課題三調(diào)制電路和解調(diào)電路應(yīng)用

1、任務(wù)任務(wù) 1 調(diào)幅電路的安裝和調(diào)試調(diào)幅電路的安裝和調(diào)試任務(wù)任務(wù) 2 檢波器的安裝和調(diào)試檢波器的安裝和調(diào)試任務(wù)任務(wù) 3 調(diào)頻電路的安裝和調(diào)試調(diào)頻電路的安裝和調(diào)試任務(wù)任務(wù) 4 鑒頻器的安裝和調(diào)試鑒頻器的安裝和調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解調(diào)幅的概念及調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)的基本組成。了解調(diào)幅的概念及調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)的基本組成。2. 熟悉調(diào)幅波的波形和頻譜特點(diǎn)。熟悉調(diào)幅波的波形和頻譜特點(diǎn)。3. 掌握調(diào)幅電路的基本組成、典型的調(diào)幅電路工作原理。掌握調(diào)幅電路的基本組成、典型的調(diào)幅電路工作原理。4. 能仿真測(cè)試調(diào)幅電路，能制作與調(diào)試調(diào)幅發(fā)射機(jī)。能仿真測(cè)試調(diào)幅電路，能制作與調(diào)試調(diào)幅發(fā)射機(jī)。任務(wù) 1 調(diào)幅電路的安裝和調(diào)試

2、任務(wù)描述任務(wù)描述調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)的基本組成框圖本任務(wù)的內(nèi)容是認(rèn)識(shí)調(diào)幅電路的組成和工作原理，制作和調(diào)試簡單的調(diào)幅發(fā)射機(jī)。相關(guān)知識(shí)相關(guān)知識(shí) 普通調(diào)幅過程中的信號(hào)波形a) 調(diào)制信號(hào) b) 載波 c) 普通調(diào)幅波 (Ma 1) 單音調(diào)制信號(hào)的普通調(diào)幅波頻譜圖a) 單音調(diào)制信號(hào)頻譜 b) 載波頻譜 c) 普通調(diào)幅波頻譜調(diào)制信號(hào)頻率范圍為 F1Fn的普通調(diào)幅波頻譜a) 調(diào)制信號(hào)頻譜 b) 載波顏?zhàn)V c) 普通調(diào)幅法頻譜二、調(diào)幅電路的組成及工作原理二、調(diào)幅電路的組成及工作原理如果把調(diào)制信號(hào)和載波同時(shí)加到一個(gè)非線性器件(如二極管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管等)上，則經(jīng)過頻率變換作用可以產(chǎn)生新的頻率分量，再利用諧振回路選出

3、所需的頻率成分，就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。 如圖所示為調(diào)幅電路的組成框圖。調(diào)幅電路的組成框圖三、典型的調(diào)幅電路三、典型的調(diào)幅電路1. 晶體管調(diào)幅電路晶體管調(diào)幅電路對(duì)于晶體管調(diào)幅電路而言，根據(jù)調(diào)制信號(hào)加到晶體管的電極不同，可分為三類:基極調(diào)幅電路、發(fā)射極調(diào)幅電路和集電極調(diào)幅電路。這里僅介紹典型的基極調(diào)幅電路，如圖所示。典型的基極調(diào)幅電路基極調(diào)幅電路的波形基極調(diào)幅的優(yōu)點(diǎn)是由于調(diào)制信號(hào)接在基極回路，對(duì)于調(diào)制信號(hào)只需很小的功率;缺點(diǎn)是效率較低，調(diào)制線性不如集電極調(diào)幅。2 . 模擬乘法器調(diào)幅電路模擬乘法器調(diào)幅電路 模擬乘法器 MC1496 調(diào)幅電路學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 熟悉檢波器的基本組成和分類。熟悉檢波器的基本

4、組成和分類。2. 掌握二極管峰值包絡(luò)檢波器的組成和工作原理。掌握二極管峰值包絡(luò)檢波器的組成和工作原理。3 . 了解同步檢波器的工作原理。了解同步檢波器的工作原理。4. 能仿真測(cè)試檢波器，能完成檢波器的安裝和調(diào)試。能仿真測(cè)試檢波器，能完成檢波器的安裝和調(diào)試。任務(wù) 2 檢波器的安裝和調(diào)試本任務(wù)的內(nèi)容是認(rèn)識(shí)檢波器的基本組成和工作原理并完成檢波器的安裝和調(diào)試。任務(wù)描述任務(wù)描述超外差式調(diào)幅收音機(jī)的組成框圖相關(guān)知識(shí)相關(guān)知識(shí)一、檢波器的基本組成和分類一、檢波器的基本組成和分類1.檢波器的基本組成檢波器的基本組成檢波器的作用是把調(diào)制信號(hào)從調(diào)幅波中提取出來，其輸入信號(hào)為調(diào)幅波，輸出信號(hào)為調(diào)制信號(hào)。檢波器輸入、

5、輸出信號(hào)的波形圖和頻譜圖a) 波形圖 b) 頻譜圖檢波器的基本組成框圖2. 檢波器的分類檢波器的分類按照輸人信號(hào)(調(diào)幅波)大小，檢波器可以分為小信號(hào)檢波器和大信號(hào)檢波器。按照檢波方法不同，檢披器又可分為包絡(luò)檢波器和同步檢波器。按照所用非線性器件的不同，檢波器可以分為三極管檢波器、 晶體管檢波器、場(chǎng)效應(yīng)管檢波器和模擬乘法器檢波器等。 二、二極管峰值包絡(luò)檢波器二、二極管峰值包絡(luò)檢波器1.工作原理工作原理如圖所示為二極管峰值包絡(luò)檢波器原理圖。二極管峰值包絡(luò)檢波器原理圖 二極管峰值包絡(luò)檢法器工作圖解a) 二極管導(dǎo)通，電容 C 充電 b) 二極管截止，電容 C 放電二極管峰值包絡(luò)檢波過程是利用二極管的單

6、向?qū)щ娞匦院蜋z波器負(fù)載RC 的充放電過程實(shí)現(xiàn)的。輸入普通中頗調(diào)幅波時(shí)檢波器的輸入輸出信號(hào)波形圖a) 輸入信號(hào)ui 輸出信號(hào) uo波形 b) 輸出信號(hào) uo波形2 . 工作失真問題工作失真問題檢波器要求輸出低頻調(diào)制信號(hào)必須與輸人中頻調(diào)幅波的包絡(luò)變化規(guī)律相同，如果兩者之間變化規(guī)律不同，則稱為失真。(1) 惰性失真惰性失真是由于放電時(shí)間常數(shù) RC 太大所引起的。這種失真是由于電容 C 的惰性太大引起的，所以稱為惰性失真。一般要求放電時(shí)間常數(shù) RC 滿足下式式中 ， fc載波頻率；Fmax為調(diào)制信號(hào)頻率的最大值。惰性失真(2) 負(fù)峰切割失真負(fù)峰切割失真是由于檢波器的直流負(fù)載電阻 R 與交流(音頻)負(fù)載

7、電阻 R 不相等而且調(diào)幅度 Ma 又相當(dāng)大時(shí)引起的。這種失真通常使檢波器音頻輸出電壓的負(fù)峰被切割，因此稱為負(fù)峰切割失真。 負(fù)蜂切割失真a) 電路圖 b) 失真波形負(fù)蜂切割失真a) 電路圖 b) 失真波形實(shí)際電路中，可以采用各種措施來減小交、直流負(fù)載電阻值的差別。 二極管峰值包絡(luò)檢波器的改進(jìn)電路3. 典型應(yīng)用電路典型應(yīng)用電路 超外差式調(diào)幅收音機(jī)部分電路三、同步檢波器三、同步檢波器為了正常地進(jìn)行解調(diào)，插入的載波應(yīng)該與調(diào)制發(fā)射端的載波電壓完全同步，這就是同步檢波名稱的來由。 模擬乘法器 MC1496 組成的同步檢波電路學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 了解調(diào)頻的概念及調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的基本組成。了解調(diào)頻的概念及調(diào)

8、頻廣播發(fā)射機(jī)的基本組成。2. 熟悉調(diào)頻波的波形和頻譜特點(diǎn)。熟悉調(diào)頻波的波形和頻譜特點(diǎn)。3. 了解調(diào)頻的實(shí)現(xiàn)方法，掌握常用調(diào)頻電路的工作原理。了解調(diào)頻的實(shí)現(xiàn)方法，掌握常用調(diào)頻電路的工作原理。4. 能仿真測(cè)試調(diào)頻電路，能制作與調(diào)試調(diào)頻發(fā)射電路。能仿真測(cè)試調(diào)頻電路，能制作與調(diào)試調(diào)頻發(fā)射電路。任務(wù) 3 調(diào)頻電路的安裝和調(diào)試本任務(wù)的內(nèi)容是分析調(diào)頻電路的工作原理，制作和調(diào)試簡單的調(diào)頻無線話筒發(fā)射器。任務(wù)描述任務(wù)描述小功率調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的基本組成框圖相關(guān)知識(shí)相關(guān)知識(shí)一一 、調(diào)頻波的波形和頻譜、調(diào)頻波的波形和頻譜1.調(diào)頻波的波形調(diào)頻波的波形調(diào)幅波的特點(diǎn)是其載波的振幅始終保持不變，而頻率隨著調(diào)制信號(hào)變化而變化。

9、 當(dāng)初始相位為零時(shí)，單音頻調(diào)制的調(diào)頻波一般表達(dá)式為調(diào)頻波是一個(gè)瞬時(shí)頻率與調(diào)制信號(hào)電壓瞬時(shí)值成正比變化的等幅波，頻偏僅與調(diào)制信號(hào)電壓的振幅成正比關(guān)系，而與調(diào)制信號(hào)的頻率無關(guān)。調(diào)頻過程中的信號(hào)波形a) 載波 b) 調(diào)制信號(hào) c) 調(diào)頻波2. 調(diào)頻波的頻譜調(diào)頻波的頻譜頻率調(diào)制不是將信號(hào)的頻譜在頻率軸上直接平移 而是將信號(hào)各頻率分量進(jìn)行非線性變換。因此，頻率調(diào)制屬于非線性調(diào)制，其頻譜搬移過程也屬于非線性頻譜搬移過程。單音頻調(diào)制信號(hào)的調(diào)頻波頻譜圖a) 單音頻調(diào)制信號(hào) b) 載波 c) 調(diào)頻波二、調(diào)頻的實(shí)現(xiàn)方法二、調(diào)頻的實(shí)現(xiàn)方法直接調(diào)頻是由調(diào)制信號(hào)直接控制載波振蕩器中振蕩回路的參數(shù)，從而使振蕩頻率隨調(diào)制信

10、號(hào)的大小而變化。把一個(gè)可變電抗器件(受控的可變電容或電感)接入 LC回路，并用低頻調(diào)制信號(hào)去控制改變電抗器件的電抗值，即可產(chǎn)生振蕩頻率隨調(diào)制信號(hào)變化的調(diào)頻波。直接調(diào)頻的優(yōu)點(diǎn)是振蕩器和調(diào)制器合二為一，電路簡單；在實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻的要求下，可以獲得相對(duì)較大的頻偏。直接調(diào)頻的主要缺點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度不高。直接調(diào)頻常用于對(duì)頻率穩(wěn)定度要求不高的場(chǎng)合?？勺冸娍蛊骷?shí)現(xiàn)直接調(diào)頻示意圖三、常用的調(diào)頻電路三、常用的調(diào)頻電路1.電容式話筒調(diào)頻電路電容式話筒調(diào)頻電路電容式話筒調(diào)頻電路a) 原理圖 b) 簡化等效電路2. 改變晶體管極間電容的調(diào)頻電路改變晶體管極間電容的調(diào)頻電路加在半導(dǎo)體 PN 結(jié)上的反向電壓發(fā)生變化時(shí)，將會(huì)

11、引起結(jié)電容的變化，這就是 PN 結(jié)的變?nèi)菪?yīng)。在晶體管電路中，晶體管的集電結(jié)就是一個(gè)加上反向電壓的 PN 結(jié)，利用晶體管集電結(jié)的變?nèi)菪?yīng)可以實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。 改變晶體管組間電容的調(diào)頻電路3. 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管是根據(jù)半導(dǎo)體 PN 結(jié)的結(jié)電容能隨反向電壓變化而制成的一種半導(dǎo)體二極管，它是一種電壓控制可變電抗器件。 結(jié)電容在反向電壓 uR 控制不隨時(shí)間變化a) 結(jié)電容 Cj -uR 曲線 b) 反向電壓uR c) 結(jié)電容 Cj -t 曲線在如圖所示變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路中，虛線左邊是典型的 LC 正弦波振蕩器(變壓器反饋式調(diào)集振蕩器) ，右邊是變?nèi)荻O管電路。變?nèi)荻O

12、管直接調(diào)頻電路如圖所示是變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路的振蕩回路簡圖，振蕩頻率為變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路的振蕩回路簡圖學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)l. 掌握鑒頻的實(shí)現(xiàn)方法和鑒頻特性。掌握鑒頻的實(shí)現(xiàn)方法和鑒頻特性。2. 了解斜率鑒頻器、相位鑒頻器、比例鑒頻器的工作原理。了解斜率鑒頻器、相位鑒頻器、比例鑒頻器的工作原理。3. 熟悉鑒頻器在收音機(jī)電路中的應(yīng)用熟悉鑒頻器在收音機(jī)電路中的應(yīng)用 。4. 能仿真測(cè)試鑒頻器，能完成鑒頻器的安裝和調(diào)試。能仿真測(cè)試鑒頻器，能完成鑒頻器的安裝和調(diào)試。任務(wù) 4 鑒頻器的安裝和調(diào)試本任務(wù)的內(nèi)容是認(rèn)識(shí)鑒頻器的組成及工作原理并完成鑒頻器的安裝和調(diào)試。任務(wù)描述任務(wù)描述 超外差式調(diào)頻收音機(jī)電路組成框

13、圖相關(guān)知識(shí)相關(guān)知識(shí)鑒頻是調(diào)頻的相反過程，即接收機(jī)從調(diào)頻波信號(hào)中取出調(diào)制信號(hào)的過程。 實(shí)現(xiàn)鑒頻的電路稱為鑒頻器。鑒頻器是調(diào)頻收音機(jī)、電視接收機(jī)等接收設(shè)備必不可少的電路。一、鑒頻器的基本工作原理一、鑒頻器的基本工作原理完成鑒頻工作的鑒頻器通常應(yīng)該由兩個(gè)部分組成：一部分是將調(diào)頻波轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)幅調(diào)頻波的電路，另一部分是振幅檢波器。鑒頻器的基本組成框圖如圖所示。鑒頻器的基本組成框圖鑒頻特性曲線二、斜率鑒頻器二、斜率鑒頻器利用 LC 并聯(lián)諧振曲線的近似直線部分(如圖中的 AB 段或 BC 段) ，可以將頻率的變化轉(zhuǎn)換為振幅的變化。斜率鑒頻器是利用 LC 并聯(lián)諧振曲線的傾斜部分，將輸入振幅一定的等幅調(diào)頻波轉(zhuǎn)換為

14、輸出振幅隨調(diào)制信號(hào)變化的調(diào)幅調(diào)頻波，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)頻率檢波。 LC 并聯(lián)諧振特性曲線單失諧回路斜率鑒頻器原理圖a) 電路圖 b) 波形圖1.單失諧回路斜率鑒頻器單失諧回路斜率鑒頻器雙失諧回路斜率鑒頻器原理圖a) 電路圖 b) 鑒頻特性曲線2. 雙失諧回路斜率鑒頻器雙失諧回路斜率鑒頻器三、相位鑒頻器三、相位鑒頻器相位鑒頻器又稱為雙調(diào)諧鑒頻器，它是利用雙耦合諧振電路的一次側(cè)回路和二次側(cè)回路電壓的相位差隨頻率變化的原理，把等幅調(diào)頻波轉(zhuǎn)變?yōu)榉入S瞬時(shí)頻率變化的調(diào)幅調(diào)頻波，再經(jīng)振幅檢波器恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)的一種鑒頻電路。 相位鑒頻器基本電路圖相位鑒頻器的鑒頻特性曲線鑒頻特性曲線相位鑒頻器的鑒頻過程是利用回路失諧將

15、調(diào)頻波的頻率變化轉(zhuǎn)換為耦合諧振回路一次側(cè)電壓和二次側(cè)電壓之間相位關(guān)系的變化，再將這兩個(gè)電壓相位關(guān)系的變化轉(zhuǎn)換為幅度的變化，即得到調(diào)幅調(diào)頻波，最后由振幅檢波器取出原調(diào)制信號(hào)，從而完成調(diào)頻波的解調(diào)過程。四、比例鑒頻器四、比例鑒頻器1.鑒頻原理鑒頻原理比例鑒頻器的基本電路如圖所示。比例鑒頻器電路圖理論分析證明，鑒頻器輸出電壓的振幅并不取決于兩個(gè)振幅檢波器輸入電壓振幅本身的大小，而只取決于它們的比例或比值，比例鑒頻器這一名稱正是由此而來。 比例鑒頻器等效電路圖2. 自限幅原理自限幅原理當(dāng)比例鑒頻器輸人的調(diào)頻波有噪聲干擾等使調(diào)頻波幅度發(fā)生變化時(shí)，兩個(gè)振幅檢波器輸人電壓的振幅同時(shí)增大或減小，但是它們的比值可以維持不變，因而比例鑒頻器輸出電壓uo與輸入調(diào)頻波的振幅變化無關(guān)，這就是比例鑒頻器本身所具有的限幅作用。比例鑒頻器電容C5限幅充電、 放電示意圖五、鑒頻器在五、鑒頻器在 FM 收音機(jī)中的應(yīng)用收音機(jī)中的應(yīng)用1. 乘積型相位鑒頻器乘積型相位鑒頻器乘積型相位鑒頻器是先將調(diào)頻波經(jīng)過一個(gè)線性移相網(wǎng)絡(luò)變換成調(diào)相調(diào)頻波