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1、1VD1VD32C2LRLT2VD4VD2T3T1 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(gè)二極管個(gè)二極管D3、D4,使電路中四個(gè)二使電路中四個(gè)二極管極管首尾相接首尾相接。 T1的初、次級(jí)匝的初、次級(jí)匝數(shù)比為數(shù)比為1:2,T2的的2:1,T3的的1:1。 1. 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)3241VDVDVDVD構(gòu)成環(huán)形。構(gòu)成環(huán)形。 mcmccmcmcoscosUUtUutUu 且且 設(shè):設(shè):(3)二極管)二極管環(huán)形環(huán)形電路實(shí)現(xiàn)電路實(shí)現(xiàn)DSB信號(hào)信號(hào)。組成平衡電路截止、導(dǎo)通、;組成平衡電路截止、導(dǎo)通、IIVDVDVDVDtuIVDVDVDVDtucc, 0)(, 0)(21434321則
2、有則有 VD1VD32C2LRLT2VD4VD2T3T1+uL- -u+- -u+- -u+- -+ - -uc+ - -uc22. 工作原理分析工作原理分析當(dāng)當(dāng)0)( tuc時(shí),平衡電路時(shí),平衡電路I在負(fù)載回路中產(chǎn)生的電壓為:在負(fù)載回路中產(chǎn)生的電壓為:)()(4)(1L1tutSRgtuLd )()(4)(2L2tutSRgtuLd 0)( tuc時(shí),平衡電路時(shí),平衡電路II在負(fù)載回路中產(chǎn)生的電壓為:在負(fù)載回路中產(chǎn)生的電壓為:當(dāng)當(dāng) 而其中:而其中: 0)(00)(1)(1tututScc 0)(10)(0)(2tututScc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)
3、載RL上產(chǎn)生的電壓為:上產(chǎn)生的電壓為: )()(4)()()(42121tutSgRtutStSgRuuudLdLLLL 3 0)(10)(1)(tututScc式中式中稱(chēng)為稱(chēng)為雙向開(kāi)關(guān)函數(shù)。雙向開(kāi)關(guān)函數(shù)。的付里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為:的付里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為:) t (S而而.5cos543cos34cos4)( ttttSccc tUtttgRumcccdLLcos.5cos543cos34cos44有有 的頻率成份:只有組合頻率的頻率成份:只有組合頻率Lu cn 12性能更接近理想乘法器。性能更接近理想乘法器。3c- 3c+c- c+經(jīng)濾波后的輸出電壓:經(jīng)濾波后的輸出電壓: ttURgtucmLdL
4、coscos16)( )()(4)()()(42121tutSgRtutStSgRuuudLdLLLL T2的的次級(jí)次級(jí)輸出電壓為:輸出電壓為:ttRUguuLcLmdLcoscos82tS (t)uc (t)t1- -15.5(29)5.5(8)42. 集成模擬乘法器調(diào)幅電路集成模擬乘法器調(diào)幅電路 用集成模擬相乘器來(lái)實(shí)現(xiàn)各種調(diào)幅,用集成模擬相乘器來(lái)實(shí)現(xiàn)各種調(diào)幅,電路簡(jiǎn)單,電路簡(jiǎn)單,性能優(yōu)越且穩(wěn)定性能優(yōu)越且穩(wěn)定,調(diào)整方便,調(diào)整方便,利于設(shè)備的小型化。利于設(shè)備的小型化。 R151R6RW50k21k3.9k1kC2C2uo- -EE= - -8V964178Ry3MC1596510EC=12VR
5、4R4R5uxuyR2R3R7R8R9C2C21k51516.8k7507503.9k 1)MC1596構(gòu)成的調(diào)幅電路構(gòu)成的調(diào)幅電路RcRcEcVT1VT2VT3VT4VT5VT6VT7VT8VDRyRy-EE X通道兩輸入端通道兩輸入端8腳和腳和7腳直流電腳直流電位相同,位相同,Y通道兩通道兩輸入端輸入端1腳和腳和4腳之腳之間接有間接有調(diào)零調(diào)零電路電路 可通過(guò)調(diào)節(jié)電位器可通過(guò)調(diào)節(jié)電位器RW,使,使1腳腳電位比電位比4腳高腳高Uo,相當(dāng)于在,相當(dāng)于在1、4腳腳之間加了一個(gè)之間加了一個(gè)直流電壓直流電壓Uo,以產(chǎn)生,以產(chǎn)生普通調(diào)普通調(diào)幅波幅波 AM。 實(shí)際應(yīng)用中,高頻載波電壓實(shí)際應(yīng)用中,高頻載波電
6、壓uc加加到到X輸入端口,調(diào)制信號(hào)電壓輸入端口,調(diào)制信號(hào)電壓u及及直流電壓直流電壓Uo加到加到Y(jié)輸入端口,從輸入端口,從6腳腳單端輸出單端輸出AM信號(hào)。信號(hào)。 5tUUccmxcosR151R6RW50k21k3.9k1kC2C2uo- -EE= - -8V964178Ry3MC1596510EC=12VR4R4R5uxuyR2R3R7R8R9C2C21k51516.8k7507503.9ktUUUmycos0ttUkUtUkUUkUucmcmccmyxcoscoscos00ttmUu cacos)cos1(0tUUmycos若若則則ttUu ccoscos0AM調(diào)幅調(diào)幅DSB調(diào)幅調(diào)幅62)
7、BG314構(gòu)成的調(diào)幅電路構(gòu)成的調(diào)幅電路 RLuxuy13kIox10k28.2kR11141294Rw8133R13R37- -EE=-15V+15V561011IoyEC=15V- -15V10kRwxRwy2k2kRxRy BG314(MC1595)8.2k10k10k10k6.8k3.3kCLN1N2uo 8腳附加腳附加補(bǔ)償調(diào)零補(bǔ)償調(diào)零電壓電壓UXIS,12腳除腳除附加補(bǔ)償零附加補(bǔ)償零電壓電壓UYIS,還還加上直流電壓加上直流電壓-U0。ux=uc=Ucmcosctuy=u- -(- -Uo)=Uo+Umcost 若若2、14腳兩端外接腳兩端外接LC諧振回諧振回路的等效諧振電阻為路的等效
8、諧振電阻為RL ,則則2(或或14)腳與地之間的負(fù)載為腳與地之間的負(fù)載為 RL 21 由式由式(4-50)可推出變壓器次級(jí)回可推出變壓器次級(jí)回路輸出的調(diào)幅波電壓為:路輸出的調(diào)幅波電壓為: ttUURRIUUnRuucomyxOxcmoLAMocos)cos1 (如果如果uy=u= Umcost ttRRIUUnRuucyxOxcmmLDSBocoscosAM調(diào)幅調(diào)幅DSB調(diào)幅調(diào)幅7這種調(diào)制是在這種調(diào)制是在高頻功率放大器高頻功率放大器中進(jìn)行的,通常分為:中進(jìn)行的,通常分為:AM信號(hào)大都用于無(wú)線電廣播,因此多用高電平調(diào)制。信號(hào)大都用于無(wú)線電廣播,因此多用高電平調(diào)制。5.3 .2 高電平調(diào)幅電路高電
9、平調(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)8集電極電流為集電極電流為尖頂余弦脈沖尖頂余弦脈沖RbCbVTCCcT1T2T3Libo 電路中電路中Cb為高頻旁路電容;為高頻旁路電容;Cc對(duì)高頻旁路,而對(duì)低頻調(diào)制對(duì)高頻旁路,而對(duì)低頻調(diào)制信號(hào)呈高阻抗信號(hào)呈高阻抗;Rb為基極自給為基極自給偏壓電阻。放大器工作在偏壓電阻。放大器工作在丙丙類(lèi)類(lèi)狀態(tài)狀態(tài) ,集電極電路中除直流電集電極電路中除直流電壓壓EC外,還串有外,還串有調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)tUtumcos)(tUEtUmCCcos)(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-
10、 -+uo- -+ECUC(t)1. 集電極調(diào)幅電路集電極調(diào)幅電路 臨界臨界過(guò)壓過(guò)壓欠壓欠壓ECu(t)UC(t)iC1m(t)icicuCEEcu(t)ic tiC1 tUc(t) tuBEmax晶體管工作晶體管工作于過(guò)壓狀態(tài)于過(guò)壓狀態(tài)第二章第二章2.3(14)9VTT1T2LCLBC1Ce1Ce2CCC2C3C4CReR1R2 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,Ce1、Ce2、C2、C3、C4、CC 高頻旁路電容,高頻旁路電容,Re射極射極偏置電阻。偏置電阻。低頻調(diào)制信號(hào)低頻調(diào)制信號(hào)u(t)通過(guò)耦通過(guò)耦合電容合電容C1加在電感線圈加在
11、電感線圈LB上上。電源。電源EC經(jīng)經(jīng)R1、R2分壓為基極提供直流偏置分壓為基極提供直流偏置電壓電壓UBO ,即,即基極有效動(dòng)態(tài)偏壓為:基極有效動(dòng)態(tài)偏壓為:tUUtuUtUmBOBOBcos)()(基極調(diào)幅電路的調(diào)幅效率較低,輸出波形較差,但基極調(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)制信號(hào)的功率較小。所要求基極輸入調(diào)制信號(hào)的功率較小。ECUBO+- -+uc- -+u- -+uo- -UB(t)2. 基極基極調(diào)幅電路調(diào)幅電路 icuCEuBO臨界臨界過(guò)壓過(guò)壓欠壓欠壓UBou(t)UB(t)ic1m(t)uCE tic1 tic tu(t)ic晶體管工作晶體管工作于欠壓狀態(tài)于欠壓
12、狀態(tài)105.3 一個(gè)調(diào)幅發(fā)射機(jī)的載波輸出功率為一個(gè)調(diào)幅發(fā)射機(jī)的載波輸出功率為5 kW,ma=70%,被調(diào)被調(diào)級(jí)的平均效率為級(jí)的平均效率為50%。試求:(。試求:(1)邊頻功率;()邊頻功率;(2)電路為)電路為集電極調(diào)幅時(shí),直流電源供給被調(diào)級(jí)的功率;(集電極調(diào)幅時(shí),直流電源供給被調(diào)級(jí)的功率;(3) 電路為基電路為基級(jí)調(diào)幅時(shí),直流電源供給被調(diào)級(jí)的功率。級(jí)調(diào)幅時(shí),直流電源供給被調(diào)級(jí)的功率。解:解: kWPc57 . 0am5 .0kWPmPPcaLU6125.042(1)kWPmPca225.1422邊(2)集電極調(diào)幅)集電極調(diào)幅kWPPcD10(3) 基級(jí)調(diào)幅基級(jí)調(diào)幅,則則 kWPPPPLUcD
13、45.125.1(10)11解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程,是從高頻是從高頻已調(diào)波中恢復(fù)出原低頻調(diào)制已調(diào)波中恢復(fù)出原低頻調(diào)制信號(hào)的過(guò)程信號(hào)的過(guò)程。從頻譜上看,解調(diào)也是一種信號(hào)頻譜的線性搬移過(guò)。從頻譜上看,解調(diào)也是一種信號(hào)頻譜的線性搬移過(guò)程,是將程,是將高頻高頻(中頻)中頻)端的信號(hào)頻譜搬移到端的信號(hào)頻譜搬移到低頻低頻端,端,解調(diào)過(guò)程是解調(diào)過(guò)程是和調(diào)制過(guò)程相對(duì)應(yīng)的,不同的調(diào)制方式對(duì)應(yīng)于不同的解調(diào)方法和調(diào)制過(guò)程相對(duì)應(yīng)的,不同的調(diào)制方式對(duì)應(yīng)于不同的解調(diào)方法 。振幅調(diào)制過(guò)程:振幅調(diào)制過(guò)程: 解調(diào)過(guò)程解調(diào)過(guò)程 AM調(diào)制調(diào)制 DSB調(diào)制調(diào)制 SSB調(diào)制調(diào)制包絡(luò)檢波:包絡(luò)檢波: 同步檢波同步檢波: 峰
14、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 5.4 調(diào)調(diào)幅幅信號(hào)的解調(diào)信號(hào)的解調(diào) 5.4.1調(diào)幅解調(diào)(調(diào)幅解調(diào)(頻率變換頻率變換)的方法)的方法 1 包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波 t調(diào)幅波調(diào)幅波調(diào)幅波(調(diào)幅波(高高)頻譜)頻譜c+c- - c輸出信號(hào)(輸出信號(hào)(低低)頻譜)頻譜包絡(luò)檢波輸出包絡(luò)檢波輸出t 非線性非線性 電路電路低通濾波器低通濾波器t調(diào)幅波調(diào)幅波t調(diào)幅波調(diào)幅波t調(diào)幅波調(diào)幅波包絡(luò)檢波輸出包絡(luò)檢波輸出t包絡(luò)檢波輸出包絡(luò)檢波輸出t包絡(luò)檢波輸出包絡(luò)檢波輸出t5.5(28)調(diào)幅波(調(diào)幅波(中中)頻譜)頻譜I+I- - I或或12 由于由于
15、DSB和和SSB信號(hào)的包絡(luò)不同于調(diào)制信號(hào),不能用包絡(luò)信號(hào)的包絡(luò)不同于調(diào)制信號(hào),不能用包絡(luò)檢檢 波器,波器,只能用同步檢波器,但只能用同步檢波器,但需注意需注意同步同步檢波過(guò)程中,為檢波過(guò)程中,為了正常解調(diào),必須了正常解調(diào),必須恢復(fù)恢復(fù)載波信號(hào),而所恢復(fù)的載波必須與原載波信號(hào),而所恢復(fù)的載波必須與原調(diào)制載波調(diào)制載波同步同步(即(即同頻同相同頻同相)。)。 乘法器乘法器低通濾波器低通濾波器uDSBuc u2 同步檢波同步檢波包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器 加法器加法器uDSBucuuAM解調(diào)解調(diào)載波載波乘積型乘積型疊加型疊加型13 當(dāng)檢波電路的輸入當(dāng)檢波電路的輸入信號(hào)信號(hào)為高頻等幅波,即為高頻等幅波,即ui
16、(t)=Uimcosct時(shí),時(shí),Kd定義為輸出直流電壓定義為輸出直流電壓Uo與輸入高頻電壓振幅與輸入高頻電壓振幅Uim的比值,即的比值,即imodUUK (1) 電壓傳輸系數(shù)電壓傳輸系數(shù)Kd 3. 檢波電路的檢波電路的主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo) 是指檢波電路的輸出電壓和輸入高頻電壓振幅之比。是指檢波電路的輸出電壓和輸入高頻電壓振幅之比。 當(dāng)輸入高頻調(diào)幅波當(dāng)輸入高頻調(diào)幅波ui(t)=Uim(1+macost)cosct時(shí),時(shí),Kd定義定義為輸出低頻信號(hào)為輸出低頻信號(hào)分量的振幅分量的振幅Um與輸入高頻調(diào)幅波包絡(luò)變化與輸入高頻調(diào)幅波包絡(luò)變化的振幅的振幅maUim的比值,即的比值,即 (2) 等效輸入電
17、阻等效輸入電阻Rid imamdUmUK 因?yàn)闄z波器是非線性電路,因?yàn)闄z波器是非線性電路,Rid的定義與線性放大器是不相的定義與線性放大器是不相同的。同的。Rid定義為輸入高頻等幅電壓的振幅定義為輸入高頻等幅電壓的振幅Uim,與輸入端高頻,與輸入端高頻脈沖電流基波分量的振幅之比,即脈沖電流基波分量的振幅之比,即 1mimidIUR (3) 非線性失真系數(shù)非線性失真系數(shù)Kf 式中,式中,U、U2、U3分別為分別為輸出電壓中調(diào)制信號(hào)的基波和各輸出電壓中調(diào)制信號(hào)的基波和各次諧波分量的有效值。次諧波分量的有效值。 (4) 高頻濾波系數(shù)高頻濾波系數(shù)F 檢波器輸出電壓中的高頻分量應(yīng)該盡可能的被濾除,以免檢
18、波器輸出電壓中的高頻分量應(yīng)該盡可能的被濾除,以免產(chǎn)生高頻寄生反饋,導(dǎo)致接收機(jī)工作不穩(wěn)定。產(chǎn)生高頻寄生反饋,導(dǎo)致接收機(jī)工作不穩(wěn)定。 高頻濾波系數(shù)的定義為,高頻濾波系數(shù)的定義為,輸入高頻電壓的振幅輸入高頻電壓的振幅Uim與輸出高與輸出高頻電壓的振幅頻電壓的振幅Uom的比值的比值,即,即omimUUF 在輸入高頻電壓一定的情況下,濾波系數(shù)在輸入高頻電壓一定的情況下,濾波系數(shù)F越大,則檢波器輸出越大,則檢波器輸出端的高頻電壓越小,濾波效果越好。通常要求端的高頻電壓越小,濾波效果越好。通常要求F(50100)。 UUUKf2322 非線性失真的大小,一般用非線性失真系數(shù)非線性失真的大小,一般用非線性失真
19、系數(shù)Kf表示。當(dāng)輸入表示。當(dāng)輸入信號(hào)信號(hào)為單頻調(diào)制的調(diào)幅波時(shí),為單頻調(diào)制的調(diào)幅波時(shí),Kf定義為定義為 145.4.2 二極管大信號(hào)包絡(luò)檢波器二極管大信號(hào)包絡(luò)檢波器 1. 大信號(hào)大信號(hào)包絡(luò)包絡(luò)檢波的工作原理檢波的工作原理 (1) 電路組成電路組成 ZL+- -uiVDRC+- -uiRui+- -Crd它是由輸入回路、二極管它是由輸入回路、二極管VD和和RC低低通濾波器組成。通濾波器組成。 RC低通濾波電路有兩個(gè)作用:低通濾波電路有兩個(gè)作用: 對(duì)低頻調(diào)制信號(hào)對(duì)低頻調(diào)制信號(hào)u來(lái)說(shuō),電容來(lái)說(shuō),電容C的的容抗容抗 ,電容,電容C相當(dāng)于開(kāi)路,電阻相當(dāng)于開(kāi)路,電阻R就作為檢波器的負(fù)載,其兩端產(chǎn)生輸就作為檢
20、波器的負(fù)載,其兩端產(chǎn)生輸出低頻解調(diào)電壓出低頻解調(diào)電壓。RC1 對(duì)高頻載波信號(hào)對(duì)高頻載波信號(hào)uc來(lái)說(shuō),電容來(lái)說(shuō),電容C的容抗的容抗 ,電容,電容C相當(dāng)于相當(dāng)于短路,起到對(duì)高頻電流的旁路作用,即濾除高頻信號(hào)。短路,起到對(duì)高頻電流的旁路作用,即濾除高頻信號(hào)。 RC c1理想情況下,理想情況下,RC低通濾波網(wǎng)絡(luò)所呈現(xiàn)的阻抗為低通濾波網(wǎng)絡(luò)所呈現(xiàn)的阻抗為: : RZZZ)(0)()(cL151. 大信號(hào)大信號(hào)(0.5(0.51V)1V)包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波的工作原理的工作原理(2) 工作原理分析工作原理分析 + uD - -+- -uoiduD= ui- - uoRi充充+- -uoi放放+- -ui+- -
21、uiVDRCui+- -Crd 當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào)ui(t)為調(diào)幅波時(shí),那么載波為調(diào)幅波時(shí),那么載波正半周時(shí)二極管正向?qū)?,輸入高頻電壓正半周時(shí)二極管正向?qū)ǎ斎敫哳l電壓通過(guò)二極管對(duì)電容通過(guò)二極管對(duì)電容C充電,充電時(shí)間常數(shù)充電,充電時(shí)間常數(shù)為為rdC。因?yàn)橐驗(yàn)閞dC較小,充電很快,電容上較小,充電很快,電容上電壓建立的很快電壓建立的很快,輸出電壓輸出電壓uo(t) 很快增長(zhǎng)很快增長(zhǎng) 。 作用在二極管作用在二極管VD兩端上的電壓為兩端上的電壓為ui(t)與與uo(t)之差,即之差,即uD= ui- - uo。所以二。所以二極管的導(dǎo)通與否取決于極管的導(dǎo)通與否取決于uD 當(dāng)當(dāng)uD= ui- -
22、uo0,二極管導(dǎo)通;二極管導(dǎo)通;當(dāng)當(dāng)uD= ui- - uo50)3533115231tg3333RrRgdd代入上式可得:代入上式可得:18ttmUucaimi 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 峰值檢波器常作為峰值檢波器常作為超外差接收機(jī)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,故其輸入故其輸入阻抗對(duì)前級(jí)的有載阻抗對(duì)前級(jí)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,這也是峰值檢波這也是峰值檢波器的主要缺點(diǎn)。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(wú)
23、關(guān),為恒定值,與輸入信號(hào)大小無(wú)關(guān),亦即檢波效率恒定,與輸入信號(hào)的值無(wú)關(guān)。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(wú)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(chēng)為線性檢波。與輸出信號(hào)之間為線性關(guān)系,故稱(chēng)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,對(duì)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)
24、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,上的損耗功率,由能量守恒的原則,檢波器輸入端口的高由能量守恒的原則,檢波器輸入端口的高頻功率頻功率 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上消耗上消耗的功率的功率 即有即有 RUKRU2im2did2im2 又因又因Kd=cos 1 RR21id 所以所以 imdUUK05.5(29)直流電壓直
25、流電壓19 (1) 惰性失真惰性失真(對(duì)角線失真)對(duì)角線失真)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,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)為真是由于電容放電惰性引起的,故稱(chēng)為惰性失真惰性失真。 在二極管峰值型檢波器中,存在著兩種特有失真:在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 底部切割失真底部切割失真3. 檢波器的失真檢波器的失真 一般為了提高檢波效率和濾波效果(一般為了提高檢波效率和濾波效果(C越大,高頻波紋越?。?,總越大,高頻波紋越?。?,總希望選取較大的希望選取較大的R、C值,但值,但如果如果R
26、、C 取值取值過(guò)大過(guò)大,使,使R、C的放電時(shí)間的放電時(shí)間常數(shù)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)包絡(luò)下降下降速度時(shí),速度時(shí),(2) 產(chǎn)生惰性失真的原因:產(chǎn)生惰性失真的原因: 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上電壓的上電壓的變化率應(yīng)變化率應(yīng)大于或等于大于或等于包絡(luò)信號(hào)的包絡(luò)信號(hào)的變化率,即變化率,即ttUtuAMc)(tui(t)與與uc(t)uc(t)ui(t)20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
27、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)cos1 (1tmUuaimCttmUucaimicos)cos1 ()cos1()(tmUtUaimAM 1sin)(tUmttUimaAM RCttaimCetmUtu1)cos1()(1 )cos1(111tmURCtuaimttC 11sin)cos1 (1tmUtmURCaimaim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(guò)通過(guò)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
28、: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;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,并且各頻率分量所對(duì)應(yīng)的調(diào)制系數(shù)且各頻率分量所對(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)該也
29、不相同,設(shè)計(jì)檢波器時(shí),應(yīng)該用最大調(diào)制度用最大調(diào)制度mmax和最高調(diào)制頻率和最高調(diào)制頻率max來(lái)檢驗(yàn)有無(wú)惰性失真,其檢來(lái)檢驗(yàn)有無(wú)惰性失真,其檢驗(yàn)公式為驗(yàn)公式為maxmax2max1mmRC 0cos1sincos)cos1(22222 tmtRCmttmmRCdtdAaaaa即:即:可見(jiàn),可見(jiàn),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。21)1 (aimmU Uim(1-ma)(2)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
30、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
31、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(lái)說(shuō)來(lái)說(shuō)相當(dāng)于一個(gè)反向偏置電壓,會(huì)影相當(dāng)于一個(gè)反向偏置電壓,會(huì)影響二極管的工作狀態(tài)。響二極管的工作狀態(tài)。 在輸入調(diào)幅波包絡(luò)的在輸入調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)半周峰值負(fù)半周峰值處可能會(huì)處可能會(huì)低于低于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+-
32、 -CRLRVDCd+UDC - -+- -UR+u(t)- - 要防止這種失真,必須要求調(diào)幅波要防止這種失真,必須要求調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)峰值包絡(luò)的負(fù)峰值Uim(1- -ma) 大于直流電大于直流電壓壓UR。即即RRRUmUimLaim)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: LLLLRRRRRRRRm/a式中,式中,R=RL/R為檢波器輸出為檢波器輸出端的交流負(fù)載電阻,而端的交流負(fù)載電阻,而R為直為直流負(fù)載電阻。因此必須限制交、流負(fù)載電阻。因此必須限制交、直流負(fù)載的差別。直流負(fù)載的差別。 22一般:一般: 1)/( idsscLRRCQ (1) 回路有載回路有載LQ要大:這應(yīng)
33、該從選擇性及通頻帶的要求來(lái)考慮。要大:這應(yīng)該從選擇性及通頻帶的要求來(lái)考慮。cTRC 為高頻載波周期為高頻載波周期cT(2) 為了保證輸出的高頻紋波小為了保證輸出的高頻紋波小要求:要求:cRC 1 或或 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)的頻率失真(若輸出信號(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(若輸出信號(hào)為一個(gè)低頻限帶信號(hào))要求:要求: 不不影影響響下下限限頻頻率率不不影影響響上上限限頻頻率率ddLCCRCRCminmax11 min maxmaxmax2max1mmRC(4) 為了避免惰性失真:要求:為了避免惰性失真:要求:LLaR
34、RRmRRRL/(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)RidRLCVDRCsLsRsisCd低頻信號(hào)中的高頻部分不要低頻信號(hào)中的高頻部分不要被被C旁路了旁路了23cos.1dK +- -ui+- -uiVDRCui+- -CrdRR 21.2idmaxmax2max1.3mmRC RRRRRRRRm /. 4LLLa+- -ui+- -uiVDR2C2LRdcCRLRVDCd1R+-限制交、直流負(fù)限制交、直流負(fù)載的差別的措施載的差別的措施3333RrRgdd idR iu 一般一般較小較小1RC124ttmUttUUkUucacmccmmacmAMc
35、os)cos1 (cos)cos1 (ttUkUttUkUucccmmccmmDSB)cos()cos(21coscostUtUkUtucccmmSSBU)cos()cos(21)(tUtUkUtucccmmSSBL)cos()cos(21)(max2 FBAMmax2 FBDSBmaxFBSSB)cos1 (0tmUuacm1dk25 疊加型疊加型乘積型乘積型同步檢波器可分為:同步檢波器可分為:三三同步檢波同步檢波(Synchronous Detection)注意:兩種檢波器注意:兩種檢波器都需要在接收端恢復(fù)載波都需要在接收端恢復(fù)載波1. 乘積型乘積型乘法器乘法器低通濾低通濾 波器波器uDS
36、Buc 本地載波本地載波u(t)設(shè)輸入已調(diào)波:設(shè)輸入已調(diào)波:ttUucDSB coscos )cos(1 tUucc 而恢復(fù)的本地載波為:而恢復(fù)的本地載波為: 則相乘器輸出為:則相乘器輸出為: tttUUtttUUuuccccccDSB111coscoscos21)cos(coscos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: cc 1令令)cos(cos)cos(cos21 ttUttUUuccccc22 本地載波本地載波DSB信號(hào)信號(hào)26討論:討論: (1)當(dāng)恢復(fù)的本地載波與發(fā)射端的調(diào)制載波同步(當(dāng)恢復(fù)的本地載波與發(fā)射端的調(diào)制載波同步(同頻,同相同頻,同相)則有:則有:0 c 0 tUu cos無(wú)失真將調(diào)制信號(hào)恢復(fù)出來(lái)無(wú)失真將調(diào)制信號(hào)恢復(fù)出來(lái) 00 c(2)若本地載波與調(diào)制載波有頻差,即:若本地載波與調(diào)制載波有頻差,即:ttUuccoscos即引起振幅失真。即引起振幅失真。 tUucoscos 則則 cos 引入一個(gè)引入一個(gè)振幅的衰減因子振幅的衰減因子,如果如果隨時(shí)間變化,也會(huì)引起振幅失真隨時(shí)間變化,也會(huì)引起振幅失真。乘法器乘法器低通濾低通濾 波器波器uDSBuc 本地載波本地載波u(t)cos
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