率的諧波分量。D1Tr1Tr2iLD4D321:1uC21:1u RLuu +uC+u +D2 另外，對二極管環(huán)形調(diào)制器，無論將uc和u加到何位置，均可產(chǎn)生雙邊帶信號，也就是說，二極管環(huán)形調(diào)制器產(chǎn)生雙邊帶信號與信號所加位置無關(guān)。解調(diào)是調(diào)制的逆過程解調(diào)是調(diào)制的逆過程，是從高頻已調(diào)波中恢復(fù)出原低頻調(diào)制信號的是從高頻已調(diào)波中

46、恢復(fù)出原低頻調(diào)制信號的過程。從頻譜上看，解調(diào)也是一種信號頻譜的線性搬移過程，是將高頻過程。從頻譜上看，解調(diào)也是一種信號頻譜的線性搬移過程，是將高頻端的信號頻譜搬移到低頻端，端的信號頻譜搬移到低頻端，解調(diào)過程是和調(diào)制過程相對應(yīng)的，不同的解調(diào)過程是和調(diào)制過程相對應(yīng)的，不同的調(diào)制方式對應(yīng)于不同的解調(diào)。調(diào)制方式對應(yīng)于不同的解調(diào)。振幅調(diào)制過程：振幅調(diào)制過程： 解調(diào)過程解調(diào)過程 AM調(diào)制調(diào)制 DSB調(diào)制調(diào)制 SSB調(diào)制調(diào)制非相干解調(diào)非相干解調(diào) (包絡(luò)檢波)： 相干解調(diào)相干解調(diào)(同步檢波同步檢波)： 峰值包絡(luò)檢波峰值包絡(luò)檢波平均包絡(luò)檢波平均包絡(luò)檢波 乘積型同步檢波乘積型同步檢波 疊加型同步檢波疊加型同步檢波

47、 5.4 調(diào)幅信號的解調(diào)(檢波) 一、檢波器的技術(shù)要求一、檢波器的技術(shù)要求： 檢波效率：檢波效率：檢波效率是指檢波器輸出信號的幅度與輸入調(diào)幅信檢波效率是指檢波器輸出信號的幅度與輸入調(diào)幅信號中包絡(luò)的幅度之比。號中包絡(luò)的幅度之比。輸入阻抗：輸入阻抗：檢波電路是前級放大器的負載，它的輸入阻抗將影響檢波電路是前級放大器的負載，它的輸入阻抗將影響前級的工作，需合理設(shè)計。前級的工作，需合理設(shè)計。檢波失真：檢波失真：要求檢波器的輸出信號波形與輸入調(diào)幅信號的包絡(luò)之要求檢波器的輸出信號波形與輸入調(diào)幅信號的包絡(luò)之間只有時間延遲或幅度比例上的變化，而不出現(xiàn)新的頻率成分或間只有時間延遲或幅度比例上的變化，而不出現(xiàn)新的

48、頻率成分或改變原有各頻率分量間的相互關(guān)系，也即不出現(xiàn)非線性失真或線改變原有各頻率分量間的相互關(guān)系，也即不出現(xiàn)非線性失真或線性失真。性失真。 二二 調(diào)幅解調(diào)的方法調(diào)幅解調(diào)的方法 1 非相干解調(diào)非相干解調(diào) (包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波) 非線形非線形 電路電路低通濾低通濾 波器波器從已調(diào)波中檢出包絡(luò)信息從已調(diào)波中檢出包絡(luò)信息，只適用于，只適用于AM信號（或幅度包含調(diào)制信信號（或幅度包含調(diào)制信號信息的復(fù)合信號）號信息的復(fù)合信號） 輸入輸入 AM信號信號檢出包絡(luò)信息檢出包絡(luò)信息 利用某些元件的非線性特性對調(diào)幅信號進行非線性變換，利用某些元件的非線性特性對調(diào)幅信號進行非線性變換，實現(xiàn)實現(xiàn)調(diào)幅波的解調(diào)調(diào)幅波的解調(diào)(

49、檢波檢波)。 非相干解調(diào)方法有非相干解調(diào)方法有:小信號平方律解調(diào)、平均包絡(luò)解調(diào)小信號平方律解調(diào)、平均包絡(luò)解調(diào) 和大信號峰值包絡(luò)解調(diào)等和大信號峰值包絡(luò)解調(diào)等 由于由于DSB和和SSB信號的包絡(luò)不同于調(diào)制信號，不能用包絡(luò)檢信號的包絡(luò)不同于調(diào)制信號，不能用包絡(luò)檢 波器，波器，只能用同步檢波器，但只能用同步檢波器，但需注意同步檢波過程中，為了正常解調(diào)，必須需注意同步檢波過程中，為了正常解調(diào)，必須恢復(fù)載波信號，而所恢復(fù)的載波必須與原調(diào)制載波同步（即同頻同恢復(fù)載波信號，而所恢復(fù)的載波必須與原調(diào)制載波同步（即同頻同相）。相）。 乘法器乘法器低通濾波器低通濾波器uDSBu ou2 相干解調(diào)（同步檢波）相干解調(diào)

50、（同步檢波）包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器 加法器加法器uDSBu ouuAM解調(diào)解調(diào)載波載波(一一) 小信號平方律檢波小信號平方律檢波1 檢波器電路檢波器電路：n二極管有偏置電壓。n二極管電流全流通。n輸入信號 很小。)(tviLRLCD)(tvi)(dridRdEDVdi2 電路的技術(shù)指標(biāo)：電路的技術(shù)指標(biāo)：imLdvRK didrR 檢波效率：檢波效率：輸入阻抗：輸入阻抗： 檢波失真：（非線性失真系數(shù)）檢波失真：（非線性失真系數(shù)）AfmVVVVVK4122322平方律檢波：平方律檢波：2imVV 用于功率指示。用于功率指示。(二二) 二極管峰值型包絡(luò)檢波器二極管峰值型包絡(luò)檢波器 峰值檢波器的工作條件

51、：檢波器一般工作在大信號狀態(tài)，輸入信號要求峰值檢波器的工作條件：檢波器一般工作在大信號狀態(tài)，輸入信號要求大于大于0.5V，通常在，通常在1V左右。左右。1 基本電路結(jié)構(gòu)基本電路結(jié)構(gòu) RC網(wǎng)絡(luò)的基本功能：網(wǎng)絡(luò)的基本功能：對高頻載波信號短路，即濾除高頻信號，即對高頻載波信號短路，即濾除高頻信號，即 RC 01 即在理想情況下，即在理想情況下，RC網(wǎng)絡(luò)的阻抗為網(wǎng)絡(luò)的阻抗為： 輸入回路：相當(dāng)于末級中放的輸出回路輸入回路：相當(dāng)于末級中放的輸出回路, 輸入輸入AM 信號信號二極管二極管D：相當(dāng)于一個非線性元件：相當(dāng)于一個非線性元件輸出回路：低通輸出回路：低通RC濾波網(wǎng)絡(luò)濾波網(wǎng)絡(luò) u，相當(dāng)于檢波負載，即，相

52、當(dāng)于檢波負載，即 RC 1對低頻調(diào)制信號對低頻調(diào)制信號 2 工作原理分析工作原理分析 RZZZRC)(0)()(0 0uiu能保持能保持的峰值而略有下降的峰值而略有下降+uo 檢波過程：檢波過程：iD即：即： iuu 0（1）在輸入信號的正半周，）在輸入信號的正半周，D受正向電受正向電壓作用而導(dǎo)通，電流壓作用而導(dǎo)通，電流 Di對對C充電，充電充電，充電時間常數(shù)時間常數(shù) crd很小，充電迅速，使很小，充電迅速，使0uiu接近接近另外另外 0u又反向加在又反向加在D負端，使二極管的端電壓為負端，使二極管的端電壓為 0uuuiD 故故D 的導(dǎo)通與截止決定于的導(dǎo)通與截止決定于 0uuuiD （2）當(dāng)）

53、當(dāng)iu0u最大值下降到小于最大值下降到小于時，時， 00 uuuiD而電容上的電壓不能突變而電容上的電壓不能突變， C通過通過R放電，放電，RCT000021 fT)故放電較緩慢，故放電較緩慢，(其中其中時，時，D又導(dǎo)通，對又導(dǎo)通，對C迅速充迅速充（3）當(dāng)）當(dāng)iviu0u的第二個正半周到來，且的第二個正半周到來，且0uiu能保持在能保持在的峰值電壓上。的峰值電壓上。電，使電，使+ u D -峰值檢波器檢波過程的波形如圖所示，輸出電壓峰值檢波器檢波過程的波形如圖所示，輸出電壓 uUuDC0+ui+ +- - 由于放電時間常數(shù)由于放電時間常數(shù)二極管二極管D截止，截止，而峰值檢波器的應(yīng)用型輸出電路如

54、下圖所示而峰值檢波器的應(yīng)用型輸出電路如下圖所示 圖圖(a)：可輸出恢復(fù)的調(diào)制信號：可輸出恢復(fù)的調(diào)制信號 u，一般作為檢波電路。，一般作為檢波電路。DCU可作為自動增益的控制信號（可作為自動增益的控制信號（AGC信號）。信號）。 圖圖(b)：輸出與已調(diào)波中載波的大小成正比的直流分量：輸出與已調(diào)波中載波的大小成正比的直流分量U DC u (a) Rg uRSRd(b) DCU仿真仿真OdmUUK 輸輸入入已已調(diào)調(diào)波波包包絡(luò)絡(luò)振振幅幅輸輸出出低低頻頻交交流流電電壓壓振振幅幅tcos)tcosm(UuuAMi001 00uuuuuAMid 若設(shè)輸入信號若設(shè)輸入信號) t (u0輸出信號為輸出信號為,則

55、加在二極管兩端的電壓則加在二極管兩端的電壓u Di DuoUim如果以右圖所示的折線表示二極管的伏安特如果以右圖所示的折線表示二極管的伏安特征曲線（注意在大信號輸入情況），則有：征曲線（注意在大信號輸入情況），則有： )t(utcos)tcosm(Ug)t(uug)t(idAMdd00001 可見當(dāng)可見當(dāng) t0時時0)( tid有有tcosUUtcoscosmUcosUcos)tcosm(U)t(uDC 00001(1) 傳輸系數(shù)：（傳輸系數(shù)：（也稱為檢波系數(shù)或檢波效率也稱為檢波系數(shù)或檢波效率）定義：定義：+ui-+uo- + u d -3 電路性能分析電路性能分析 cosmUcosmUmUU

56、Kd 000有有 為電流導(dǎo)通角。為電流導(dǎo)通角。其中其中另外，還可以證明導(dǎo)通角的表達式：另外，還可以證明導(dǎo)通角的表達式：Rgtgd RgdRgd而當(dāng)而當(dāng)很大時，很大時，(如如50)，3533115231 tg3333RRRgdd 代入上式可得：代入上式可得：ddRg1 dR而而為二極管導(dǎo)通內(nèi)阻。為二極管導(dǎo)通內(nèi)阻。u Di DuoUim+ui-+uo- + u d -可見可見)(0tu有兩部分：有兩部分：低頻調(diào)制分量：低頻調(diào)制分量：tcosU)t(u 其中其中 cos0mUU 直流分量直流分量 ： cosUUDC0 ttmUui00cos)cos1( )cos1()(00tmUKtud cosKR

57、dR 討論：在大信號檢波過程中，當(dāng)討論：在大信號檢波過程中，當(dāng)D和和確定后，確定后， 為恒定值，為恒定值， cos dK與輸入信號大小無關(guān)，亦即檢波效率與輸入信號大小無關(guān)，亦即檢波效率恒定，與輸入信號的值無關(guān)，恒定，與輸入信號的值無關(guān)，則輸出信號為：則輸出信號為： 當(dāng)當(dāng)1 dK1 dK但但理想值理想值50 Rgd9 . 0 dK一般當(dāng)一般當(dāng)，輸入與輸出之間為線性關(guān)系，故稱為輸入與輸出之間為線性關(guān)系，故稱為線性檢波線性檢波。一般計算方法為：一般計算方法為：當(dāng)輸入信號為：當(dāng)輸入信號為：設(shè)RLC具有理想的濾波能力，若輸入是等幅波，二極管上的電流為脈沖，電容上的電壓為直流電壓。二極管工作在大信號，如圖

58、所示，折線的線率為gd。采用折線近似分析法分析。 000d ddddgvvivcosiicvVt)(0max0 CcII Rgdcos)cos(sindgRtg ci0tt02ci1Dv2DvavV1Dv2Dv1Dv2Dv 2 2 maxci1ddgRvdcos1cossinmaxCIcos1cossincos1bmdUg)cos(sinbmdUgRUbm cos （2） 檢波的等效輸入電阻檢波的等效輸入電阻idR 峰值檢波器常作為超外差接收機峰值檢波器常作為超外差接收機中放末級的負載中放末級的負載，故，故其輸入阻抗對其輸入阻抗對前級的有載前級的有載Q值及回路阻抗有直接影響，如下圖所示，這也是

59、峰值檢波值及回路阻抗有直接影響，如下圖所示，這也是峰值檢波器的主要缺點器的主要缺點。 檢波器的輸入電阻檢波器的輸入電阻R i是為研究檢波器是為研究檢波器對其輸入諧振回路影響的大小而定義的，對其輸入諧振回路影響的大小而定義的，因而，因而，R i是對載波頻率信號呈現(xiàn)的參量是對載波頻率信號呈現(xiàn)的參量。若設(shè)輸入信號為等幅載波信號若設(shè)輸入信號為等幅載波信號 中放末級+u i_R itUuimi0cos U o iimRU22LR LRU20，應(yīng)全部轉(zhuǎn)換為輸出端負載電阻應(yīng)全部轉(zhuǎn)換為輸出端負載電阻上消耗的功率上消耗的功率 如果忽略二極管導(dǎo)通電阻上的損耗功率，如果忽略二極管導(dǎo)通電阻上的損耗功率，則由能量守恒的

60、原則，輸入到檢波器的高頻則由能量守恒的原則，輸入到檢波器的高頻功率功率(注意為直流注意為直流)LiimRURU2022 0UUim LiR21R 即有即有而而(3) 非線性失真非線性失真(4) 頻率失真頻率失真這種失真是由檢波二極管伏安特性曲線的非線性所引起的。這種失真是由檢波二極管伏安特性曲線的非線性所引起的。這種失真是由于耦合電容這種失真是由于耦合電容Cc和濾波電容和濾波電容C所引起的。所引起的。Cg的存在主要影響檢波的下限頻率的存在主要影響檢波的下限頻率 min。為使頻率為為使頻率為 min時，時，Cg上的電壓降不大，不產(chǎn)生頻率失真，上的電壓降不大，不產(chǎn)生頻率失真，必須滿足下列條件：必須