信號變換一振幅調制

1、第五章第五章 信號變換一信號變換一：振幅調制、振幅調制、 解調與混頻電路解調與混頻電路5.1 5.1 信號變換概述信號變換概述5.2 5.2 振幅調制電路振幅調制電路5.3 5.3 振幅解調電路振幅解調電路5.4 5.4 混頻電路混頻電路5.5 5.5 自動增益控制自動增益控制本章小結本章小結高頻電子線路高頻電子線路第五章第五章 信號變換一信號變換一：振幅調振幅調制、制、 解調與混頻電路解調與混頻電路 5.1 信號變換概述信號變換概述5.1 信號變換概述信號變換概述w 在電子技術中，有時需要頻率變換，例如調幅、在電子技術中，有時需要頻率變換，例如調幅、檢波、混頻等。檢波、混頻等。w 在頻率變換

2、，就是輸出信號的頻率與輸入信號的在頻率變換，就是輸出信號的頻率與輸入信號的頻率不相同，而且滿足一定的變換關系。頻率不相同，而且滿足一定的變換關系。w 進行頻率變換必須利用非線性器件進行頻率變換必須利用非線性器件。非線性器件。非線性器件可采用二極管、三極管、場效應管、差分對管及可采用二極管、三極管、場效應管、差分對管及模擬乘法器。模擬乘法器。w 非線性特性的冪級數表示法非線性特性的冪級數表示法 ia0a1ua2u2 一、為什么要調制一、為什么要調制1. 信號不調制進行信號不調制進行發(fā)射天線太長發(fā)射天線太長，無法架設無法架設。2. 信號不調制進行傳播會信號不調制進行傳播會相互干擾，無法接相互干擾，

3、無法接收。收。二、幾個基本概念二、幾個基本概念 載波載波：高頻振蕩波：高頻振蕩波 載頻載頻：載波的頻率：載波的頻率 調制調制：將低頻信號：將低頻信號“裝載裝載”在載波上的過在載波上的過程。即用低頻信號去控制高頻振蕩波的某個程。即用低頻信號去控制高頻振蕩波的某個參數，使高頻信號具有低頻信號的特征的過參數，使高頻信號具有低頻信號的特征的過程。程。 已調波已調波：經調制后的高頻振蕩波。：經調制后的高頻振蕩波。 解調解調：從已調信號中取出原來的信息。：從已調信號中取出原來的信息。 調制信號調制信號：低頻信號（需傳送的信息）。：低頻信號（需傳送的信息）。三、調制的方式三、調制的方式w 模擬調制有模擬調制

4、有以正弦波為載波的以正弦波為載波的幅度調制幅度調制和和角度調制角度調制。w 幅度調制幅度調制，調制后的信號頻譜和基帶信號，調制后的信號頻譜和基帶信號頻譜之間保持線性平移關系，稱頻譜之間保持線性平移關系，稱為線性為線性幅幅度度調制調制。（振幅調制、解調、混頻）。（振幅調制、解調、混頻）w 角度調制角度調制中，頻譜搬移時沒有線性對應關中，頻譜搬移時沒有線性對應關系，系，稱為非線性稱為非線性角度角度調制調制。（頻率調制與。（頻率調制與解調電路）解調電路）5.1.1 振幅調制電路振幅調制電路一、普通調幅（一、普通調幅（AM） 什么是調幅？什么是調幅？ 載波的振幅值隨調制信號的大小作線載波的振幅值隨調制

5、信號的大小作線性變化，稱為振幅調制，簡稱性變化，稱為振幅調制，簡稱調幅調幅（AM）2. 普通調幅電路模型普通調幅電路模型3.普通調幅信號的表達式普通調幅信號的表達式 設設載波載波uCUCmcoswCt 調制信號調制信號uUmcost 則則uoA（ uC Am uC u ） AUCm（1AmUmcost）coswCt Uom（1 kaUmUom cost）coswCt Uom（1ma cost）coswCtUomAUCm是未經調制的輸出載波電壓振幅是未經調制的輸出載波電壓振幅ma AmUm kaUmUom調幅系數調幅系數ka是取決于調幅電路的比例常數是取決于調幅電路的比例常數。 4.調幅波的波形

6、調幅波的波形調幅系數不同時的已調波波形調幅系數不同時的已調波波形 0Ma 15.調幅波的頻譜及其帶寬調幅波的頻譜及其帶寬（1）單音頻調幅波）單音頻調幅波uo Uom（1ma cost）coswCtUomcoswCtmaUom/2cos（wC+）t maUom/2cos（wC- ）tBW=（ fc+F）-（fc-F）=2F（2）多音頻調幅波）多音頻調幅波 若若uU1mcos1 t+U2mcos2t +Unmcos nt 則則uo Uom（1ma1 cos 1t+ ma2 cos 2t + man cos nt ）coswCt 帶寬帶寬 BW=2 Fmax6.調幅波的功率關系調幅波的功率關系（1）

7、載波功率）載波功率 Pc =U2cm / （2 RL ）（2） 上、下邊頻功率上、下邊頻功率 P上上= P下下=（maUCm/2）2 /（2 RL） = m2a U2cm / （8 RL ） = m2a Pc / 4（3）總邊頻功率總邊頻功率 P= m2a Pc / 2 （有用的功率有用的功率）（4）總平均功率）總平均功率Pa=Pc+P =（1+ m2a / 2）Pc例題例題設載波功率設載波功率Pc為為100W，問調幅度為，問調幅度為1及及0.3時，總邊頻功率、總平均功率各為多少？時，總邊頻功率、總平均功率各為多少？（ma =1時，時， P= 50W、 Pa=150W、 ma = 0.3 時，

8、時， P= 4.5W、 Pa=104.5W）7.調幅波的幾種調制方式調幅波的幾種調制方式w 普通調幅（普通調幅（AM）：含載頻、上、下邊帶：含載頻、上、下邊帶w 雙邊帶調幅（雙邊帶調幅（DSB）：不含載頻：不含載頻w 單邊帶調幅（單邊帶調幅（SSB）：只含一個邊帶：只含一個邊帶w 殘留單邊帶調幅（殘留單邊帶調幅（VSB）：含載頻、一個：含載頻、一個邊帶邊帶二、雙邊帶調制和單邊帶調制二、雙邊帶調制和單邊帶調制1. 雙邊帶調制雙邊帶調制（1） 雙邊帶調制電路的模型雙邊帶調制電路的模型 （2）DSB信號數學表達式及頻譜寬度信號數學表達式及頻譜寬度uo Am uC u Am Umcost UCm co

9、swCt 1 /2 Am Um UCm cos（wC+）t cos（wC- ）t頻譜寬度頻譜寬度BWDSB =2F （3）DSB的波形（與的波形（與AM比）比）w 包絡線不同包絡線不同 DSB為半波、為半波、AM為全波為全波w 相位不同相位不同 DSB調幅波的高頻調幅波的高頻相位相位在調制信號正負交在調制信號正負交替處要替處要突變突變而而AM波則為連續(xù)變化。波則為連續(xù)變化。（3）DSB的波形的波形2.單邊帶調制（單邊帶調制（SSB）（1）頻譜寬度頻譜寬度 BWSSB =F（2）單邊帶信號產生方法常用濾波法、移單邊帶信號產生方法常用濾波法、移相法相法。 濾波法濾波法是在是在DSB調制后加一帶通濾

10、波器，調制后加一帶通濾波器，濾除一個邊帶，即可得到濾除一個邊帶，即可得到SSB已調波。已調波。 移相法移相法調制電路由兩個乘法器、兩個調制電路由兩個乘法器、兩個90相移器和一個加法器組成相移器和一個加法器組成。移相法單邊帶產生器框圖移相法單邊帶產生器框圖5.1.2 振幅解調電路振幅解調電路w 從已調波中提、恢復調制信號的過程，稱從已調波中提、恢復調制信號的過程，稱為解調，通常也稱為檢波。為解調，通常也稱為檢波。w 完成解調的電路稱為解調器或檢波器。完成解調的電路稱為解調器或檢波器。解調器的頻譜變換解調器的頻譜變換5.1.3 混頻電路混頻電路一、混頻的概念一、混頻的概念將頻率為將頻率為fc的高頻

11、已調載波信號不失真地變換的高頻已調載波信號不失真地變換成頻率為成頻率為fI的中頻已調信號的中頻已調信號。（。（調制規(guī)律不變調制規(guī)律不變） 。 fI 、 fc之間的關系為之間的關系為 fI fc + fL fc fL fc fL fI fL fc fL fc fI fC的混頻稱為上混頻，的混頻稱為上混頻， fI fC的混頻稱為下混的混頻稱為下混頻。頻。調幅廣播收音機一般采用下混頻調幅廣播收音機一般采用下混頻，它的中頻它的中頻規(guī)定為規(guī)定為465kHz。二、混頻器組成框圖及工作原理二、混頻器組成框圖及工作原理 組成框圖組成框圖 工作原理工作原理w 兩個不同頻率的高頻電壓作用于非線性器兩個不同頻率的高

12、頻電壓作用于非線性器件時，經非線性變換，電流中包含直流分件時，經非線性變換，電流中包含直流分量、基波、諧波、和頻、差頻分量等。其量、基波、諧波、和頻、差頻分量等。其中差頻分量中差頻分量fLo-fs就是混頻所需要的中頻成就是混頻所需要的中頻成分，通過中頻帶通濾波器把其它不需要的分，通過中頻帶通濾波器把其它不需要的頻率分量濾掉，取出差頻分量完成混頻。頻率分量濾掉，取出差頻分量完成混頻。w 若同一個非線性器件既完成混頻、又作為若同一個非線性器件既完成混頻、又作為本地振蕩，則這個混頻器通常稱為本地振蕩，則這個混頻器通常稱為變頻器變頻器。高頻電子線路高頻電子線路第五章第五章 信號變換一：振幅調制、信號變

13、換一：振幅調制、 解調與混頻電路解調與混頻電路 5.2 振幅調制電路振幅調制電路5.2 振幅調制電路振幅調制電路w 振幅調制按其功率的高低可分為振幅調制按其功率的高低可分為低電平調制和低電平調制和高電平調制高電平調制。w 低電平調制主要用來實現雙邊帶和單邊帶調制低電平調制主要用來實現雙邊帶和單邊帶調制，目前應用最廣泛的低電平調制電路有：雙差分目前應用最廣泛的低電平調制電路有：雙差分對模擬乘法器調幅、二極管環(huán)形調幅器調幅。對模擬乘法器調幅、二極管環(huán)形調幅器調幅。w 高電平調制主要用于實現普通調幅波調制高電平調制主要用于實現普通調幅波調制，它，它主要用在調幅發(fā)射機的末端主要用在調幅發(fā)射機的末端。5

14、.2.1 模擬乘法器模擬乘法器一、乘法器的電路符號一、乘法器的電路符號二、恒流可變差分放大器的相乘特性二、恒流可變差分放大器的相乘特性 恒流源差分放大器的相乘特性恒流源差分放大器的相乘特性 恒流源差分放大器的相乘特性恒流源差分放大器的相乘特性令令 UT=kT/q 為熱力學電壓為熱力學電壓 Ui=Ube1-Ube2（T300K時，時， UT 26mV） 當當差模輸入電壓差模輸入電壓Ui遠小于遠小于UT ，即，即| Ui | UTIC=Ic1-Ic2Iotanh (Ui/2UT) I0（ Ui /2 UT） Uo=ICRCI0RC（Ui /2 UT） 恒流可變差分放大器的相乘特性恒流可變差分放大器

15、的相乘特性 恒流可變差分放大器的相乘特性恒流可變差分放大器的相乘特性 （兩象限相乘器）（兩象限相乘器） Io變成可變的，即由變成可變的，即由Uy控制控制Io ，而，而Ui=Ux。 當當Ux很小即很小即UxUT，Uy很大即很大即Uyube3， ICI0（Ui/2UT）（Uy/Re）（）（Ux/2UT） Uo=ICRC（RC/Re） （ Ux Uy /2 UT） Uy控制控制Io ，也就控制了，也就控制了V1和和V2的跨導，也稱的跨導，也稱跨導相乘器?？鐚喑似鳌Ｈ?、雙差分模擬相乘器三、雙差分模擬相乘器 （四象限變跨導相乘器）（四象限變跨導相乘器）雙差分放大器的相乘特性雙差分放大器的相乘特性 當當

16、Ux 、UyUT時時 ICI0（Ux/2UT）（）（Uy/2UT）因此，因此，對小信號而言對小信號而言，電路起模擬相乘作用。，電路起模擬相乘作用。可擴大輸入電壓的線性動態(tài)范圍，見可擴大輸入電壓的線性動態(tài)范圍，見P109的圖的圖5.21。四、實用集成模擬相乘器舉例四、實用集成模擬相乘器舉例1. FZ4相乘器的簡化電路圖相乘器的簡化電路圖2. FZ4相乘器的相乘特性相乘器的相乘特性 Uo4UxUyRC/（I3RxRy）=KUxUy 其中其中K=4RC/（I3RxRy），稱為相乘因子。），稱為相乘因子。w 在在Uo的表達式中已不再有的表達式中已不再有UT，這說明在這種電，這說明在這種電路中，不再有路

17、中，不再有Ux 、UyUT的要求，的要求，即擴展了即擴展了輸入電壓輸入電壓Ux 、Uy的線性動態(tài)范圍。的線性動態(tài)范圍。5.2.2 低電平調制電路低電平調制電路一、模擬相乘器調幅原理一、模擬相乘器調幅原理 雙邊帶調幅雙邊帶調幅相乘器相乘器 uo= Amuxuy設設ux為載波為載波uCUCmcoswCt uy為調制信號為調制信號uUmcost則則uo=AmUCmcoswCt Umcost =0.5AmUCmUm cos（wC+）t cos（wC- ）t 實現實現DSB調制調制 普通調幅普通調幅相乘器相乘器 uo=Amuxuy設設ux為載波為載波uCUCmcoswCt uy為調制信號疊加直流信號即為

18、調制信號疊加直流信號即 uy Uo+Umcost則則uo=AmUCmcoswCt （Uo+Umcost） =AmUCmUocoswCt0.5AmUmUCmcos（wC+）t0.5AmUmUCmcos（wC- ）t ma=Um/Uo即調節(jié)直流電壓即調節(jié)直流電壓Uo可改變可改變ma二、集成模擬乘法器實現調幅二、集成模擬乘法器實現調幅1.典型的調制解調器典型的調制解調器MC1596內部電路圖內部電路圖2. MC1596實現普通調幅的電路實現普通調幅的電路w 為了獲得合適的直流電壓為了獲得合適的直流電壓Uo ，以調節(jié)，以調節(jié)ma的大的大小，在輸入端的小，在輸入端的1、4間接入了兩個間接入了兩個750的

19、電的電阻，阻，50k的電位器（也稱調零電路）。的電位器（也稱調零電路）。w 一般輸入載波信號在（一般輸入載波信號在（100400）mV，調，調制信號在（制信號在（1060）mV，已避免已調信號，已避免已調信號失真。失真。3. MC1596實現雙邊帶調幅見實現雙邊帶調幅見p112圖圖5.26。三、環(huán)形調幅器三、環(huán)形調幅器實現實現DSB調幅調幅w 原理圖5.2.3 高電平調制電路高電平調制電路一、一、基極調幅基極調幅 原理圖原理圖要實現基要實現基極調幅，應工作在欠壓狀態(tài)極調幅，應工作在欠壓狀態(tài)各元件作用各元件作用T1：高頻變壓器：高頻變壓器 T2：低頻變壓器：低頻變壓器T3：輸出變壓器：輸出變壓器

20、C1：低頻旁路：低頻旁路 C2：高頻旁路、低頻開路：高頻旁路、低頻開路CE：交流旁路：交流旁路RE、RB1、RB2：偏置電阻：偏置電阻EB0=RB2EC/（RB1+RB2）-IERE L、C回路：帶通濾波器把回路：帶通濾波器把AM信號取出信號取出二、二、集電極調幅集電極調幅 原理圖原理圖為為實現集電極調幅，應工作在實現集電極調幅，應工作在弱過壓狀態(tài)弱過壓狀態(tài)高頻電子線路高頻電子線路5.3 振幅解調電路振幅解調電路5.3 振幅解調電路振幅解調電路w 按解調方法分有按解調方法分有包絡檢波包絡檢波和和同步檢波同步檢波。w 包絡檢波包絡檢波是指檢波器輸出電壓與輸入已調波是指檢波器輸出電壓與輸入已調波的

21、包絡成正比的檢波方法。這種方法只適用的包絡成正比的檢波方法。這種方法只適用于于AM波。波。w 同步檢波同步檢波是本地載波和發(fā)送載波必須保持同是本地載波和發(fā)送載波必須保持同頻同相，即完全同步的檢波方法。它對于頻同相，即完全同步的檢波方法。它對于AM、DSB、SSB、VSB都適用，但解調都適用，但解調AM信號比包絡檢波復雜，所以很少采用。信號比包絡檢波復雜，所以很少采用。單頻調制時包絡檢波器的輸入與輸出波形單頻調制時包絡檢波器的輸入與輸出波形同步檢波器的框圖同步檢波器的框圖5.3.1 二極管包絡檢波電路二極管包絡檢波電路一、二極管包絡檢波電路的工作原理一、二極管包絡檢波電路的工作原理 原理圖原理圖

22、要求：要求：1/wcCLRL 濾去高頻濾去高頻 1/CL RL 取出低頻取出低頻 即低通濾波器即低通濾波器 工作原理工作原理（輸入信號大于（輸入信號大于0.5v） 檢波過程檢波過程w ui正半周時，二極管導通，即輸入電壓正半周時，二極管導通，即輸入電壓ui對對CL充電。充電。由于二極管正向電阻很小，故充電時間常數小，很由于二極管正向電阻很小，故充電時間常數小，很快充到輸入電壓峰值，充電電壓相對二極管是附加快充到輸入電壓峰值，充電電壓相對二極管是附加了反向偏置了反向偏置uo ，當，當ui下降到小于充電電壓下降到小于充電電壓uo時，二時，二極管截止，極管截止， CL向向RL放電，由于放電，由于RL

23、很大，放電時間很大，放電時間常數大，故常數大，故CL上電壓還沒下降多少，輸入信號上電壓還沒下降多少，輸入信號ui下下一個周期又來到，充電、放電一個周期又來到，充電、放電 如此循環(huán)，直如此循環(huán)，直到電容上的充放電達到平衡。到電容上的充放電達到平衡。 輸入等幅波時檢波器的工作過程輸入等幅波時檢波器的工作過程 輸入輸入AM信號時檢波器工作過程信號時檢波器工作過程檢波過程檢波過程w 以上檢波過程，實際上是二極管在端電壓以上檢波過程，實際上是二極管在端電壓ui-uo的作用下，依次導通、截止，使得的作用下，依次導通、截止，使得流過的電流過的電流為尖頂余弦脈沖，其中含有直流分量、低流為尖頂余弦脈沖，其中含有

24、直流分量、低頻調制分量、高頻基波分量及各次諧波分量。頻調制分量、高頻基波分量及各次諧波分量。由低通濾波器濾除高頻基波和各次諧波分量，由低通濾波器濾除高頻基波和各次諧波分量，保留下與包絡變化規(guī)律相對應的低頻電壓信保留下與包絡變化規(guī)律相對應的低頻電壓信號。號。w結論：利用二極管的單向導電性和檢波負載結論：利用二極管的單向導電性和檢波負載電阻、電容的充放電過程來完成檢波任務。電阻、電容的充放電過程來完成檢波任務。二、主要技術指標二、主要技術指標二、主要技術指標二、主要技術指標 檢波效率檢波效率大大直流傳輸系數直流傳輸系數 Kd=UD/UCm交流傳輸系數交流傳輸系數 Ka=Um/ma UCm 檢波器的

25、輸入阻抗檢波器的輸入阻抗 Ri =Ucm/Ic1m RL/2為了減小檢波器對諧振回路的影響，常采用為了減小檢波器對諧振回路的影響，常采用三極管射極包絡檢波器（三極管射極包絡檢波器（p116）。）。三、二極管包絡檢波電路中的失真三、二極管包絡檢波電路中的失真1. 對角線失真對角線失真（惰性失真）（惰性失真）原因：原因：RLCL選得太大，放電太慢，跟選得太大，放電太慢，跟不上輸入信號包絡線的變化不上輸入信號包絡線的變化2. 底部切割失真底部切割失真（負峰切割失真）（負峰切割失真）1. 對角線失真（惰性失真）對角線失真（惰性失真）1. 對角線失真（惰性失真）對角線失真（惰性失真）w 調制信號調制信號

26、越高、越高、 ma越大，則包絡下降速越大，則包絡下降速度越快，越易產生惰性失真度越快，越易產生惰性失真w 為避免產生惰性失真為避免產生惰性失真 RLCL1- m2a / （maxmma ）2. 底部切割失真底部切割失真（負峰切割失（負峰切割失真）真）w 是指耦合電容是指耦合電容Cc通過電阻通過電阻RL放電，對二極管引放電，對二極管引入一附加偏置電壓，導致二極管截止而引入的入一附加偏置電壓，導致二極管截止而引入的失真。失真。2.底部切割失真（負峰切割失真）底部切割失真（負峰切割失真）2. 底部切割失真（負峰切割失真）底部切割失真（負峰切割失真）w 為為避免負峰切割失真避免負峰切割失真，應滿足，應

27、滿足UCm（1ma ）RLUCm/（RL+RL）即即maRL/（RL+RL）=R /RLw R RL / RL 為低頻交流負載電阻，為低頻交流負載電阻， RL為檢波器的直流負載電阻。為檢波器的直流負載電阻。w 可見檢波器的可見檢波器的負峰切割失真產生的原因是負峰切割失真產生的原因是檢波器交、直流負載電阻不等造成的檢波器交、直流負載電阻不等造成的。 減小交、直流負載電阻值差別的檢波電路減小交、直流負載電阻值差別的檢波電路5.3.2 同步檢波電路同步檢波電路1. 疊加型同步檢波電路疊加型同步檢波電路w 工作原理將雙邊帶信號與同步信號疊加，疊加后的信號工作原理將雙邊帶信號與同步信號疊加，疊加后的信號

28、是普通調幅波，然后再經包絡檢波器，解調出調制信號。是普通調幅波，然后再經包絡檢波器，解調出調制信號。環(huán)形調幅器實現檢波環(huán)形調幅器實現檢波2. MC1596模擬乘法器構成的模擬乘法器構成的同步檢波同步檢波 檢波原理檢波原理w 本地載波必須與發(fā)送載波同頻同相，即完全同步本地載波必須與發(fā)送載波同頻同相，即完全同步。MC1596接成同步檢波器接成同步檢波器高頻電子線路高頻電子線路 5.4 混頻電路混頻電路一、混頻器組成框圖及工作原理一、混頻器組成框圖及工作原理 組成框圖組成框圖二二、對混頻器的主要要求對混頻器的主要要求 混頻增益混頻增益高高混頻增益是指混頻器輸出中頻電壓振幅混頻增益是指混頻器輸出中頻電

29、壓振幅與輸入的高頻電壓振幅之比。與輸入的高頻電壓振幅之比。 A 20lg（UI Us）或）或 G20lg（PI Ps）2. 失真和干擾要小（各種組合頻率分量引起）失真和干擾要?。ǜ鞣N組合頻率分量引起）3. 噪聲系數噪聲系數NF小小 NF =10 lg（Ps / PN ）/（PI / PN ） 4. 選擇性好、工作穩(wěn)定性好選擇性好、工作穩(wěn)定性好5.4.1 混頻電路混頻電路混頻電路按所用器件分：混頻電路按所用器件分：二極管混頻器、晶體三極管二極管混頻器、晶體三極管、場效應管場效應管、差分對管差分對管混頻電路按工作特點分：混頻電路按工作特點分：單管混頻器、單管混頻器、平衡平衡 、環(huán)形環(huán)形一、晶體三極

30、管混頻電路一、晶體三極管混頻電路 1. 混頻電路的基本形式混頻電路的基本形式(書中書中P123)共共e：b極輸入、極輸入、b極注入極注入/ b極輸入、極輸入、e極注入極注入共共b：e極輸入、極輸入、e極注入極注入 / e極輸入、極輸入、b極注入極注入 工作原理工作原理w 信號電壓和本振電壓串聯后，加在管子信號電壓和本振電壓串聯后，加在管子發(fā)射結發(fā)射結be上，利用上，利用ic和和ube的非線性關系即的非線性關系即ica0a1（uLo+us）a2（uLo+us）2 進進行頻率變換，輸出電流中包含直流分量、行頻率變換，輸出電流中包含直流分量、基波分量、諧波、和頻、差頻分量，通基波分量、諧波、和頻、差

31、頻分量，通過過LC并聯諧振回路這一中頻帶通濾波器并聯諧振回路這一中頻帶通濾波器取出差頻分量，完成混頻。取出差頻分量，完成混頻。3. 三極管混頻電路三極管混頻電路4. 實用混頻電路實用混頻電路（1）自激式變頻電路自激式變頻電路（2） 他激式混頻電路他激式混頻電路(書中書中p123圖圖5.45)二、二極管平衡混頻電路二、二極管平衡混頻電路 原理圖及等效電路原理圖及等效電路 工作原理工作原理u1=uLo+ us i1a0a1u1 a2u12 u2=uLo- us i2a0a1u2 a2u22 i1a0a1（ uLo+ us）a2（ uLo+ us）2 i2a0a1（ uLo- us）a2（ uLo-

32、 us ）2 i1-i22a1us+4a2usuLo+6a3usuLo2+2a3us3+ 三、二極管環(huán)形混頻器三、二極管環(huán)形混頻器 原理圖及等效電路原理圖及等效電路 工作原理工作原理i=（i1- i2）-（i3- i4） =8a2usuLo+16a4us3uLo+16a4usuLo3+ 為保證二極管工作在開關狀態(tài)，本振信號的為保證二極管工作在開關狀態(tài)，本振信號的功率必須足夠大，且輸入信號功率必須遠小功率必須足夠大，且輸入信號功率必須遠小于本振功率。于本振功率。 優(yōu)點優(yōu)點w 靈敏度及抑制干擾方面比平衡混頻器更優(yōu)靈敏度及抑制干擾方面比平衡混頻器更優(yōu)越越四、模擬相乘器混頻電路四、模擬相乘器混頻電路5

33、.4.2 混頻干擾混頻干擾一、組合頻率干擾一、組合頻率干擾有用輸入信號產生有用輸入信號產生二、副波道干擾（寄生通道干擾）二、副波道干擾（寄生通道干擾）三、交調干擾三、交調干擾 外來無用信號產生外來無用信號產生四、互調干擾四、互調干擾一、組合頻率干擾一、組合頻率干擾干擾哨聲干擾哨聲 產生原因產生原因 有用信號頻率有用信號頻率fs與本振信號頻率與本振信號頻率fLo的組合頻率接的組合頻率接近于有用中頻而產生的干擾近于有用中頻而產生的干擾。 即即 |p fLoq fs|= fI=fIF 式中式中F為可聽見的音頻頻率為可聽見的音頻頻率比如：比如： fs=931kHz、 fI=465kHz、 fLo=13

34、96kHz當當p=1、q=2時時 fI=-1396+2931=466kHz 抑制措施抑制措施 p、q越小，影響越大。越小，影響越大。措施：措施：uLom取小些、取小些、 usm取小些、合理選擇取小些、合理選擇中頻。中頻。為避免最強的干擾哨聲，應將接收機中頻選為避免最強的干擾哨聲，應將接收機中頻選在接收機頻段外。在接收機頻段外。二、副波道干擾二、副波道干擾w 原因：外來干擾信號與本振的組合頻率產原因：外來干擾信號與本振的組合頻率產生的干擾。生的干擾。即即|p fLoq fN|=fI最強的兩種干擾最強的兩種干擾 中頻干擾中頻干擾 當當p=0、q=1時，時， fN=fI 鏡像干擾鏡像干擾 當當p=1

35、、q=1時，時， fN= fLo+fI抑制副波道干擾的辦法抑制副波道干擾的辦法w 提高前級各電路的頻率選擇性。在混頻電提高前級各電路的頻率選擇性。在混頻電路之前將這些干擾信號濾除。路之前將這些干擾信號濾除。w 對中頻干擾也可在高放輸入回路接入中頻對中頻干擾也可在高放輸入回路接入中頻陷波器或高通濾波器。陷波器或高通濾波器。三、交叉調制干擾（交調干擾）三、交叉調制干擾（交調干擾）w 原因：一個已調的強干擾信號與有用信號（已原因：一個已調的強干擾信號與有用信號（已調波）同時作用于混頻器，經非線性作用，使調波）同時作用于混頻器，經非線性作用，使輸出中頻信號的包絡上疊加有干擾電壓的包絡，輸出中頻信號的包

36、絡上疊加有干擾電壓的包絡，而而形成對有用信號的干擾形成對有用信號的干擾。w 現象：有用信號與干擾信號同存亡?，F象：有用信號與干擾信號同存亡。w 措施：提高前級電路的選擇性選擇合適的混頻措施：提高前級電路的選擇性選擇合適的混頻器件及其工作狀態(tài)，使混頻器工作在弱非線性器件及其工作狀態(tài)，使混頻器工作在弱非線性區(qū)。區(qū)。四、互調干擾四、互調干擾w 原因：兩個干擾信號彼此混頻，產生頻率原因：兩個干擾信號彼此混頻，產生頻率接近于有用信號頻率而造成的干擾。接近于有用信號頻率而造成的干擾。w 現象：只接收到干擾信號。現象：只接收到干擾信號。高頻電子線路高頻電子線路5.5 自動增益控制自動增益控制復習提問 該電路

37、為何種檢波器？用于解調何種調該電路為何種檢波器？用于解調何種調幅波？幅波？ 當輸入當輸入AM波時，波時， uo為怎樣的波形？為怎樣的波形？ 當把二極管反向，則當把二極管反向，則uo又為怎樣的波形？又為怎樣的波形？結論結論 從檢波二極管陰極取出為正電壓從檢波二極管陰極取出為正電壓 從檢波二極管陽極取出為負電壓從檢波二極管陽極取出為負電壓 檢波器輸出電壓的幅度與輸入調幅波幅檢波器輸出電壓的幅度與輸入調幅波幅度成正比度成正比一、增益控制的必要性一、增益控制的必要性 接收的信號為不同的功率、不同的距離。接收的信號為不同的功率、不同的距離。 接收機的環(huán)境會發(fā)生變化。接收機的環(huán)境會發(fā)生變化。 由于電離層的

38、變化，使接收的信號有衰落。由于電離層的變化，使接收的信號有衰落。 接收機與發(fā)射機之間的相對距離發(fā)生變化。接收機與發(fā)射機之間的相對距離發(fā)生變化。 電源電壓不穩(wěn)定。電源電壓不穩(wěn)定。 由于以上原因使輸入信號有強有弱，就由于以上原因使輸入信號有強有弱，就必須使用必須使用自動增益控制（自動增益控制（AGC）來控制接收來控制接收機的增益使其隨輸入信號強弱變化。機的增益使其隨輸入信號強弱變化。其目的其目的是使接收機輸出電平保持一定。是使接收機輸出電平保持一定。二、AGC的分類1. 簡單簡單AGC(平均值型平均值型AGC) 一有外來信號，一有外來信號，AGC立刻起作用。這對微弱立刻起作用。這對微弱信號的接收不利。信號的接收不利。2. 延遲式延遲式AGC在小于檢波器的控制電壓在小于檢波器的控制電壓U時，時，AGC不起作用不起作用。無無AGC延遲延遲AGC簡單簡單AGCUoUi三、具有三、具有AGC控制的接收機控制的接收機方框圖方框圖四、四、AGC電壓的產生電壓的產生 產生方法產生方法（1） 平均值型平均值型（2） 延遲式延遲式 平均值型平均值型AGC電路電路 平均值型平均值型AGC電路電路在包絡檢波中，在包絡檢波中， RLCL太大會產