調(diào)幅與檢波教學(xué)教材

1、調(diào)幅與檢波調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為uAM(t) = (Ucm+kau(t)cosct=Ucm(1+macost)cosct 式中 ，稱為調(diào)幅系數(shù)或調(diào)幅度 cmmUUkmaa調(diào)幅波波形11.1.2 調(diào)幅波的頻譜與帶寬調(diào)幅波的頻譜與帶寬已調(diào)幅波不再是一個(gè)單一頻率的余弦波，展開得到單頻調(diào)制調(diào)幅波的頻譜。uAM(t)=Ucm(1+macost)cosct=Ucmcosct+Ucmmacostcosct=Ucmcosct+maUcmcos(c)t+maUcmcos(c+)t 由單頻余弦信號調(diào)制的已調(diào)波包含有三個(gè)頻率成分。一個(gè)是載波頻率c，其振幅為Ucm；另外兩個(gè)是和頻c+與差頻c，其振幅均為maUcm。也可

2、稱c+為上邊頻（高旁頻），c為下邊頻（低旁頻） 調(diào)幅波的頻譜（單頻） 如果調(diào)制信號不是單頻，而是一個(gè)從Fmin到Fmax的頻帶，則經(jīng)過調(diào)幅后，得到的頻譜是對稱于載波分量的上、下兩個(gè)頻帶。其中頻率范圍（fcFmax）（fcFmin）稱為下邊帶，（fc+Fmin）（fc+Fmax）稱為上邊帶，如圖所示。每一邊帶的頻帶寬度為FmaxFmin，所以調(diào)幅波占有的總的頻帶寬度為最高調(diào)制頻率Fmax的兩倍，即2Fmax。 調(diào)幅波的頻譜（多頻） 11.1.3 調(diào)幅波的功率關(guān)系調(diào)幅波的功率關(guān)系若設(shè)調(diào)制信號為單頻正弦波，負(fù)載電阻為RL，則載波、旁頻分量的幅度關(guān)系，在負(fù)載RL上所消耗的功率應(yīng)包括三部分：載波功率為L

3、2cmc21RUP 上、下邊頻的總功率為c2L2cm2L2cmsb212121PmRUmRUmPaaa在調(diào)制信號的一個(gè)周期內(nèi)，已調(diào)波的平均輸出總功率Pav為Pav=Pc+Psb=Pc+CaPm221由于調(diào)幅波的最大振幅為Ucm(1+ma)，因此，調(diào)幅波的最大瞬時(shí)功率為Pmax=(1+ma)Ucm2/RL=(1+ma)2Pc 如果調(diào)制信號為多頻信號，則調(diào)幅波平均功率等于載波和各邊頻功率之和。11.2 調(diào)幅電路調(diào)幅電路按照產(chǎn)生調(diào)幅波的方式的不同，調(diào)幅電路可分為普通調(diào)幅電路、雙邊帶調(diào)幅電路和單邊帶調(diào)幅電路；按照輸出功率的高低，可分為低電平調(diào)幅和高電平調(diào)幅電路。按照產(chǎn)生調(diào)幅波的方式的不同，調(diào)幅電路可分

4、為普通調(diào)幅電路、雙邊帶調(diào)幅電路和單邊帶調(diào)幅電路；按照輸出功率的高低，可分為低電平調(diào)幅和高電平調(diào)幅電路。低電平調(diào)幅的調(diào)制過程是在低電平級進(jìn)行的，所需要的調(diào)制功率小，輸出調(diào)幅波的功率也小。屬于這種調(diào)制的調(diào)幅方法有：平方律調(diào)幅、模擬相乘調(diào)幅、平衡調(diào)幅或環(huán)形調(diào)幅、斬波調(diào)幅等。高電平調(diào)幅的調(diào)制過程是在高電平級進(jìn)行的，因此，所需的調(diào)制功率大，輸出調(diào)幅波的功率也大。屬于這種調(diào)制的調(diào)幅方法有：集電極調(diào)幅和基極調(diào)幅。11.2.1 調(diào)幅波產(chǎn)生的原理調(diào)幅波產(chǎn)生的原理為了產(chǎn)生調(diào)幅波，圖中調(diào)制信號u(t)和載波信號uc(t)一起加在非線性元件晶體二極管上，由非線性元件頻率變換作用可知，在二極管中電流i(t)產(chǎn)生許多新的

5、頻率組合分量，可以利用諧振于c的并聯(lián)諧振回路選出c和c分量，則輸出電壓就是普通調(diào)幅波。 調(diào)幅原理電路 11.2.2 二極管平衡調(diào)幅電路二極管平衡調(diào)幅電路二極管平衡調(diào)幅器 簡化電路 若設(shè)u=Umcost, uc=Ucmcosct，則上式u1Ucmcosct+Umcost, u2UcmcosctUmcost則 uo(i1i2)RLa1(u1u2)+a2()RL =2RL(a1u+2a2ucu) =2RL(a1Umcost+2a2UcmUmcosctcost)=2RLa1Umcost+a2UcmUmcos(t+)t+a2UcmUmcos(c) 上式是忽略高次諧波后得到的。顯然，由上式可以看出，輸出電

6、壓中沒有載波分量，只有上下邊帶（c）與調(diào)制信號頻率，用濾波器濾除后，即可得到抑制載波和調(diào)制信號的雙邊帶信號，可見二極管平衡調(diào)幅是一種抑制載波信號的低電平調(diào)幅電路。11.2.3 二極管環(huán)形調(diào)幅電路二極管環(huán)形調(diào)幅電路二極管環(huán)形調(diào)幅器電路圖11.3 檢波器檢波器11.3.1 概述概述從高頻已調(diào)信號中檢出調(diào)制信號的過程稱為檢波，又稱解調(diào)。檢波是調(diào)制的逆過程。對于普通調(diào)幅波檢波，由于其包絡(luò)反映了調(diào)制信號變化的規(guī)律，因此，檢波器的輸出電壓uO(t)的波形應(yīng)當(dāng)與輸入調(diào)幅波uI(t)包絡(luò)相同，如圖11.8所示 檢波器輸入中信號與輸出信號的波形（普通檢波器） 檢波器由三個(gè)基本部分組成：（1）輸入電路選取高頻調(diào)幅

7、信號；（2）非線性元件進(jìn)行頻率變換，產(chǎn)生許多新的頻率成分，其中包括原調(diào)制信號；（3）低通濾波器濾除無用的頻率成分，取出原調(diào)制信檢波器組成方框圖 11.3.2 同步檢波器同步檢波器同步檢波器常由模擬乘法器和低通濾波器組成，因此這種檢波器也稱為模擬相乘檢波器。同步檢波器原理電路tUtuttmUtuacrmrcimIcos)(cos)cos1 ()(則乘法器輸出為uZ(t) = KMuI(t)ur(t)則uZ(t)=Uim(1+macost)cosctKMUrmcosct=KMUimUrm(1+macost)cos2ct=KMUimUrm(1+macost) (+cos2ct)=KMUimUrm+K

8、MUimUrmmacost+KMUimUrm(1+macost)cos2ct上式經(jīng)過低通濾波及隔直流后，即可將第1，3兩項(xiàng)除掉，獲得調(diào)制信號?？梢杂袃煞N方法：一個(gè)是用窄帶濾波器從接收的信號中提取載頻作為本振信號，另一個(gè)是發(fā)射機(jī)的載頻和接收機(jī)的本振都用頻率穩(wěn)定度很高的晶體振蕩器產(chǎn)生，以保證收發(fā)載頻之間的差值較小。11.3.3 大信號包絡(luò)檢波器大信號包絡(luò)檢波器當(dāng)輸入的高頻信號的電壓較大時(shí)（500mV），足以使二極管工作在線性區(qū)中，這時(shí)，利用二極管兩端加正向電壓導(dǎo)通，加反向電壓截止這一特性進(jìn)行檢波。二極管包絡(luò)檢波器 輸入信號為高頻等幅波時(shí)的電壓波形 輸入信號為單頻調(diào)幅波時(shí)的電壓波形 本章小結(jié)本章小結(jié)（1）普通調(diào)幅波的包絡(luò)反映了調(diào)制信號的變化規(guī)律，其頻譜包含載波和上、下邊帶。由于載波分量不傳送有用信號，而且還占有很大的功率，而傳輸?shù)男畔⒋嬖谟谏?、下邊帶中，因此可以抑制載波，得到雙邊帶信號，或抑制某邊帶，得到單邊帶信號（本章中未涉及）。（2）實(shí)現(xiàn)調(diào)幅的方法有：模擬相乘調(diào)幅、小信號平方律調(diào)幅、平衡調(diào)幅或環(huán)形調(diào)幅、集電極調(diào)幅、基極調(diào)幅，它們各自具有不同的特點(diǎn)，適用于不同的場合。（3）檢波器分為同步檢波器和包絡(luò)檢波器兩類。同步檢波器可用于各種調(diào)幅信號的檢波，不足之處是需要與輸入載波同頻同