第6章振幅調(diào)制、解調(diào)及混頻

1、第6章 振幅調(diào)制、解調(diào)及混頻 6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制 6.2 調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)調(diào)幅信號(hào)的解調(diào) 6.3 混頻混頻幾個(gè)概念幾個(gè)概念載波信號(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)） （低頻信號(hào)（低頻信號(hào)/基帶信號(hào)）基帶信號(hào)） 語(yǔ)言語(yǔ)言圖像圖像 tUu cos密碼密碼已調(diào)信號(hào)（已調(diào)波）：經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻信號(hào)（已調(diào)信號(hào)（已調(diào)波）：經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻信號(hào)（射頻信號(hào)射頻信號(hào)）解解 調(diào)：調(diào)：調(diào)制的逆過(guò)程，即從已調(diào)波信號(hào)中提取原調(diào)制調(diào)制的逆過(guò)程，即從已調(diào)波

2、信號(hào)中提取原調(diào)制 信號(hào)的過(guò)程。信號(hào)的過(guò)程。 調(diào)調(diào) 制：調(diào)制是指用想要傳輸?shù)男盘?hào)（調(diào)制信號(hào)）去控制：調(diào)制是指用想要傳輸?shù)男盘?hào)（調(diào)制信號(hào)）去控制載波的某個(gè)制載波的某個(gè)參數(shù)參數(shù)的過(guò)程。的過(guò)程。調(diào)制的原因調(diào)制的原因4從切實(shí)可行的天線出發(fā)從切實(shí)可行的天線出發(fā)為使天線能有效地發(fā)送和接收電磁波，天線的幾何為使天線能有效地發(fā)送和接收電磁波，天線的幾何尺寸必須和信號(hào)波長(zhǎng)相比擬，一般不宜短于尺寸必須和信號(hào)波長(zhǎng)相比擬，一般不宜短于1/4波長(zhǎng)。波長(zhǎng)。音頻信號(hào)音頻信號(hào): 20Hz20kHz 波長(zhǎng)：波長(zhǎng)：15 15000 km天線長(zhǎng)度天線長(zhǎng)度: 3.75 3750km4便于不同電臺(tái)相同頻段基帶信號(hào)的同時(shí)接收便于不同電臺(tái)相

3、同頻段基帶信號(hào)的同時(shí)接收頻譜搬移頻譜搬移1c2c4便于不同電臺(tái)相同頻段基帶信號(hào)的同時(shí)接收便于不同電臺(tái)相同頻段基帶信號(hào)的同時(shí)接收AM540 （除：福山、長(zhǎng)島、蓬萊、招遠(yuǎn)、棲霞、海陽(yáng)）AM1035（除：長(zhǎng)島、萊州、蓬萊、招遠(yuǎn)、棲霞、海陽(yáng)）AM756 （除：長(zhǎng)島、龍口、萊陽(yáng)、蓬萊）AM945 （僅限：龍口）濟(jì)南市 山東人民廣播電臺(tái) 1548 煙臺(tái)市 山東人民廣播電臺(tái)綜合臺(tái) 918煙臺(tái)市 煙臺(tái)電臺(tái)新聞綜合頻道 1314煙臺(tái)市 煙臺(tái)電臺(tái)經(jīng)濟(jì)生活頻道 801 中央人民廣播電臺(tái)（調(diào)幅）接收頻率中央人民廣播電臺(tái)（調(diào)幅）接收頻率山東人民廣播電臺(tái)（調(diào)幅）接收頻率山東人民廣播電臺(tái)（調(diào)幅）接收頻率4可實(shí)現(xiàn)的回路帶寬可

4、實(shí)現(xiàn)的回路帶寬基帶信號(hào)特點(diǎn)：頻率變化范圍很大?；鶐盘?hào)特點(diǎn)：頻率變化范圍很大。01BWfQ高頻窄帶信號(hào)高頻窄帶信號(hào)頻譜搬移頻譜搬移低頻（音頻）低頻（音頻）: 20Hz20kHz1000minmaxff高頻（射頻）高頻（射頻）:3minmaxffAM廣播信號(hào)廣播信號(hào): 535 1605kHz，BW=20kHz501k1000k200fBW2k10k200fBWlowhigh2020k10k1000k100k選擇性差選擇性差選擇性好選擇性好6.1 6.1 振幅調(diào)制振幅調(diào)制1 1、AMAM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2 2、調(diào)幅信號(hào)波形、調(diào)幅信號(hào)波形3 3、調(diào)幅波的頻譜及帶寬、調(diào)幅波的頻譜及

5、帶寬4 4、普通調(diào)幅波的功率關(guān)系、普通調(diào)幅波的功率關(guān)系5 5、雙邊帶信號(hào)、雙邊帶信號(hào)(DSB )(DSB )6 6、單邊帶信號(hào)、單邊帶信號(hào)7 7、殘留邊帶調(diào)幅、殘留邊帶調(diào)幅設(shè)：載波信號(hào)：設(shè)：載波信號(hào)： tUuccc cos 調(diào)制調(diào)制信號(hào)：信號(hào)： （單音單音） tUu cos那么調(diào)幅那么調(diào)幅信號(hào)（已調(diào)波）可表達(dá)為：信號(hào)（已調(diào)波）可表達(dá)為： ttUucmAM cos)( 由于由于調(diào)幅調(diào)幅信號(hào)的振幅與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系信號(hào)的振幅與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，即有：，即有： tUkUtUacm cos)(，式中，式中ak為比例常數(shù)為比例常數(shù)即：即： )cos1()cos1()(tmUtUUkUtUaccacm

6、 式中式中ma為為調(diào)制度調(diào)制度， caaUUkm 表示調(diào)制深度的量表示調(diào)制深度的量, 0maU時(shí)，而uDuc+u,可進(jìn)一步認(rèn)為二極管的通斷主要由uc控制,可得000DDcDcg uuiu 電流iD的頻譜如圖6-16(b)所示，經(jīng)輸出濾波器(調(diào)諧在c，帶寬為帶寬為2F)選出輸出頻率分量：下邊帶(頻)、載頻、上邊帶(頻)，即AM信號(hào)。coscos22cos()cos()DDDDCcDDCcCcgggiUUtUtggUtUt (6-29) 流過(guò)二極管的電流流過(guò)二極管的電流iD為為 （2）利用模擬乘法器產(chǎn)生普通調(diào)幅波 模擬乘法器是以差分對(duì)放大器為核心的，基本的差分對(duì)放大器如下圖：H(j)H(j)Ecu

7、A EcuBV3V1V2uoRe0(1)tanh()2BAoeTuuiIEV00135(1cos)tanh(cos)2(1cos)( )coscos3cos5coceTcccUUiIttEVImtxttt(6-30) 若將載波將載波uC加至加至uA，調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)u加到加到uB，則有：由單差分對(duì)關(guān)系單差分對(duì)關(guān)系式： (6-31) 式中，m=U/Ee，x=UCVT。若集電極濾波回路的中心頻率為fc，帶寬為2F，諧振阻抗為RL，則經(jīng)濾波后的輸出電壓：01( )(1cos)cosoLcuI Rxmtt(6-32) 3 3、DSBDSB調(diào)制電路調(diào)制電路 1）二極管平衡DSB調(diào)制電路 單二極管電路只能

8、產(chǎn)生AM信號(hào)，不能產(chǎn)生DSB信號(hào)。二極管平衡電路和二極管環(huán)形電路可以產(chǎn)生DSB信號(hào)。 電路如圖6-19所示，T2次級(jí)電流：2()LDcig Kt u(6-33) 22coscos()cos()22cos(3)cos(3)33DDcDcDcDcg Utg Utg Utg Utg Ut 圖6-19 二極管平衡調(diào)制電路 帶通濾波器T1RLT2ucVD1VD2N2uD1uD2AN1N1OBN2ON1uN2uo(t)1coscos22cos()cos()DDDDCcDDCcCcgggiUUtUtggUtUt 單管電流：?jiǎn)喂茈娏鳎?.2.2 二極管平衡電路二極管平衡電路1電路電路圖圖57（a）是二極管平衡

9、電路的原理電路。它是由兩個(gè)性能一）是二極管平衡電路的原理電路。它是由兩個(gè)性能一致的二極管及中心抽頭變壓器致的二極管及中心抽頭變壓器T1、T2接成平衡電路的。接成平衡電路的。圖57 二極管平衡電路第五章內(nèi)容（插入頁(yè)第五章內(nèi)容（插入頁(yè)4-1）42 2工作原理工作原理?xiàng)l件：條件：二極管處于大信號(hào)工作狀態(tài)，二極管處于大信號(hào)工作狀態(tài)，即即U20.5V。二極管主要工作在截止區(qū)和二極管主要工作在截止區(qū)和線性區(qū)，二極管的伏安特線性區(qū)，二極管的伏安特性可用折線近似。性可用折線近似。U2U1，二極管開(kāi)關(guān)主要受，二極管開(kāi)關(guān)主要受u2控制?？刂?。若忽略輸出電壓的反作用，若忽略輸出電壓的反作用，則加到兩個(gè)二極管的電壓則

10、加到兩個(gè)二極管的電壓uD1、uD2為。為。122121uuuuuuDD加到兩個(gè)二極管上的控制電壓u2是同相的，因此兩個(gè)二極管的導(dǎo)通、截止時(shí)間是相同的，其時(shí)變電導(dǎo)也是相同的。由此可得流過(guò)兩管的電流i1、i2分別為第五章內(nèi)容（插入頁(yè)第五章內(nèi)容（插入頁(yè)4-2）2022-5-2043111221212221( )()()( )()()DDDDig t ug Kt uuig t ug Kt uui1、i2在T2次級(jí)產(chǎn)生的電流分別為：2221211211iiNNiiiNNiLL流過(guò)負(fù)載初級(jí)變壓器的電流i1、i2方向相反，磁通相消，故次級(jí)總電流為：1212212()LLLLDiiiiiig Kt u 一般一

11、般N1=N2第五章內(nèi)容（插入頁(yè)第五章內(nèi)容（插入頁(yè)4-3）44考慮u1U1cos1t，代入上式可得1112112112112122coscos()cos()22cos(3)cos(3)33LDDDDDig Utg Utg Utg Utg Ut1212212()LLLLDiiiiiig Kt u 使次級(jí)回路諧振在所需頻率上，諧振阻抗為RL，選取該頻率分量，轉(zhuǎn)換為電壓。完成頻譜搬移功能。2的的諧波分量較之前（諧波分量較之前（5-385-38）少）少了很多，也沒(méi)有了直流分量了很多，也沒(méi)有了直流分量第五章內(nèi)容（插入頁(yè)第五章內(nèi)容（插入頁(yè)4-4） iL中包含F(xiàn)分量和(2n+1)fcF(n=0，1，2，)分量

12、，若輸出濾波器的中心頻率為fc、寬為2F、諧振阻抗為RL，則輸出電壓為：22cos()cos()4coscosoLDcLDcLDcuRg UtRg UtR gUtt(6-34) 二極管平衡調(diào)制器是通過(guò)平衡方式，將載波抑制掉二極管平衡調(diào)制器是通過(guò)平衡方式，將載波抑制掉，從而獲得從而獲得DSB信號(hào)。信號(hào)。2) 二極管環(huán)形DSB調(diào)制電路雙平衡電路 為進(jìn)一步減少組合分量，可采用雙平衡調(diào)制器(環(huán)形調(diào)制器)，如圖6-22所示。在u1=u，u2=uC的情況下，該式可表示為：442()2coscos3cos38coscosLDcDccoLDcig Kt ugttUtuR g Utt(6-35) (6-36)

13、經(jīng)濾波后經(jīng)濾波后，有 高頻的偶次分量沒(méi)有了高頻的偶次分量沒(méi)有了圖6-22 雙平衡調(diào)制器電路及波形 T1RLT2iLucVD1VD2ui2VD3VD4i3i4u(a)(b)tttt0000uoiLiL1iL1i1 4、SSB調(diào)制調(diào)制電路電路 SSB信號(hào)是將雙邊帶信號(hào)濾除一個(gè)邊帶形成的。根據(jù)濾信號(hào)是將雙邊帶信號(hào)濾除一個(gè)邊帶形成的。根據(jù)濾除方法的不同除方法的不同,SSB信號(hào)產(chǎn)生方法有好幾種信號(hào)產(chǎn)生方法有好幾種,主要有濾波法和移主要有濾波法和移相法兩種。相法兩種。 圖圖626是采用濾波法產(chǎn)生是采用濾波法產(chǎn)生SSB的發(fā)射機(jī)框圖。的發(fā)射機(jī)框圖。 圖626 濾波法產(chǎn)生SSB信號(hào)的框圖 簡(jiǎn)單地說(shuō)：簡(jiǎn)單地說(shuō)：就

14、是在就是在DSBDSB的基礎(chǔ)上，調(diào)整濾波器的中心頻率和帶寬。的基礎(chǔ)上，調(diào)整濾波器的中心頻率和帶寬。實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)SSBSSB。一一 、概述、概述振幅解調(diào)振幅解調(diào)(又稱檢波又稱檢波)是振幅調(diào)制的是振幅調(diào)制的逆過(guò)程逆過(guò)程。它的作用它的作用是是從已調(diào)制的高頻振蕩中從已調(diào)制的高頻振蕩中恢復(fù)出恢復(fù)出原來(lái)的調(diào)制信號(hào)。原來(lái)的調(diào)制信號(hào)。中放來(lái)非線性器 件低通 Fmax到功放0Fmaxf0fFmaxf12f1f1f6.2調(diào)調(diào)幅幅信號(hào)的解調(diào)信號(hào)的解調(diào)調(diào)幅解調(diào)的調(diào)幅解調(diào)的方法方法： 包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波 同步檢波同步檢波 從頻譜上看從頻譜上看，檢波就是將幅度調(diào)制波中的邊帶信號(hào)不失，檢波就是將幅度調(diào)制波中的邊帶信號(hào)不失真地從真

15、地從載波頻率載波頻率附近附近搬移到搬移到零頻率零頻率附近附近。 因此因此,檢波器也屬于檢波器也屬于頻譜搬移電路頻譜搬移電路。 二二、包絡(luò)檢波、包絡(luò)檢波非線性非線性 電路電路低通低通濾波器濾波器從已調(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(hào)信號(hào) 輸入輸入 AM信號(hào)信號(hào)檢出包絡(luò)信息檢出包絡(luò)信息1.包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器電路組成電路組成 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)

16、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電阻電容并聯(lián)如何實(shí)電阻電容并聯(lián)如何實(shí)現(xiàn)低通濾波？現(xiàn)低通濾波？ 二極管按結(jié)構(gòu)分有點(diǎn)接觸型、面接觸型二大類。(1) 點(diǎn)接觸型二極管 PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。(2) 面接觸型二極管 PN結(jié)面積大，用于大電

17、流整流電路。半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)VDCC+vRL+充電放電iDvi串聯(lián)型二極管包絡(luò)檢波器工作原理分析工作原理分析 詳細(xì)詳細(xì)分析：分析： + uD - -+- -uoiduD= ui- - uoRi充充+- -uoi放放+- -ui+- -uiVDRCui+- -Crd 在高頻信號(hào)正半周時(shí)，二極管正向?qū)?，在高頻信號(hào)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)電容輸入高頻電壓通過(guò)二極管對(duì)電容C充電，充電，充電時(shí)間常數(shù)為充電時(shí)間常數(shù)為rdC。因?yàn)橐驗(yàn)閞dC較小，充電較小，充電很快，電容上電壓建立的很快很快，電容上電壓建立的很快,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

18、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- - uo0，二極管導(dǎo)通；二極管導(dǎo)通；當(dāng)當(dāng)uD= ui- - uo0 ，二極管截止。，二極管截止。 ui(t)達(dá)到峰值開(kāi)始下降以后，隨著達(dá)到峰值開(kāi)始下降以后，隨著ui(t)的下降，的下降，當(dāng)當(dāng)ui(t)= uo(t)，即，即uD= ui- -uo=0時(shí)，二極管時(shí)，二極管VD截止。截止。C把導(dǎo)通期把導(dǎo)通期間儲(chǔ)存的電荷通過(guò)間儲(chǔ)存的電荷通過(guò)R放電。因放電時(shí)放電。因放電時(shí)常數(shù)常數(shù)RC較大，放電較緩慢。較大，放電較緩慢。

19、檢波器的有用輸出電壓：檢波器的有用輸出電壓：uo(t)=u(t)+UDCUDCu(t)tuo(t)ucui(t)uo(t) u i(t)與與uo(t)tididi充充i充充i放放i放放+-+-檢波器的實(shí)際輸出電壓為：檢波器的實(shí)際輸出電壓為：uo(t)= u(t)+UDC+uc當(dāng)電路元件選擇正確時(shí)，高頻當(dāng)電路元件選擇正確時(shí)，高頻紋波電壓紋波電壓uc很小，可以忽略，很小，可以忽略，輸出電壓為：輸出電壓為： uo(t)=u(t)+UDC包含了包含了直流及低頻調(diào)制分量直流及低頻調(diào)制分量。 圖圖(a)：電容：電容Cd的隔直作用，直流分量的隔直作用，直流分量UDC被隔離，被隔離，輸出信號(hào)為解調(diào)恢輸出信號(hào)為

20、解調(diào)恢復(fù)后的原調(diào)制信號(hào)復(fù)后的原調(diào)制信號(hào)u，一般常作為接收機(jī)的檢波電路。，一般常作為接收機(jī)的檢波電路。 圖圖(b)：電容電容C的旁路作用，的旁路作用，交流交流分量分量u(t)被被電容電容C旁路，輸出信號(hào)為旁路，輸出信號(hào)為直流分量直流分量UDC，一般可作為自動(dòng)增益控制信號(hào)（，一般可作為自動(dòng)增益控制信號(hào)（AGC信號(hào)）的檢測(cè)電路。信號(hào)）的檢測(cè)電路。 UDCu(t)uctuo(t)ui(t)uo(t) ui(t)與與uo(t)t 峰值包絡(luò)檢波器的應(yīng)用型輸出電路峰值包絡(luò)檢波器的應(yīng)用型輸出電路 +- -UDC（b）ui+- -CVDRRC+- -uoui+- -CVDRL+- -uRCd+UDC - -+-

21、 -uo（a）UDC大則表示調(diào)幅波的幅大則表示調(diào)幅波的幅度大，需要適當(dāng)減小，反度大，需要適當(dāng)減小，反之則應(yīng)適當(dāng)增加。之則應(yīng)適當(dāng)增加。(1) 電壓傳輸系數(shù)電壓傳輸系數(shù)(檢波效率檢波效率)dimaVKm V輸輸出出低低頻頻交交流流電電壓壓振振幅幅輸輸入入已已調(diào)調(diào)波波包包絡(luò)絡(luò)振振幅幅定義：定義：imVimaVmV2.2.包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器性能性能分析（質(zhì)量指標(biāo)）分析（質(zhì)量指標(biāo)） 用分析高頻功放的折線近似分析法可以證明：用分析高頻功放的折線近似分析法可以證明：cosdK其中其中:是二極管電流通角是二極管電流通角為檢波器負(fù)載電阻為檢波器負(fù)載電阻 rd為檢波器內(nèi)阻（二極為檢波器內(nèi)阻（二極管導(dǎo)通電阻）。管

22、導(dǎo)通電阻）。d3333 = drRg R調(diào)幅波的載波振幅調(diào)幅波的載波振幅C( )(1cos)cosAMaotUmttu（2）檢波器的等效輸入電阻）檢波器的等效輸入電阻iR 包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波電路電路常作為常作為超外差接收機(jī)中放末級(jí)的超外差接收機(jī)中放末級(jí)的負(fù)載負(fù)載，故其輸入阻抗故其輸入阻抗勢(shì)必勢(shì)必影響回路選頻特性影響回路選頻特性（Q Q值值), ), 消耗一定的高頻功率消耗一定的高頻功率。這是其主要缺點(diǎn)。這是其主要缺點(diǎn)。 檢波器的輸入電阻檢波器的輸入電阻Ri定義為：定義為：+- -uo中放末級(jí)中放末級(jí)RsVDRCsCLsisRi+- -ui經(jīng)證明：經(jīng)證明：2iRR imiimVRI輸入高頻電壓的振

23、幅輸入高頻電壓的振幅輸入高頻電流的基波振幅輸入高頻電流的基波振幅/psiRRR00pLpRQCRL 結(jié)論：由于二極管輸入電阻的影響，使輸入諧振回路的結(jié)論：由于二極管輸入電阻的影響，使輸入諧振回路的Q值值降低，消耗一些高頻功率。這是二極管檢波器的主要缺點(diǎn)。降低，消耗一些高頻功率。這是二極管檢波器的主要缺點(diǎn)。KdUimui(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，由能量守恒的原則，檢上的損耗功率，由能量守恒的原則，檢波器輸入端口的高頻功率波器輸入端口的高頻功率 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上消上消耗的功率耗的功率 （注意為直流）（注意為直流） 2imi(

24、)2UR22dim()K UR即有：即有： 222dimimi2K UURR又因又因Kd=cos 1 i12RR所以所以 等效輸入電阻等效輸入電阻Ri的推導(dǎo)的推導(dǎo) 惰性惰性失真失真產(chǎn)生惰性失真的原因：產(chǎn)生惰性失真的原因： RC放電的速率放電的速率 Uim(1-ma)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)低于處可能會(huì)低于UR ,DCimUU？避免負(fù)峰切割失真的方法：（1）適當(dāng)減小ma；（2）增大負(fù)載電阻RL；（3）阻容拆分法。usCVDRRgCg(a)usutt00(b)(c)URUC)cos1(tmUaim Uim(1-ma) Ui m URttmUucaimi co

25、s)cos1( 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。 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) 大于大于直流電直流電壓壓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： LLLaLLL/RRRRRRRmRRRR

26、RRRR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。流負(fù)載電阻。 后級(jí)放大器后級(jí)放大器ui+- -CRLRVDCg+UDC - -+- -UR+u(t)- -21R10151R 實(shí)際電路中，實(shí)際電路中，為防止出現(xiàn)負(fù)峰切割失真為防止出現(xiàn)負(fù)峰切割失真，常采用，常采用分負(fù)載方分負(fù)載方法法，即將，即將R R分為分為R R1 1和和R R2 2兩部分，如圖所示，通常選用兩部分，如圖所示，通常選用 R R4 4C C3 3構(gòu)成低通濾波器。構(gòu)成低通濾波器。C C3 3上僅有直流電壓，它與輸入載波成正比，并加到上僅有直流電壓，它與輸入載波成正

27、比，并加到中放級(jí)的基極作為偏壓，以便自動(dòng)控制該級(jí)增益。中放級(jí)的基極作為偏壓，以便自動(dòng)控制該級(jí)增益。如果輸入信號(hào)強(qiáng)，如果輸入信號(hào)強(qiáng)，C C3 3上直上直流電壓大，則加到放大管偏壓大，增益下降，使檢波器輸出電壓下降。流電壓大，則加到放大管偏壓大，增益下降，使檢波器輸出電壓下降。為了更好地濾波，也將負(fù)載為了更好地濾波，也將負(fù)載電容分成電容分成C C1 1和和C C2 2兩部分。兩部分。后級(jí)放大器后級(jí)放大器ui+- -CRLRVDCg+UDC - -+- -UR+u(t)- -收音機(jī)二極管檢波器的實(shí)際電路收音機(jī)二極管檢波器的實(shí)際電路單純降低單純降低R值是不可取的值是不可取的拆分法（分負(fù)載方法）的優(yōu)點(diǎn)：

28、拆分法（分負(fù)載方法）的優(yōu)點(diǎn)：1 1、保持直流負(fù)載電阻足夠大；、保持直流負(fù)載電阻足夠大；2 2、減小、減小“R”R”值，降低出現(xiàn)底部失真的幾率。值，降低出現(xiàn)底部失真的幾率。imRLUURRRCRLRVDCg21R)10/15/1 (R 注意：在判斷底部失真時(shí)，由于使二極管截止時(shí)的注意：在判斷底部失真時(shí)，由于使二極管截止時(shí)的R R1 1上沒(méi)有電流，因上沒(méi)有電流，因此，計(jì)算避免失真條件仍然是僅由此，計(jì)算避免失真條件仍然是僅由R R2 2與與R RL L分壓。分壓。不產(chǎn)生負(fù)峰切割失真的不產(chǎn)生負(fù)峰切割失真的條件是條件是：2LaLRmRR 非線性失真非線性失真 頻率失真頻率失真 這種失真是由于耦合電容這種

29、失真是由于耦合電容C Cg g和濾波電容和濾波電容C C所引起的。所引起的。 Cg的的存在主要影響檢波的下限頻率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(shí)，時(shí)，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：必須滿足下列條件：2ming1irCgmin21iCr或或電容電容C的容抗應(yīng)在上限頻率的容抗應(yīng)在上限頻率 max時(shí)，不產(chǎn)生旁路作用，即它時(shí)，不產(chǎn)生旁路作用，即它 應(yīng)滿足下列條件：應(yīng)滿足下列條件：max1RC或或RCmax1一般一般Cg約為幾約為幾 F，C約為約為0.01 F。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

30、。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。 用失真系數(shù)用失真系數(shù)K Kf f表示表示. . + + v C + R ri2 VC Cg vi D 對(duì)于單頻點(diǎn)（單音）的正弦信號(hào)呢？對(duì)于單頻點(diǎn)（單音）的正弦信號(hào)呢？ 根據(jù)上面諸問(wèn)題的分析根據(jù)上面諸問(wèn)題的分析,檢波器設(shè)計(jì)及元件參數(shù)選擇的原檢波器設(shè)計(jì)及元件參數(shù)選擇的原則如下則如下: (1)回路有載回路有載QL值要值要大大, ，總體性能總體性能 (2) 為為載波周期載波周期 ，濾除高頻濾除高頻 (3) 為了為了避免頻率失真避免頻率失真，調(diào)制信號(hào)的周期要大于充放電時(shí)間，調(diào)制信號(hào)的周期要大于充放電時(shí)間 (4) (5) 000/12LRRQC11,

31、CCCcRCTTTf2maxmaxmax1(1)gagagamRCmRm RmRRRm + + v C + R ri2 VC Cg vi D 2min1igrCmax1RCc1RC，避免惰性失真避免惰性失真，避免底部切割失真避免底部切割失真2iRR 等效輸入電阻：等效輸入電阻：gR在工程上可按在工程上可按 maxRC1.5 計(jì)算。計(jì)算。R1CR2C3RgC1DC2L1L221R)10/15/1 (R 根據(jù)分負(fù)載的條件：根據(jù)分負(fù)載的條件：k2R1取取k10R2（檢驗(yàn)檢驗(yàn)：直流：直流負(fù)載負(fù)載R RL L=R=R1 1+R+R2 2=12k=12k 10k10k 滿足要求）滿足要求）解解: :先計(jì)算

32、電阻先計(jì)算電阻R R1 1、R R2 2的值的值2/LidRR 因?yàn)闄z波器的輸入電阻因?yàn)闄z波器的輸入電阻R Ridid與其直流負(fù)載與其直流負(fù)載RL(=R1+R2)的關(guān)系為的關(guān)系為: :3 . 0ma所以：所以：調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)所以有所以有R RL L10k10k 。 已知：設(shè)調(diào)制信號(hào)頻率已知：設(shè)調(diào)制信號(hào)頻率F F為為3003003000Hz3000Hz；信號(hào)中的載頻為；信號(hào)中的載頻為465kHz465kHz；二極；二極管的正向?qū)娮韫艿恼驅(qū)娮鑂 Rd d 100100 ，低放輸入阻抗，低放輸入阻抗R Rg g 4 4k k 例例: :二極管包絡(luò)檢波器如圖所示。現(xiàn)要求檢波器的二極管包絡(luò)檢

33、波器如圖所示?，F(xiàn)要求檢波器的等效輸入電阻等效輸入電阻R Ridid5k時(shí)，時(shí)，不產(chǎn)生惰性失真和負(fù)峰切割失真不產(chǎn)生惰性失真和負(fù)峰切割失真。試選擇和計(jì)算檢波器的各元件參數(shù)值。試選擇和計(jì)算檢波器的各元件參數(shù)值。不產(chǎn)生負(fù)峰切割失真的不產(chǎn)生負(fù)峰切割失真的條件是條件是：2gagRmRR由不產(chǎn)生惰性失真的條件計(jì)算由不產(chǎn)生惰性失真的條件計(jì)算C C1 1、C C2 2：3max1.51.50.00723000 12 10LLCFRR1CR2C3RgC1DC2L1L2在工程上可按在工程上可按 maxRC1.5 計(jì)算計(jì)算取取120.0033LCCFC3C的阻抗在的阻抗在 時(shí)應(yīng)可忽略，即時(shí)應(yīng)可忽略，即minmin31

34、gRC310.1332300 4000CFF實(shí)用時(shí)，實(shí)用時(shí)，C3可以可以取取得比上述值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大，如得比上述值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大，如1 4.7F。max1RCR1CR2C3RgC1DC2L1L21max11RC此時(shí)，公式里用此時(shí)，公式里用C1C1、R1R1，理由：最不利情況下（假設(shè)，理由：最不利情況下（假設(shè)C2C2短路），對(duì)短路），對(duì)C1R1C1R1的限制。的限制。其實(shí)，前面已經(jīng)計(jì)算出了C1、C2，這里討論低頻信號(hào)的高頻端的影響。驗(yàn)證一下前面的計(jì)算是否可行651110020.0033 10300010kk C1C1合理！合理！(10)kC2C2合理！合理！三、三、同步同步檢波電路檢波電路 抑制載波的雙邊帶信號(hào)

35、和單邊帶信號(hào)，因其波形包絡(luò)抑制載波的雙邊帶信號(hào)和單邊帶信號(hào)，因其波形包絡(luò)不直不直接反映調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)接反映調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律或有過(guò)零點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致二極管截止而律或有過(guò)零點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致二極管截止而使信號(hào)失真使信號(hào)失真，不能用包絡(luò)檢波器解調(diào)。不能用包絡(luò)檢波器解調(diào)。 O 電壓振幅 輸入雙邊帶 1- 1+ v0OO波振幅本地載0 因不含有載頻分量，解調(diào)時(shí)因不含有載頻分量，解調(diào)時(shí)必須在檢波器輸入端另加一必須在檢波器輸入端另加一個(gè)與發(fā)射載波個(gè)與發(fā)射載波“同頻同相同頻同相”保持保持同步同步變化的參考信號(hào)變化的參考信號(hào)，此參考，此參考信號(hào)與調(diào)幅信號(hào)共同作用于非線性器件電路，經(jīng)過(guò)頻率變換，信號(hào)與調(diào)幅信號(hào)共同作用于非線

36、性器件電路，經(jīng)過(guò)頻率變換，恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)。這種檢波方式稱為恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)。這種檢波方式稱為同步檢波同步檢波。 在某些應(yīng)用中，為了改善性能，對(duì)普通調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)也在某些應(yīng)用中，為了改善性能，對(duì)普通調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)也可以采用同步檢波。可以采用同步檢波。 + + v C + R ri2 VC Cg vi D 2gagRmRR)cos1(tmUaim Uim(1-ma) Ui m URttmUucaimi cos)cos1( URRRRUmUimLaim)1( 調(diào)制信號(hào) 載波c上邊頻 下邊頻DSB的波形的波形與頻譜與頻譜 tVv000cos tVv cost )cos(Vm21) t (Vooa 下邊頻

37、單邊帶調(diào)幅波的頻譜單邊帶調(diào)幅波的頻譜SSB的的波形波形與頻譜與頻譜單邊帶調(diào)幅波的波形單邊帶調(diào)幅波的波形同步檢波有兩種同步檢波有兩種實(shí)現(xiàn)電路實(shí)現(xiàn)電路 （也是頻率搬移）（也是頻率搬移） 乘法器乘法器低通濾波器低通濾波器uou包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器 加法器加法器uou本地載波本地載波乘積型乘積型同步檢波同步檢波疊加型同步檢波疊加型同步檢波 已調(diào)波已調(diào)波vi已調(diào)波已調(diào)波vi本地載波本地載波1. 1. 乘積型乘積型同步檢波同步檢波器器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)設(shè)輸入已調(diào)波：設(shè)輸入已調(diào)波：ttUucDSB coscos )cos(1 tUucc 為恢復(fù)信息采用的

38、為恢復(fù)信息采用的本地載波為：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)低通濾則經(jīng)低通濾波器后波器后的輸出信號(hào)為：的輸出信號(hào)為： cc 1令令)cos(cos)cos(cos21 ttUttUUucccc為輸入信號(hào)載波和為輸入信號(hào)載波和本地載波的頻率差。本地載波的頻率差。下面討論下面討論 的影響。的影響。,c DSB假定傳遞函數(shù)為假定傳遞函數(shù)為1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（同頻，同相）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）則有：則有：0 c 0 tU

39、u 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：ttUuc coscos 即引起振幅失真。即引起振幅失真。 tUucoscos 則則 cos引入一個(gè)振幅的衰減因子引入一個(gè)振幅的衰減因子 ，如果如果 隨時(shí)間變化，隨時(shí)間變化，也會(huì)引起振幅失真也會(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)1coscos()coscos()2cccuUUttUtt (3) 若本地載波與調(diào)制載波有相位差，若本地載波與調(diào)制載波有相位差，0 c 0 即：即：結(jié)論結(jié)論：同同步檢波無(wú)步檢波無(wú)失

40、真的關(guān)鍵是同步失真的關(guān)鍵是同步（同頻，同（同頻，同相）。相）。 O 電壓振幅 輸入雙邊帶 1- 1+ v0OO波振幅本地載0v2OO電壓振幅相乘后21-21+x 輸入雙邊帶信號(hào)時(shí)，乘積檢波器的有關(guān)波形與頻譜輸入雙邊帶信號(hào)時(shí)，乘積檢波器的有關(guān)波形與頻譜。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)低通低通 tttUUtttUUuuccccccDSB111coscoscos21)cos(coscos總結(jié)：總結(jié)：假定同頻同相假定同頻同相圖648 幾種乘積型解調(diào)器實(shí)際線路 10 k2 k10 k10 k10 k10 k10 kC2C1載波輸入7/15 pFT27/15 pF

41、C4T1中頻輸入10 pF10 pFC3音頻輸出(a)220 pF(470 pF)220 pF(470 pF)0.01(0.005) (0.005)0.014.7 k中頻輸入9 MHz(455kHz)載頻輸入500500500 H(2.5 mH)0.01(b)中頻輸入470 pFE47 k470 k100 k22 pF0.011 k載頻0.011251 k0.014.7 k0.1u(c)0.0151f0 f1681 k1 k0.01輸出1120023中頻輸入22000.01載頻1.5 V0.0017100259 V(d)T112 V10 k10 k2 k2200 pF 2. 疊加疊加型型同步檢

42、波同步檢波 對(duì)對(duì)SSB信號(hào)而言信號(hào)而言,只要只要加入載波（恢復(fù)載加入載波（恢復(fù)載波）電壓波）電壓，可得到一個(gè)不失真的，可得到一個(gè)不失真的AM波。波。ususururCR us=UScos(c+)t= US cost cosct US sint sinct恢復(fù)載波恢復(fù)載波 ur = Ur cosrt = Ur cosct單頻調(diào)制的單邊帶信號(hào)單頻調(diào)制的單邊帶信號(hào)(上邊帶上邊帶)為為us+ur=(Us cost +Ur) cosct- Us sint sinct =Um(t)cosct+(t) (677)2222( )2cos1 ()2cos12cosssmrsrsrrrrUUUtUUU UtUtU

43、UUmmt （678） （679） tUUtUtsrScossinarctan式中式中tUtUUtU sin) cos()(22s2srm 式中式中 m=Us/Ur 。當(dāng)。當(dāng)mUs時(shí)時(shí),上式可近似為上式可近似為( )12cos(1cos)( )(1cos)mrrodmdrUtUmtUmtuK UtK Umt (681) (682)包絡(luò)檢波后：包絡(luò)檢波后：恢復(fù)了調(diào)制信號(hào)恢復(fù)了調(diào)制信號(hào)圖650 平衡同步檢波電路 ususV D1V D2urCCRRUo1Uo2uo uo1= Kd Ur(1+ mcost) uo2= Kd Ur(1- mcost) (683) 則總的輸出則總的輸出 uo=uo1-u

44、o2=2KdUrmcost (684)( )(1cos)odmdruK UtK Umt效果更好，消除了直流分量效果更好，消除了直流分量 在保持相同調(diào)制規(guī)律的條件下，將輸入已調(diào)信號(hào)的載波頻在保持相同調(diào)制規(guī)律的條件下，將輸入已調(diào)信號(hào)的載波頻率從率從fs變換為變換為固定固定fI的的過(guò)程稱為變頻或混頻。過(guò)程稱為變頻或混頻。 高頻放大 fs fs 本地振蕩 fL 混頻 fLfS=fI FI 低頻放大 檢波 中頻放大 F F （以調(diào)幅為例（以調(diào)幅為例 ） 在接收機(jī)中，在接收機(jī)中， fI稱為中頻。一般其值為稱為中頻。一般其值為其中其中fL是本地振蕩頻率。是本地振蕩頻率。ILSfff 超外差式接收機(jī)超外差式接

45、收機(jī) 1.1.定義定義其中，其中，fI大于大于fS的混頻稱為上混頻，的混頻稱為上混頻， fI小于小于fS的混頻稱為下混頻。的混頻稱為下混頻。超外差名字的由來(lái)：本地振蕩器（本振）超外差名字的由來(lái)：本地振蕩器（本振）產(chǎn)生一個(gè)始終比接收信號(hào)高一個(gè)中頻頻率產(chǎn)生一個(gè)始終比接收信號(hào)高一個(gè)中頻頻率的振蕩信號(hào)，然后進(jìn)行混頻等環(huán)節(jié)。的振蕩信號(hào)，然后進(jìn)行混頻等環(huán)節(jié)?；祛l的目的：為了后面電路的適應(yīng)性（可混頻的目的：為了后面電路的適應(yīng)性（可以僅放大中頻）以僅放大中頻） 一一 . 混頻概述混頻概述1.混頻器的功能：混頻器的功能：混頻器是頻譜的線性搬移電路，是一個(gè)三端口（六端）網(wǎng)絡(luò)混頻器是頻譜的線性搬移電路，是一個(gè)三端口

46、（六端）網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)輸入信號(hào)：有兩個(gè)輸入信號(hào)： 高頻調(diào)制波高頻調(diào)制波 )(ssfu本地振蕩信號(hào)本地振蕩信號(hào) )(LLfu一個(gè)中頻輸出信號(hào)：一個(gè)中頻輸出信號(hào)：)(IIfu兩個(gè)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的關(guān)系：兩個(gè)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的關(guān)系： 的包絡(luò)形狀相同，頻譜結(jié)構(gòu)相同，只是填充頻譜不同，即，其中心頻率：的包絡(luò)形狀相同，頻譜結(jié)構(gòu)相同，只是填充頻譜不同，即，其中心頻率： su輸輸入入信信號(hào)號(hào)Iu與與輸輸出出信信號(hào)號(hào)sLIfff 其中其中LsILsfffff輸出高中頻輸出低中頻uL (f L)混頻 器us (f s)uI (f I)(1) 調(diào)幅調(diào)幅(DSB為例為例) u乘法器帶通濾波器u DSBu o2

47、maxo（2）檢波）檢波 u DSB乘法器低通濾波器u rumax（3）混頻）混頻 u DSB= u s乘法器u L帶通濾波器u II I=L L-S SLs調(diào)幅，檢波與混頻之間的頻譜變換關(guān)系：I I=L L-S S2max高頻段高頻段低頻段低頻段中頻段中頻段 混頻器是頻譜的線性搬移電路，完成頻譜線性搬移功能的關(guān)鍵是獲得混頻器是頻譜的線性搬移電路，完成頻譜線性搬移功能的關(guān)鍵是獲得兩個(gè)輸入信號(hào)的乘積項(xiàng)，具有這個(gè)乘積項(xiàng)，就可以實(shí)現(xiàn)所需的頻譜線性兩個(gè)輸入信號(hào)的乘積項(xiàng)，具有這個(gè)乘積項(xiàng)，就可以實(shí)現(xiàn)所需的頻譜線性搬移功能。搬移功能。 2max I I=L L-S S乘法器乘法器 帶通濾帶通濾 波器波器右圖

48、為混頻器的一般結(jié)構(gòu)框圖。右圖為混頻器的一般結(jié)構(gòu)框圖。 如果設(shè)輸入信號(hào)：如果設(shè)輸入信號(hào)：已調(diào)波信號(hào)已調(diào)波信號(hào)coscossssuUttcosLLLuUt那么兩信號(hào)的乘積項(xiàng)為：那么兩信號(hào)的乘積項(xiàng)為： tttUUtttUUusLsLLsLsLsI)cos()cos(cos21coscoscos u Lu s 非線性非線性 元件元件 帶通濾帶通濾 波器波器 2. 混頻器的基本工作原理：Lu LL-SL+SuI 本振本振信號(hào)信號(hào)uSS如果帶通濾波器的中心頻率為如果帶通濾波器的中心頻率為 sLI ,帶寬帶寬 max2 B則經(jīng)帶通濾波器的輸出為：則經(jīng)帶通濾波器的輸出為： ttUttUUttUUuIIILss

49、LLsI coscoscoscos21)cos(cos21 可見(jiàn)輸出中頻信號(hào)的可見(jiàn)輸出中頻信號(hào)的 Iu包絡(luò)形狀沒(méi)有變化，包絡(luò)形狀沒(méi)有變化，只是中心頻率只是中心頻率由由 s 變化成變化成 IsL uI形式與同步檢波相像，但差形式與同步檢波相像，但差頻不是接近頻不是接近0而是固定中頻而是固定中頻因?yàn)橐驗(yàn)榛祛l器常作為超外差接收系統(tǒng)的前級(jí)，對(duì)接收機(jī)整機(jī)的噪混頻器常作為超外差接收系統(tǒng)的前級(jí)，對(duì)接收機(jī)整機(jī)的噪聲系數(shù)影響大。聲系數(shù)影響大。 所以希望混頻級(jí)的所以希望混頻級(jí)的 越小越好。越小越好。 FN(1)變頻增益：變頻增益： 變頻電壓增益變頻電壓增益: sIvUUAc 輸輸入入高高頻頻電電壓壓振振幅幅輸輸出

50、出中中頻頻電電壓壓振振幅幅變頻功率增益變頻功率增益 :SIPPPGC (2)噪聲系數(shù)噪聲系數(shù): 00siniFsnPPNPP輸入端高頻信號(hào)的信噪比輸出端中頻信號(hào)的信噪比3. 混頻器的主要性能指標(biāo)(3) 失真與干擾失真與干擾變頻器的失真主要有變頻器的失真主要有 :頻率失真頻率失真 非線性失真非線性失真(4)選擇性選擇性 在混頻器中，由于各種原因總會(huì)混入很多與中頻頻率接近的干擾信號(hào)在混頻器中，由于各種原因總會(huì)混入很多與中頻頻率接近的干擾信號(hào), 為了抑制不需要的干擾，要求中頻輸出回路具有良好的選擇性，矩形系數(shù)趨為了抑制不需要的干擾，要求中頻輸出回路具有良好的選擇性，矩形系數(shù)趨近于近于1。icic式式

51、中中：femyg 為為定定常常的的跨跨導(dǎo)導(dǎo)，此此時(shí)時(shí)晶晶體體管管作作為為線線性性元元件件應(yīng)應(yīng)用用，無(wú)無(wú)變變頻頻作作用用。同同時(shí)時(shí)作作用用于于晶晶體體管管的的輸輸入入端端tUUuoomBBB cos tUusbembe cos uBuBEic6.3.2 混頻電路混頻電路)(BEcufi .)(21)()(2 sBsBBcuufuufufiuBuBEicscoCutgtii)()( .t2cosItcosII)t(io2cmo1cmcoco .t2cosgtcosgg)t(go2o1o tcosV.)t2cosgtcosgg(.)t2cosItcosII()t(isso2o1oo2cmo1cmco

52、C 可可見(jiàn)見(jiàn)線線性性時(shí)時(shí)變變跨跨導(dǎo)導(dǎo)輸輸出出電電流流中中的的頻頻率率分分量量： sooqq ，.2 , 1 , 0 qs o so so so2 so2 o2 晶體管混頻器實(shí)際電路晶體管混頻器實(shí)際電路 基本組態(tài)：基本組態(tài)：us (t)為信號(hào)電壓，為信號(hào)電壓， uL (t)為本地振蕩電壓為本地振蕩電壓電路電路a) 共發(fā)射極混頻電路共發(fā)射極混頻電路b)共基混頻電路共基混頻電路 對(duì)對(duì)us、uL分別加在不同的電極上，電路工作穩(wěn)定（經(jīng)常被采用）分別加在不同的電極上，電路工作穩(wěn)定（經(jīng)常被采用）l l對(duì)對(duì)us、uL均加在同一電極上，對(duì)本振呈現(xiàn)較大阻抗，使本地振蕩負(fù)均加在同一電極上，對(duì)本振呈現(xiàn)較大阻抗，使本地

53、振蕩負(fù)載輕，易自激振蕩，相互牽制大。載輕，易自激振蕩，相互牽制大。l l 上圖為典型的收音機(jī)自激式變頻電路上圖為典型的收音機(jī)自激式變頻電路,是一個(gè)是一個(gè)把本振器與混頻器兩部把本振器與混頻器兩部分合并在一起的變頻電路分合并在一起的變頻電路 . 在電路中由于輸出端中頻回路對(duì)本振信號(hào)來(lái)說(shuō)阻抗很小，相當(dāng)于短路，所在電路中由于輸出端中頻回路對(duì)本振信號(hào)來(lái)說(shuō)阻抗很小，相當(dāng)于短路，所以對(duì)本振信號(hào)來(lái)說(shuō)：晶體管，以對(duì)本振信號(hào)來(lái)說(shuō)：晶體管， 共同構(gòu)成變壓器互感耦合反饋振蕩器。共同構(gòu)成變壓器互感耦合反饋振蕩器。2rT晶體管混頻器的電路舉例FM收音機(jī)變頻電路：收音機(jī)變頻電路： 2二極管混頻電路二極管混頻電路 輸入信號(hào)輸

54、入信號(hào)us為已調(diào)信號(hào)；為已調(diào)信號(hào)； 本振電壓為本振電壓為uL, 有有ULUs,usUIfsfIuL圖圖661二極管平衡混頻器原理電路二極管平衡混頻器原理電路2()oDLsig Kt u1222(coscos3)cos23oDLLssigttUt2cos()cosIL ILDsLsIIuR iR g UtUt 圖圖662為二極管環(huán)為二極管環(huán)形混頻器形混頻器,其輸出其輸出電流電流io為為2()442(coscos3)34cos()cosoDLsDLLssIDDLsIIig Kt ugttUtug UtUt經(jīng)中頻濾波后經(jīng)中頻濾波后,得輸出中頻電壓得輸出中頻電壓(6100) (6101) usuLi2

55、iii1i3i4iiUI 3其它混頻電路其它混頻電路 圖中輸入變壓器是用磁環(huán)繞制的平衡圖中輸入變壓器是用磁環(huán)繞制的平衡不平衡寬帶變壓器不平衡寬帶變壓器,加加負(fù)載電阻負(fù)載電阻200以后以后,其帶寬可達(dá)其帶寬可達(dá)0530MHz。XCC型乘法型乘法器負(fù)載電阻單邊為器負(fù)載電阻單邊為300,帶寬為帶寬為030MHz,因此因此,該電路為寬該電路為寬帶混頻器。帶混頻器。 5168232.2 k0.01本振輸入(500)1.5V0.00171000.019 VV1V21.2 k信號(hào)輸入(50)1:6.6T112.6:1信號(hào)輸出(50 )T2V3圖664 差分對(duì)混頻器線路 MC1596G781410596325

56、150 k51uLus0.001 F510.01 F100 H100 H0.001 F9.5 H580 pF580 pF輸出6.8 k8 VZLRL50 L19 MHzZL10 k10 k100 mV0.001 F1 k1 k8V20012012012020012091078546123116200.033 F126206200.033 F0.033 F1.2 k1.2 k輸出12 VZLZL1 kZL0.033 F0.033 F3.3 k3.3 kuLus(a)(b)V1V212 V調(diào)零100圖665 用模擬乘法器構(gòu)成混頻器 圖665 用模擬乘法器構(gòu)成混頻器 EcV2V1V4V3V6V5RL

57、uouAuBI0i1i2i3i4i6i5i1RLi2由于混頻器是依靠非線性元件來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻，而通過(guò)非線性元件的信號(hào)由于混頻器是依靠非線性元件來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻，而通過(guò)非線性元件的信號(hào)將含有許多頻率成份將含有許多頻率成份 sLqfpf , (p,q=0,1, 2,3,.)uS(f S )u L(f L )u I(f I )u n(f n)非線形元件非線形元件中頻濾波器中頻濾波器)(sLIqfpfu 如果設(shè)輸入信號(hào)為如果設(shè)輸入信號(hào)為 )(ssfu,本振頻率信號(hào)為本振頻率信號(hào)為 )(LLfu則通過(guò)則通過(guò) 非線性元件的信號(hào)非線性元件的信號(hào) sLIqfpfu ，其中，其中 2 , 1 , 0, qp而而這這 些組

58、合頻率的信號(hào)中只要和中頻頻率些組合頻率的信號(hào)中只要和中頻頻率 sLIfff 相同或接近，相同或接近， 都會(huì)和有用信號(hào)一起被選出，并送到后級(jí)中放，經(jīng)放大后解調(diào)輸出而引都會(huì)和有用信號(hào)一起被選出，并送到后級(jí)中放，經(jīng)放大后解調(diào)輸出而引起串音，嘯叫和各種干擾，從而影響有用信號(hào)的正常工作。起串音，嘯叫和各種干擾，從而影響有用信號(hào)的正常工作。 三 混頻器的干擾一般混頻器存在下列干擾：一般混頻器存在下列干擾： (1)干擾哨聲：接收的射頻信號(hào)干擾哨聲：接收的射頻信號(hào) )(ssfu與本振信號(hào)與本振信號(hào) )(LLfu的自身組合干擾，即的自身組合干擾，即 BfqfpfIsL21 BfI(2)副波道干擾：外來(lái)干擾信號(hào)副

59、波道干擾：外來(lái)干擾信號(hào) )(nnfu與本振信號(hào)與本振信號(hào) )(LLfu的組合頻率產(chǎn)生的干擾的組合頻率產(chǎn)生的干擾 BfqfpfInL21 (3)交叉調(diào)制干擾：有用信號(hào)交叉調(diào)制干擾：有用信號(hào) )(ssfu與干擾信號(hào)與干擾信號(hào) )(nnfu混頻產(chǎn)生的干擾。混頻產(chǎn)生的干擾。 (4)互調(diào)干擾：指兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)同時(shí)作用在混頻器互調(diào)干擾：指兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)同時(shí)作用在混頻器輸入端，經(jīng)混頻產(chǎn)生的組合分量而形成的干擾。輸入端，經(jīng)混頻產(chǎn)生的組合分量而形成的干擾。 (5)阻塞干擾阻塞干擾(6)倒易混頻倒易混頻 1.信號(hào)與本振信號(hào)的自身組合干擾（干擾哨聲）如果中頻如果中頻 sLIfff ，則除，則除 sLff 的中頻被選

60、出外，還的中頻被選出外，還有可能選出其它的組合頻率：即有可能選出其它的組合頻率：即 IsLILsIsLfqfpffpfqffqfpf 111()sLILIsIsIsIpffffffqqpppfffffqqqq所以有所以有 Isfpq1pfpq1pffIs 其中其中 Isff稱為稱為變頻比變頻比。 顯然顯然當(dāng)變頻比一定時(shí)，并能找到對(duì)應(yīng)的整數(shù)當(dāng)變頻比一定時(shí)，并能找到對(duì)應(yīng)的整數(shù)p, q時(shí)，就會(huì)形成自身組時(shí)，就會(huì)形成自身組合干擾。合干擾。 設(shè)輸入高頻信號(hào)的載頻為設(shè)輸入高頻信號(hào)的載頻為 )(ssfu，本振信號(hào)，本振信號(hào) )(LLfu，則，則 經(jīng)過(guò)混頻器后產(chǎn)生的頻率為經(jīng)過(guò)混頻器后產(chǎn)生的頻率為 ，其中，其中