ok高頻電路第十四講

1、作業(yè)：作業(yè)： 4-1、 4-2、4-3、4-4、4-6 4.3.4 振幅調(diào)制波的解調(diào)模型及電路4.5 角度調(diào)制波的基本特性角度調(diào)制波的基本特性4.5.1 4.5.1 瞬時角頻率與瞬時相位瞬時角頻率與瞬時相位4.5.2 4.5.2 調(diào)頻波與調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式、最大頻移與最大相移調(diào)頻波與調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式、最大頻移與最大相移4.5.3 4.5.3 調(diào)角波的頻譜及頻帶寬度調(diào)角波的頻譜及頻帶寬度4.4 角度調(diào)制與解調(diào)角度調(diào)制與解調(diào) - 頻譜的非線性變換頻譜的非線性變換若調(diào)制信號為單音余弦波若調(diào)制信號為單音余弦波: : cos; cf tVt由于由于調(diào)幅信號的振幅與調(diào)制信號成線性關(guān)系調(diào)幅信號的振幅與調(diào)制

2、信號成線性關(guān)系即有：即有： 1co sco s1co sco sacmccmcmacK VvtVttVVmttma a為調(diào)制度，表示載波幅度受調(diào)制信號控制的程度為調(diào)制度，表示載波幅度受調(diào)制信號控制的程度 aac mk VmV常用百分比數(shù)表示。常用百分比數(shù)表示。4-3 4-3 振幅調(diào)制與解調(diào)振幅調(diào)制與解調(diào)n4-3-1普通振幅調(diào)制波的基本特性及其數(shù)學(xué)表達(dá)式普通振幅調(diào)制波的基本特性及其數(shù)學(xué)表達(dá)式 由于：由于：tcosVtcosmtcosVtcos)tcosm1(VV00a000a0AM 0v 乘法器乘法器 相加器相加器vAMv0v標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)AM 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

3、要完成AMAM調(diào)制，其核心部分是實現(xiàn)調(diào)制信號與載調(diào)制，其核心部分是實現(xiàn)調(diào)制信號與載波相乘波相乘 coscoscos11coscos()cos()22cmcacmccmcacmcacmcv tVtm VttVtm Vtm Vt c載波角頻率載波角頻率c 上邊頻上邊頻c 下邊頻下邊頻(1cos)cmaVmt為載波的振幅為載波的振幅cmV載波振幅載波振幅12acmm V邊頻振幅邊頻振幅max=cmacmVVmV上峰值調(diào)幅指數(shù)峰值調(diào)幅指數(shù)m axm inacmVVmV下( )(1cos)mcmaVtVmtmax(1)cmaVVmcmVmin(1)cmaVVm單音調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式單音調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式

4、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波信號標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波信號示波器測試圖示波器測試圖標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波信號頻標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波信號頻譜儀測試圖譜儀測試圖212OTcmPV24aOTmPPPSB上SB下212aavOTOTmPPPPPSB上SB下(3) (3) 上、下邊頻的平均功率：上、下邊頻的平均功率： (2) (2) 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 單位電阻上消耗的載波功率：單位電阻上消耗的載波功率： (1)(1)設(shè)調(diào)幅波傳輸信號至單位電阻上，調(diào)幅波各分量的功率為：設(shè)調(diào)幅波傳輸信號至單位電阻上，調(diào)幅波各分量的功率為：22111122(cos)()OTaOTaPPmt dtPm 4、

5、 調(diào)幅波的功率調(diào)幅波的功率 (1cos)cos11coscos()cos()22cmaccmcacacv tVmttVtmtmt 22am載波功率雙邊帶功率42am載波功率單邊帶功率22222212aaaammmm平均總功率雙邊帶功率2224aamm平均總功率單邊帶功率(4)(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： n由于在普通調(diào)幅波信號中，有用信息只攜帶在邊頻帶內(nèi)，由于在普通調(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)幅波的功率浪

6、費大，效率低。但功率的絕大部分，因而調(diào)幅波的功率浪費大，效率低。但AMAM波調(diào)制方便，解調(diào)方便，便于接收。如當(dāng)波調(diào)制方便，解調(diào)方便，便于接收。如當(dāng)100%100%調(diào)制時調(diào)制時(ma=1)(ma=1)，雙邊帶功率為載波功率的，雙邊帶功率為載波功率的1/2,1/2,只占用了調(diào)幅波只占用了調(diào)幅波 功功率的率的 1/31/3，而當(dāng)，而當(dāng) mma a=1/2=1/2時，時，P POTOT=(8/9)P=(8/9)P0 0對標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號的分析得出：對標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號的分析得出：n 從傳輸信息的角度看，載波分量是多余的，而且它還從傳輸信息的角度看，載波分量是多余的，而且它還占去了調(diào)幅波總功率的一半以上，這對充分

7、利用發(fā)射機占去了調(diào)幅波總功率的一半以上，這對充分利用發(fā)射機功率不利。功率不利。n 由于載波分量的存在有時會對其它信號形成干擾。由于載波分量的存在有時會對其它信號形成干擾。n 從傳輸信號的角度看，邊帶有一半是多余的，這對從傳輸信號的角度看，邊帶有一半是多余的，這對 節(jié)省頻率資源不利。節(jié)省頻率資源不利。解決方案：解決方案：雙邊帶調(diào)幅雙邊帶調(diào)幅( double sideband DSB)單邊帶調(diào)幅單邊帶調(diào)幅（Single Sideband AM，記為，記為SSB AM）殘留邊帶調(diào)幅殘留邊帶調(diào)幅（Vestigial Sideband AM，簡記為，簡記為VSB AM）4.3.2 4.3.2 雙邊帶調(diào)幅

8、雙邊帶調(diào)幅(DSB)單邊帶調(diào)幅單邊帶調(diào)幅(SSB)電壓電壓表達(dá)式表達(dá)式普通調(diào)幅波普通調(diào)幅波ttmV0a0cos)cos1 (載波被抑制雙邊帶調(diào)幅波載波被抑制雙邊帶調(diào)幅波ttVm00acoscos單邊帶信號單邊帶信號tVm)cos(200a)cos(2(00tVma或波形圖波形圖頻譜圖頻譜圖 0- 0+ 0a21Vm 0- 0+ 0a21Vm 信號信號帶寬帶寬)2(2)2(22 0- 0+ 三種振幅調(diào)制信號三種振幅調(diào)制信號n例1：設(shè)調(diào)制信號f(t)為, 載波頻率為10KHZ。試畫出相應(yīng)的DSB和SSB 信號波形圖及ma=0.75時的AM的波形圖。n 解： （1）DSB的波形4.3.2 雙邊帶調(diào)制

9、(DSB)和單邊帶調(diào)制(SSB)2000cos()(tAtfm SD S B (t)t04.3.2 雙邊帶調(diào)制(DSB)和單邊帶調(diào)制(SSB)n例1：設(shè)調(diào)制信號f(t)為, 載波頻率為10KHZ。試畫出相應(yīng)的DSB和SSB 信號波形圖及ma=0.75時的AM的波形圖。 解： （2）SSB的波形)2000cos()(tAtfmtAttttAtSmmSSB)2000102(cos)102sin()2000sin()102cos()2000cos()(444SS S B (t)t04.3.2 雙邊帶調(diào)制(DSB)和單邊帶調(diào)制(SSB)n例1：設(shè)調(diào)制信號f(t)為, 載波頻率為10KHZ。試畫出相應(yīng)的

10、DSB和SSB 信號波形圖及ma=0.75時的AM的波形圖。解： （3）AM的波形)2000cos()(tAtfmttAtSAm40102cos)2000cos(75. 01)(SAM(t)0?1ms按電路特點振幅調(diào)制可分為按電路特點振幅調(diào)制可分為高電平調(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。4.3.3 振幅調(diào)制電路振幅調(diào)制電路ucT1EcT2Ec0uuAMT3低頻低頻高頻高頻調(diào)幅波調(diào)幅波集電極有效動態(tài)電源為集電極有效動態(tài)電源為：tcosV

11、V)t(vCCCC 集電極調(diào)幅電路集電極調(diào)幅電路iCRLuC1C2ucC3C4C6C5EcR1LBCBLB1CB12uAM基極有效動態(tài)偏壓為基極有效動態(tài)偏壓為tcosVV)t(vV)t(vBOBOBB +VBO-基極調(diào)幅電路基極調(diào)幅電路)t (v )t(vccicMC1596模擬乘法器電路低電平調(diào)幅電路低電平調(diào)幅電路1.模擬乘法器振幅調(diào)制電路模擬乘法器振幅調(diào)制電路RcRcEcVT1VT2VT3 VT4VT5VT6Io 根據(jù)差分電路的工作原理根據(jù)差分電路的工作原理輸出電壓：輸出電壓：TyTxcoTxccccBAoVuthVuthRIVuthRiiRiiiiRiiiiRiiu222)()()()(

12、)()(6534214231 +ux-+uy-+uo-iAiBi2i1i3i4i5i6當(dāng)輸入為小信號并滿足：當(dāng)輸入為小信號并滿足： TyTyTxTxTyTxUuUuthUuUuthmVUUmVUU2222522522yxyxTcoouKuuuVRIu 242.平方律調(diào)幅器平方律調(diào)幅器 場效應(yīng)管具有典型的平方律特性，可用平方律一般特性描述場效應(yīng)管具有典型的平方律特性，可用平方律一般特性描述.2211120112112 D SSD SSD SSD SSdpppvvviIIIIVVVaa va v01222 =DSSDSSDSSppIIaIaaVV式中；201222221120co( )(cosco

13、s)(coscos)(12cos 2)cos2(1cos 2)2scoscosdcmccmccmccmccmccaitaa VtVtaVtVta VVtaa VtaVta VttVVt 單音調(diào)幅的實現(xiàn)：單音調(diào)幅的實現(xiàn)：圖4-18 平方律調(diào)幅器實際的場效應(yīng)管調(diào)幅電路常采用平衡調(diào)幅器來抵消許多實際的場效應(yīng)管調(diào)幅電路常采用平衡調(diào)幅器來抵消許多組合頻率分量。下圖是實際電路圖組合頻率分量。下圖是實際電路圖 1212 24 (4-33)ddciia va v v斬波調(diào)幅斬波調(diào)幅斬波調(diào)幅就是用載波頻率的變化來把連續(xù)信號斬成間斷信號，再通過中斬波調(diào)幅就是用載波頻率的變化來把連續(xù)信號斬成間斷信號，再通過中心頻率

14、為心頻率為f的帶通濾波器取出調(diào)幅信號。的帶通濾波器取出調(diào)幅信號。12( )cos222cos3cos5.35cccS tttt 1222( )coscos3cos5.235acccvf t S tf ttttS(t)若輸出濾波器的中心頻率為fc,帶寬為2F,得到DSB調(diào)幅波為提高調(diào)幅信號的幅度，還可采用雙向斬波 。雙向開關(guān)函數(shù) 雙向斬波調(diào)幅電路雙向斬波調(diào)幅電路 ttttSccc5cos543cos34cos4* ttttftvccca5cos543cos34cos4雙向開關(guān)函數(shù) 雙向斬波調(diào)幅電路雙向斬波調(diào)幅電路上節(jié)內(nèi)容回顧與擴展上節(jié)內(nèi)容回顧與擴展 ttttSccc5cos543cos34cos

15、4* ttttftvccca5cos543cos34cos42+- +-大載波，小調(diào)制！大載波，小調(diào)制！（1）uc(t)正半周時，正半周時，V1和和V2導(dǎo)通，導(dǎo)通，V3和和V4截止，截止，V（t)=2f(t) ； uc(t)負(fù)半周時，負(fù)半周時，V1和和V2截止，截止，V3和和V4導(dǎo)通，導(dǎo)通， V0（t)=-2f(t) 。即輸出電壓為即輸出電壓為 2 f(t） uc(t) 0 uo (t) -2 f(t） uc(t) 0uo (t)2 S*(t) 二極管環(huán)形斬波調(diào)幅電路二極管環(huán)形斬波調(diào)幅電路 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)制信號的過程。，是從高頻已調(diào)波中恢復(fù)

16、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，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是將高頻端的信號頻譜搬移到低頻端譜搬移到低頻端，解調(diào)過程是和調(diào)制過程相對應(yīng)的，不同的調(diào)制方式對應(yīng)于，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)。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 AMAM調(diào)制調(diào)制 DSBDSB調(diào)制調(diào)制 SSBSSB調(diào)制調(diào)制包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波( (非相干）非相干）： 同步檢波同步檢波（相干）（相干）： 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

17、步檢波 4.3.4 4.3.4 振幅調(diào)制波的解調(diào)模型及電路振幅調(diào)制波的解調(diào)模型及電路一、一、 振幅波的解調(diào)模型振幅波的解調(diào)模型 1 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，只適用于從已調(diào)波中檢出包絡(luò)信息，只適用于AMAM信號信號 輸入輸入 AM信號信號檢出包絡(luò)信息檢出包絡(luò)信息圖圖421 振幅調(diào)制波的解調(diào)振幅調(diào)制波的解調(diào)二極管包絡(luò)檢波器的工作原理 它由二極管與它由二極管與RLC并聯(lián)構(gòu)成的低通濾波器構(gòu)成。并聯(lián)構(gòu)成的低通濾波器構(gòu)成。 D:檢波二極管，結(jié)電容小，檢波二極管，結(jié)電容小，反向電流小?？蛇x擇點接觸反向電流小?？蛇x擇點接觸二極管，肖特基二極管。二極

18、管，肖特基二極管。RL:負(fù)載電阻，數(shù)值較大，負(fù)載電阻，數(shù)值較大，低頻電流流過時產(chǎn)生低頻電低頻電流流過時產(chǎn)生低頻電壓。壓。C:負(fù)載電容，高頻短路和負(fù)載電容，高頻短路和 濾波。濾波。LdRR10cC條件：條件：VDCC+vRL+充電放電iDvi串聯(lián)型二極管包絡(luò)檢波器二極管包絡(luò)檢波器的工作原理 ViVcV 電壓傳輸系數(shù)（檢波效率）、輸入電阻和失真。電壓傳輸系數(shù)（檢波效率）、輸入電阻和失真。1) 電壓傳輸系數(shù)電壓傳輸系數(shù)(檢波效率檢波效率)cmd VmVKam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定義：定義：cmVcmaVmmV二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo)二極管包絡(luò)檢波

19、器的指標(biāo)n二極管工作在大信號，其特性用通過原點的折線代表二極管工作在大信號，其特性用通過原點的折線代表(忽略導(dǎo)通電壓忽略導(dǎo)通電壓)，折線，折線的斜率為的斜率為gd。這樣假設(shè)后，可用折線近似分析法來分析二極管包絡(luò)檢波器。這樣假設(shè)后，可用折線近似分析法來分析二極管包絡(luò)檢波器。 大信號二極管包絡(luò)檢波器波近似的數(shù)學(xué)關(guān)系證明大信號二極管包絡(luò)檢波器波近似的數(shù)學(xué)關(guān)系證明 0,00,d ddddg v viv二極管包絡(luò)檢波器的近似分析二極管包絡(luò)檢波器的近似分析二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo)二極管包絡(luò)檢波器的近似分析二極管包絡(luò)檢波器的近似分析LdRR10cC條件：條件：000dddddg vvivcosiicvVtco

20、sccivVmax(cos)(1cos)ddiicdicigVVg V折線近似分析法 折線的斜率為 1/ddgR值很小！值很小！max(cos)(coscos)1coscdddicccicviig VttV0max0()ddcIi1max1()ddcIi max()dndncIi 波形分解系數(shù)0()c1()c ()nc級數(shù)分解二極管包絡(luò)檢波器的近似分析二極管包絡(luò)檢波器的近似分析?c0max0()sincos(1cos)(1cos)(sincos)ddcccdiccdicccIig Vg V 1(sincos)didcccg VI0(sincos)cdLLdicccvIRR g Vcos(sin

21、cos)cLdccccivR gV133()dcLRR二極管包絡(luò)檢波器的近似分析等幅波輸入時大信號包絡(luò)檢波器的效率 cosccdivKVcdivK V輸入為等幅波時：cviV133coscos()cddciLvRKVR定值與 成線性關(guān)系，稱為線性檢波1) 電壓傳輸系數(shù)電壓傳輸系數(shù)(檢波效率檢波效率)vDi D-vCVim 用分析高頻功放的折線近用分析高頻功放的折線近似分析法可以證明似分析法可以證明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，d為為檢波器內(nèi)阻。檢波器內(nèi)阻。 d33RR二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo)二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo)在幾個高頻周期內(nèi)為恒

22、定值(1cos)iaVmt(1cos)coscoscoscosciacicaicvVmtVm Vt直流分量cosicVcoscoscosaicvm VtVt(1cos)cosiiacvVmtt解出來的是調(diào)制信號分量振幅值 cosaicVm V如果輸入是調(diào)幅波，如果輸入是調(diào)幅波，coscosaicdcaiaiVm VKm Vm V1) 電壓傳輸系數(shù)電壓傳輸系數(shù)(檢波效率檢波效率)2) 等效輸入電阻等效輸入電阻 考慮到包絡(luò)檢波電路一般作為諧振回路的負(fù)載，它勢必影響回考慮到包絡(luò)檢波電路一般作為諧振回路的負(fù)載，它勢必影響回路選頻特性（路選頻特性（Q），下面分析其等效輸入電阻），下面分析其等效輸入電阻i

23、mimidIVR 其中，其中，Vim是輸入高頻電壓振幅，是輸入高頻電壓振幅， Iim是輸入高頻電流振幅。是輸入高頻電流振幅。二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo)流過二極管的電流是窄脈沖序列，它的級數(shù)展開式近似表流過二極管的電流是窄脈沖序列，它的級數(shù)展開式近似表示為：示為： (12cos4cos2)davcciItt檢波器的輸入電阻檢波器的輸入電阻 1/ididRVI12avIIicVv1122idcidLavVvRRIIcLavvRI利用功率等效可證明！利用功率等效可證明！3) 失真失真 產(chǎn)生的失真主要有：產(chǎn)生的失真主要有：惰性失真；惰性失真；負(fù)峰切割失真；負(fù)峰切割失真；非線性非線性失真；失真；頻率失真。頻

24、率失真。 如果檢波電路的時間常數(shù)如果檢波電路的時間常數(shù)RC太太大大，當(dāng)調(diào)幅波包絡(luò)朝較低值變化時，當(dāng)調(diào)幅波包絡(luò)朝較低值變化時，電容上的電荷來不及釋放以跟蹤其電容上的電荷來不及釋放以跟蹤其變化，所造成的失真稱作變化，所造成的失真稱作惰性失真惰性失真。 惰性失真惰性失真( (對角線切割失真對角線切割失真) )二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo) 惰性失真惰性失真( (對角線切割失真對角線切割失真) )ttmVt0aomocoscos1)(vtmVtVcos1)(aom調(diào)幅波包絡(luò)調(diào)幅波包絡(luò) 如圖所示，在某一點，如圖所示，在某一點，如果電容如果電容兩端電壓的放電速度小于包絡(luò)的下降兩端電壓的放電速度小于包絡(luò)的下降速度速

25、度，就可能發(fā)生惰性失真。，就可能發(fā)生惰性失真。tmVttVsin)(aomdd包絡(luò)變化率包絡(luò)變化率ttCiddCC)(v電容放電電容放電RitCC)(v二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo) 惰性失真惰性失真( (對角線切割失真對角線切割失真) )放電速率放電速率RCtCitt)()(CCCddvv假定此時假定此時tmVtcos1)(aomCv調(diào)幅波包絡(luò)調(diào)幅波包絡(luò)tmVtVcos1)(aomtmVttVsin)(aomdd包絡(luò)變化率包絡(luò)變化率ttCiddCC)(v電容放電電容放電RitCC)(v為避免失真為避免失真1)()(dttdvdttdVAC二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo) 惰性失真惰性失真( (對角線切割失真對

26、角線切割失真) ) 實際上，調(diào)幅波往往是由多個頻率成分組成，即實際上，調(diào)幅波往往是由多個頻率成分組成，即=minmax。為了保為了保證不產(chǎn)生失真，必須滿足證不產(chǎn)生失真，必須滿足5 . 1maxRC8 . 0am二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo)如如2max1aLamR Cm為不產(chǎn)生隋性失真的條件為不產(chǎn)生隋性失真的條件 + + v C + rieR RL VC Cc vi D 考慮了耦合電容考慮了耦合電容C Cc c和低放和低放輸入電阻輸入電阻R RL L后的檢波電路后的檢波電路負(fù)負(fù)峰切割失真峰切割失真( (底邊切割失真底邊切割失真) ) 隔直電容隔直電容Cc數(shù)值很大，可認(rèn)為數(shù)值很大，可認(rèn)為它對調(diào)制頻率它對

27、調(diào)制頻率交流短路，電路達(dá)交流短路，電路達(dá)到穩(wěn)態(tài)時，其兩端電壓到穩(wěn)態(tài)時，其兩端電壓VCVim。imimimimLRVrRrVVrRrrRVRrRVieLieieLieieLieL 失真最可能在包絡(luò)的負(fù)半周發(fā)生。失真最可能在包絡(luò)的負(fù)半周發(fā)生。假定二極管截止假定二極管截止，Cc將通過將通過R和和RL緩慢緩慢放電，相對于高頻載波一個周期內(nèi)，其電壓放電，相對于高頻載波一個周期內(nèi)，其電壓VCVim將在將在R和和RL上分壓。直流負(fù)上分壓。直流負(fù)載電阻載電阻R上的電壓為上的電壓為二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo)負(fù)負(fù)峰切割失真峰切割失真( (底邊切割失真底邊切割失真) )V i m（1-m）V i mttmVoimico

28、s)cos1(vV R)cos1(tmVimttmVoimicos)cos1(vttmVoimicos)cos1( v)cos1(tmVim)cos1(tmVimV RV RV RV RV R二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo) + + v C + rieR RL VC Cc vi D 考慮了耦合電容考慮了耦合電容C Cc c和低放和低放輸入電阻輸入電阻R RL L后的檢波電路后的檢波電路imimimimLRVrRrVVrRrrRVRrRVieLieieLieieLieL負(fù)負(fù)峰切割失真峰切割失真( (底邊切割失真底邊切割失真) )要避免二極管截止發(fā)生，包絡(luò)幅度瞬時值必須滿足要避免二極管截止發(fā)生，包絡(luò)幅度瞬時

29、值必須滿足RimVtmVacos1RaimVmV1)0()(/LaLLLieieLieZjZRRrrRrm交、直流負(fù)載電阻越懸殊，交、直流負(fù)載電阻越懸殊，ma越大，越容易發(fā)生該失真。越大，越容易發(fā)生該失真。二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo) + + v C + rieR RL VC Cc vi D 考慮了耦合電容考慮了耦合電容C Cc c和低放和低放輸入電阻輸入電阻R RL L后的檢波電路后的檢波電路二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo) 和C的選擇原則 LR考慮到電壓傳輸系數(shù) 和高頻濾波能力， 應(yīng)盡可能大，工程上要求其最小值滿足下列條件： dK5 10LcR C為避免惰性失真， 的最大值應(yīng)滿足下列條件： CLRCLR2

30、max1aLamR Cm2max1510aLcamR Cm 非線性失真非線性失真這種失真是由檢波二極管伏安特性曲線的這種失真是由檢波二極管伏安特性曲線的非線性非線性所引起的。所引起的。 如果負(fù)載電阻如果負(fù)載電阻R選得足夠大，則檢波管非線性特性影響越小，它所引選得足夠大，則檢波管非線性特性影響越小，它所引起的非線性失真即可以忽略。起的非線性失真即可以忽略。二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo) + + v C + rieR RL VC Cc vi D 考慮了耦合電容考慮了耦合電容C Cc c和低放和低放輸入電阻輸入電阻R RL L后的檢波電路后的檢波電路 頻率失真頻率失真 如左圖所示，檢波器中存在檢波電容如左圖

31、所示，檢波器中存在檢波電容C和隔直電容和隔直電容Cc兩個電容。兩個電容。檢波電容檢波電容C用于用于跟蹤調(diào)幅波包絡(luò)變化，隔直電容跟蹤調(diào)幅波包絡(luò)變化，隔直電容Cc用于去用于去除載波分量對應(yīng)的直流輸出。除載波分量對應(yīng)的直流輸出。對調(diào)制頻率對調(diào)制頻率=minmax，要求檢波電容要求檢波電容C對對高頻載波短路但不能對低頻調(diào)高頻載波短路但不能對低頻調(diào)制波旁路，隔直電容制波旁路，隔直電容Cc對低頻調(diào)制波短路。對低頻調(diào)制波短路。RCmax1LCminR1C二極管包絡(luò)檢波器的指標(biāo) + + v C + rieR RL VC Cc vi D 考慮了耦合電容考慮了耦合電容C Cc c和低放和低放輸入電阻輸入電阻R R

32、L L后的檢波電路后的檢波電路可以取可以取 1000CpF非線性非線性 電路電路低通低通濾濾 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AMAM信號，信號，何種電路同時也可以解調(diào)何種電路同時也可以解調(diào)DSBDSB信號？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4.3.4 振幅調(diào)制波的解調(diào)模型及電路 同步檢波器用于對載波被抑制的雙邊帶或單邊帶信號進行解調(diào)。同步檢波器用于對載波被抑制的雙邊帶或單邊帶信號進行解調(diào)。它的特它的特點是必須外加一個點是必須外加一個頻率和相位頻率和相位都與被抑制的載波相同的信號。同步檢波的名都與被抑制的載波相同的信號。同步檢波的名稱

33、即由此而來。稱即由此而來。 同步檢波電路同步檢波電路載波信號相位對檢波結(jié)果的影響載波信號相位對檢波結(jié)果的影響ttVt11m1coscos)(v)cos()(10mtVt0v)cos()coscos()()(10m11m1tVttVtt0vv)cos(coscos110m1mtttVVcos)2cos(21cos10m1ttVVmtVVtcoscos21)(0m1mv1.1. 乘積檢波器乘積檢波器 同步檢波電路同步檢波電路 同步檢波電路同步檢波電路 本地載波與輸入信號載波本地載波與輸入信號載波相位相同而頻率不同相位相同而頻率不同對檢波結(jié)果的影響對檢波結(jié)果的影響ttVt11m1coscos)(v)

34、cos()(10mtVt0v)cos()(00mtVt0v10p 本地載波與輸入信號載波本地載波與輸入信號載波頻率相同而相位不同頻率相同而相位不同對檢波結(jié)果的影響對檢波結(jié)果的影響tVVtcoscos21)(0m1mvttVVtcoscos21)(0m1mv 同步檢波電路同步檢波電路這種檢波方式這種檢波方式需要一個與載波同頻率同相位的參考信號需要一個與載波同頻率同相位的參考信號。若參。若參考信號與載波信號不同頻不同相，則會產(chǎn)生失真，使檢波性能考信號與載波信號不同頻不同相，則會產(chǎn)生失真，使檢波性能下降。下降。 頻譜的頻譜的 線性：線性：幅度調(diào)制幅度調(diào)制（AMAM）：）：頻譜的結(jié)構(gòu)不變。頻譜的結(jié)構(gòu)不

35、變。 搬移：搬移： 非線性：非線性：角度調(diào)制角度調(diào)制（FMFM、PMPM）：）：頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化， 且調(diào)制后的帶寬比調(diào)制信號的帶寬大得多。且調(diào)制后的帶寬比調(diào)制信號的帶寬大得多。 頻率調(diào)制頻率調(diào)制 （FMFM調(diào)頻）：高頻振蕩信號的頻率按調(diào)制信調(diào)頻）：高頻振蕩信號的頻率按調(diào)制信 號的規(guī)律變化（瞬時頻率變化的大小與調(diào)制號的規(guī)律變化（瞬時頻率變化的大小與調(diào)制 信號成線性關(guān)系），而振幅保持恒定的一種信號成線性關(guān)系），而振幅保持恒定的一種 調(diào)制方式。調(diào)制方式。 解調(diào)：解調(diào)：鑒頻或頻率檢波。鑒頻或頻率檢波。 相位調(diào)制相位調(diào)制 （PMPM調(diào)相）：高頻振蕩信號的相位按調(diào)制信調(diào)相）：高頻振蕩信號

36、的相位按調(diào)制信 號的規(guī)律變化，而振幅保持恒定的一種調(diào)制號的規(guī)律變化，而振幅保持恒定的一種調(diào)制 方式。方式。 解調(diào)：解調(diào)：鑒相或相位檢波。鑒相或相位檢波。 角度角度調(diào)制調(diào)制4.4 角度調(diào)制與解調(diào)角度調(diào)制與解調(diào) - 頻譜的非線性變換頻譜的非線性變換調(diào)頻波的主要指標(biāo)調(diào)頻波的主要指標(biāo):(1)頻譜寬度；頻譜寬度；(2)寄生調(diào)幅；寄生調(diào)幅；(3)抗干擾能力抗干擾能力 角度調(diào)制雖然頻帶利用率不高，但其抗干擾和噪聲的能力較強。角度調(diào)制雖然頻帶利用率不高，但其抗干擾和噪聲的能力較強。調(diào)頻波和調(diào)相波都表現(xiàn)為相位角的變化，只是變化的規(guī)律不同而已。調(diào)頻波和調(diào)相波都表現(xiàn)為相位角的變化，只是變化的規(guī)律不同而已。4.4 角

37、度調(diào)制與解調(diào)AMFM4.5 角度調(diào)制波的基本特性4.5.1 瞬時頻率與瞬時相位 0limtdtttdt 0000tttt dtt dt 00coscostv tVtVtdt故余弦波也可寫成故余弦波也可寫成4.5.2 調(diào)頻波與調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻移與相移調(diào)頻波與調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻移與相移 0fvttk vt設(shè)調(diào)制信號為則有： maxmfk vt最大頻偏最大頻偏 00000ttftt d tkvtd t調(diào)頻波瞬調(diào)頻波瞬時相位為時相位為rad/.fksV為調(diào)頻靈敏度，單位為 000tfttkvt dt調(diào)頻波調(diào)頻波(FM)定義定義:瞬時角頻率與調(diào)制信號成線性關(guān)系。瞬時角頻率與調(diào)制信號成線性關(guān)系。

38、 0tftkvt dt 稱為瞬時相移瞬時相移的最大值稱為瞬時相移的最大值稱為最大瞬時相移，用調(diào)頻指數(shù)最大瞬時相移，用調(diào)頻指數(shù)mf 表示表示: 0maxtffmkvt dt 000costFMfvtVtkvt dt調(diào)頻調(diào)頻(FM)波的一般表達(dá)式為波的一般表達(dá)式為 0max;pppptk vttk vtmk vt相位t瞬時相移為調(diào)相指數(shù)為瞬時相移的最大值 0pdtdvttkdtdt調(diào)相調(diào)相(PM)波的瞬時相位與調(diào)制信號呈線性關(guān)系波的瞬時相位與調(diào)制信號呈線性關(guān)系pk 為調(diào)相靈敏度，單位為rad/V pdvtttkdt為調(diào)相波的瞬時頻率，瞬時頻移為 maxmpdvtkdt最大頻移為: 00:cosPM

39、pvtVtk vt調(diào)相波的表達(dá)式 c o svtVt若調(diào)制信號若調(diào)制信號調(diào)相波為調(diào)相波為 0000coscoscoscosPMppvtVtk VtVtmt 0000cossincossinfFMfk VvtVttVtmt 調(diào)頻波為調(diào)頻波為maxcosfffmffmkVtdtk Vmk V maxpppmppmk vtk Vmk V (4-81)mm調(diào)頻和調(diào)相波都滿足：調(diào)頻和調(diào)相波都滿足：這兩種調(diào)制都表現(xiàn)為這兩種調(diào)制都表現(xiàn)為高頻振蕩波的總瞬時相角受到調(diào)變高頻振蕩波的總瞬時相角受到調(diào)變，故將它們，故將它們統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為角度調(diào)制角度調(diào)制(簡稱調(diào)角簡稱調(diào)角) 。4-32 mVm圖一定時，、與之間的關(guān)系 結(jié)論：結(jié)論：單音調(diào)制時，兩種已調(diào)信號的單音調(diào)制時，兩種已調(diào)信號的 (t) 和和 (t) 均均為簡諧波，但為簡諧波，但 m 和和 mf( (或或 mp) )隨隨 V m 和和 的變化規(guī)律不的變化規(guī)律不同。當(dāng)同。當(dāng) V m 一定，一定， 由小增大時：由小增大時： FM 中的中的 m 不變，而不變，而 mf 則成反比地減小。則成反比地減小。 PM 中的中的 mp 不變，而不變，而 m 呈正比地增加。呈正比地增加。4.5.3 調(diào)角波的頻譜及頻帶寬度 00cos