linChapter6 振幅調(diào)制與解調(diào)

Chapter6調(diào)幅、檢波與混頻

----頻譜搬移電路6.1頻譜搬移電路的特性6.2振幅調(diào)制原理6.3振幅調(diào)制方法與電路6.4振幅解調(diào)（檢波）原理與電路6.5混頻器原理與電路

非線性電路具有頻率變換的功能，即通過非線性器件相乘的作用產(chǎn)生與輸入信號(hào)波形的頻率不同的信號(hào)。

當(dāng)頻率變換前后，信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)不變，只是將信號(hào)頻譜無失真的在頻率軸上搬移，則稱之為線性頻率變換，具有這種特性的電路稱之為頻譜搬移電路。6.1頻譜搬移電路的特性(a)調(diào)幅原理(c)檢波原理(b)混頻原理頻譜搬移電路的特性2)從頻譜結(jié)構(gòu)看，上述頻率變換電路都只是對(duì)輸入信號(hào)頻譜實(shí)行橫向搬移而不改變?cè)瓉淼淖V結(jié)構(gòu)，因而都屬于所謂的線性頻率變換。1)它們的實(shí)現(xiàn)框圖幾乎是相同的，都是利用非線性器件對(duì)輸入信號(hào)頻譜實(shí)行變換以產(chǎn)生新的有用頻率成分后，濾除無用頻率分量。3)頻譜的橫向平移從時(shí)域角度看相當(dāng)于輸入信號(hào)與一個(gè)參考正弦信號(hào)相乘，而平移的距離由此參考信號(hào)的頻率決定，它們可以用乘法電路實(shí)現(xiàn)。頻譜搬移電路的特性將要傳送的信息裝載到某一高頻載頻信號(hào)上去的過程。高頻振蕩高頻放大話筒聲音緩沖發(fā)射天線倍頻調(diào)制音頻放大1.定義:6.2振幅調(diào)制原理調(diào)制2.調(diào)制的方式和分類調(diào)幅調(diào)相調(diào)制連續(xù)波調(diào)制脈沖波調(diào)制脈寬調(diào)制PWM脈沖調(diào)幅

PAM編碼調(diào)制PCM調(diào)頻脈位調(diào)制PPM調(diào)制可分為連續(xù)波調(diào)制和脈沖調(diào)制。4.調(diào)幅的方法平方律調(diào)幅斬波調(diào)幅調(diào)幅方法低電平調(diào)幅高電平調(diào)幅集電極調(diào)幅基極調(diào)幅發(fā)射極調(diào)幅多重調(diào)制平衡調(diào)幅環(huán)型調(diào)幅1.普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表示式首先討論單音調(diào)制的調(diào)幅波。載波信號(hào)：

調(diào)制信號(hào)：

調(diào)幅信號(hào)（已調(diào)波）：

由于調(diào)幅信號(hào)的振幅與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，即有：

，式中為比例常數(shù)即：

式中ma為調(diào)制度，

表示調(diào)制深度的量,0<m<12.普通調(diào)幅波的波形圖調(diào)制信號(hào)的變化和己調(diào)波在時(shí)域上的表現(xiàn)(1)調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律與調(diào)制信號(hào)波形一致；波形特點(diǎn)：(2)調(diào)幅度ma反映了調(diào)幅的強(qiáng)弱度;tovW(a)調(diào)制信號(hào)(b)已調(diào)波形由非正弦波調(diào)制所得到的調(diào)幅波形若調(diào)制信號(hào)為非對(duì)稱信號(hào)，如圖所示，則此時(shí)調(diào)幅度分與上調(diào)幅度ma上和下調(diào)幅度ma下

3.調(diào)幅信號(hào)的頻譜及帶寬將調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式展開，可得到

Ω調(diào)制信號(hào)ω0載波調(diào)幅波ω0+Ω上邊頻ω0-Ω下邊頻頻帶寬度B=2單音調(diào)制的調(diào)幅波的頻譜信號(hào)帶寬ω0限帶信號(hào)(多音頻的調(diào)制信號(hào))的調(diào)幅波Ωmax調(diào)幅波ΩmaxΩmaxΩmaxΩmax調(diào)制信號(hào)載波ω0+Ωmax上邊帶ω0-Ωmax下邊帶由圖看出調(diào)幅過程實(shí)際上是一種頻譜搬移過程，即將調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移到載波附近，成為對(duì)稱排列在載波頻率兩側(cè)的上、下邊頻，幅度均等于調(diào)幅波并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的正弦波，包含有三個(gè)頻率分量：ω0+Ωmax上邊帶ω0-Ωmax下邊帶Ωmax對(duì)于單音信號(hào)調(diào)制已調(diào)幅波，從頻譜圖上可知其占據(jù)的頻帶寬度B=2或B=2F(=2F)，對(duì)于多音頻的調(diào)制信號(hào)，若其頻率范圍是Fmin---Fmax，則已調(diào)信號(hào)的頻帶寬度等于調(diào)制信號(hào)最高頻率的兩倍。已調(diào)幅波的頻帶寬度 如果將普通調(diào)幅波輸送功率至電阻R上，則載波與兩個(gè)邊頻將分別得出如下的功率：ω0載波功率:上邊頻或下邊頻:在調(diào)幅信號(hào)一周期內(nèi)，AM信號(hào)的平均輸出功率是4.普通調(diào)幅波的功率關(guān)系ω0 載波本身并不包含信號(hào)，但它的功率卻占整個(gè)調(diào)幅波功率的絕大部分。當(dāng)ma＝1時(shí)，PoT＝(2/3)Po；當(dāng)ma＝0.5時(shí)，PoT＝(8/9)Po； 從調(diào)幅波的頻譜圖可知，唯有它的上、下邊帶分量才實(shí)際地反映調(diào)制信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)，而載波分量?jī)H是起到頻譜搬移的作用，不反映調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律。4.普通調(diào)幅波的功率關(guān)系例6-1

已知已調(diào)幅信號(hào)的頻譜圖如圖所示。

1)寫出已調(diào)信號(hào)電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

2)計(jì)算在單位電阻上消耗的邊帶功率和總功率以及已調(diào)波的頻帶寬度。解：1)根據(jù)頻譜圖知因此vAM(t)=2(1+0.3cos2102)cos2106t(V)。

2)載波功率雙邊帶功率總功率

已調(diào)波的頻帶寬度

(Hz)

1.抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波為了克服普通調(diào)幅波效率低的缺點(diǎn)，提高設(shè)備的功率利用率，可以不發(fā)送載波，而只發(fā)送邊帶信號(hào)。這就是抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波(DSBAM)其數(shù)學(xué)表達(dá)式為其所占據(jù)的頻帶寬度仍為調(diào)制信號(hào)頻譜中最高頻率的兩倍，即抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波的波形與頻譜DSB信號(hào)的包絡(luò)正比于調(diào)制信號(hào)載波上邊頻下邊頻功率:2.單邊帶調(diào)幅波上邊頻與下邊頻的頻譜分量對(duì)稱含有相同的信息。也可以只發(fā)送單個(gè)邊帶信號(hào)，稱之為單邊帶通信(SSB)。其表達(dá)式為：

或其頻帶寬度為：上邊頻下邊頻單邊帶調(diào)幅波的波形下邊頻單邊帶調(diào)幅波的頻譜電壓表達(dá)式普通調(diào)幅波載波被抑制雙邊帶調(diào)幅波單邊帶信號(hào)波形圖頻譜圖信號(hào)帶寬表6-1三種振幅調(diào)制信號(hào)3.殘留邊帶調(diào)幅(a)廣播電視臺(tái)系統(tǒng)發(fā)端濾波器特性(b)電視接收系統(tǒng)中頻濾波器特性殘留邊帶調(diào)幅(記為VSBAM)它在發(fā)射端發(fā)送一個(gè)完整的邊帶信號(hào)、載波信號(hào)和另一個(gè)部分被抑制的邊帶信號(hào)。這樣它既保留了單邊帶調(diào)幅節(jié)省頻帶的優(yōu)點(diǎn)，且具有濾波器易于實(shí)現(xiàn)、解調(diào)電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。在廣播電視系統(tǒng)中圖象信號(hào)就是采用殘留邊帶調(diào)幅。調(diào)幅波的共同之處都是在調(diào)幅前后產(chǎn)生了新的頻率分量，也就是說都需要用非線性器件來完成頻率變換。(a)普通調(diào)幅波實(shí)現(xiàn)框圖(b)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波(c)單邊帶調(diào)幅波實(shí)現(xiàn)框圖原理框圖如下：6.3.1概述6.3振幅調(diào)制方法與電路高電平調(diào)幅電路一般置于發(fā)射機(jī)的最后一級(jí)，是在功率電平較高的情況下進(jìn)行調(diào)制。低電平調(diào)幅電路一般置于發(fā)射機(jī)的前級(jí)，再由線性功率放大器放大已調(diào)幅信號(hào)，得到所要求功率的調(diào)幅波。

我們回頭看一下第1章PPT的第14頁或者第4章第2頁高電平調(diào)制

第1章PPT的21頁低電平調(diào)制關(guān)于本課程的一些問題按調(diào)制電路輸出功率的高低可分為：1.簡(jiǎn)單的二極管調(diào)幅電路二極管調(diào)幅電路調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)相加后，通過二極管非線性特性的變換，在電流i中產(chǎn)生了各種組合頻率分量，將諧振回路調(diào)諧于(ω0+)，便能取出和的成分，這便是普通調(diào)幅波。(1)平方律調(diào)幅－二極管信號(hào)較小時(shí)的工作狀態(tài)當(dāng)vD很小時(shí)，級(jí)數(shù)可只取前四項(xiàng)6.3.2低電平調(diào)幅電路利用三角公式展開，并分類整理，可得

ω0 如果靜態(tài)工作點(diǎn)和輸入信號(hào)變換范圍選擇合適，非線性器件工作在滿足平方律的區(qū)段。ω0經(jīng)分類整理可知：是我們所需要的上、下邊頻。這對(duì)邊頻是由平方項(xiàng)產(chǎn)生的，故稱為平方律調(diào)幅。其中最為有害的分量是項(xiàng)。經(jīng)濾波后平方律調(diào)幅器數(shù)學(xué)表達(dá)式:平方律調(diào)幅器的調(diào)制度：

(2).平衡調(diào)幅器平衡調(diào)制是由兩個(gè)簡(jiǎn)單的二極管調(diào)幅電路對(duì)稱連接組成。載波成分由于對(duì)稱而被抵消，在輸出中不再出現(xiàn)，因而平衡調(diào)制器是產(chǎn)生DSB和SSB信號(hào)的基本電路。。單管調(diào)幅器頻譜中所含的直流分量、載波分量以及載波的各次諧波分量，在平衡調(diào)制器里都被抑制掉了。平衡調(diào)制器原理圖及其等效電路 如果要獲得抑制載波的雙邊帶信號(hào)，觀察輸出電流表示式 總的輸出電流 總的輸出電壓ω0平衡調(diào)幅電路

(2)普通調(diào)幅波的高頻振蕩是連續(xù)的，可是雙邊帶調(diào)幅波在調(diào)制信號(hào)極性變化時(shí)，它的高頻振蕩的相位要發(fā)生180的突變，這是因?yàn)殡p邊帶波是由v0和v相乘而產(chǎn)生的。（1）它雖然是調(diào)幅波，但因失去了載波，因而包絡(luò)不能完全反映調(diào)制信號(hào)變化的規(guī)律，這就給以后的解調(diào)工作帶來困難；平衡調(diào)制器的重要優(yōu)點(diǎn)就是有效地抑制了載波，其條件是Tr1和Tr2對(duì)中心抽頭來說必須嚴(yán)格對(duì)稱，D1，D2兩管的特性完全相同。實(shí)際上，這是很難做到的。如果電路稍有不平衡，載波電壓就會(huì)泄漏到輸出端。抑制載波的雙邊帶信號(hào)波形如圖所示，它有兩個(gè)重要的特點(diǎn)：平衡調(diào)制器輸出的電壓波形平衡開關(guān)調(diào)幅器在大信號(hào)情況應(yīng)用時(shí)，依靠二極管的導(dǎo)通和截止來實(shí)現(xiàn)頻率變換，這時(shí)二極管就相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)。滿足的條件時(shí)，二極管的通、斷由載波電壓決定。輸出調(diào)幅波有用電流分量平衡調(diào)制器輸出的電壓波形

1.單管開關(guān)調(diào)幅器令二極管導(dǎo)通時(shí)的電導(dǎo)故通過二極管的電流為：

將和代入，得輸出電流為

1.平衡開關(guān)調(diào)幅器t電流波形電壓波形平衡調(diào)幅器的一種實(shí)用電路電路中C1接地為邊帶信號(hào)提供交流通路；R1和R2配合電位器R3來平衡二極管正向特性的不對(duì)稱；C2和C3的作用是平衡二極管反向工作時(shí)結(jié)電容的不對(duì)稱。調(diào)制電壓?jiǎn)味溯斎耄厧盘?hào)經(jīng)調(diào)諧于載頻的回路單端輸出，3.環(huán)形調(diào)制器

在平衡調(diào)制器的基礎(chǔ)上，再增加兩個(gè)二極管，使電路中4個(gè)二極管首尾相接構(gòu)成環(huán)形，這就是環(huán)形調(diào)制器。環(huán)行調(diào)制器原理圖環(huán)型調(diào)制器等效電路環(huán)形調(diào)制器輸出電流的有用分量:=gDV[cos(0+)t+cos(0–)t]振幅比平衡調(diào)制器提高了一倍，并抑制了低頻分量，因而獲得了廣泛應(yīng)用。iL=iL1+iL2調(diào)節(jié)直流電壓VDC的大小，可以改變調(diào)幅系數(shù)ma的值。模擬相乘器的輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系為如果v1(t)為高頻載波，v2(t)為低頻調(diào)制信號(hào)則輸出電壓如果在調(diào)制信號(hào)v2(t)上疊加一直流電壓，則可以得到普通調(diào)幅信號(hào)的輸出抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)。4.模擬相乘器調(diào)幅電路為了獲得合適的直流電壓V0，以調(diào)節(jié)ma大小，在輸入端的1、4之間接入了兩個(gè)750電阻，50k的電位器(也稱調(diào)零電路)。一般要求輸入載波信號(hào)在(100~400)mV，調(diào)制信號(hào)在(10~50)mV，以避免已調(diào)信號(hào)失真。輸出端也可以加帶通濾波器，抑制無用頻率分量的輸出。(1)普通調(diào)幅電路用MC1596G實(shí)現(xiàn)調(diào)幅的電路它是一個(gè)四象限模擬乘法器的基本電路，電路采用了兩組差動(dòng)對(duì)由V1－V4組成，以反極性方式相連接，而且兩組差分對(duì)的恒流源又組成一對(duì)差分電路，即V5與V6，因此恒流源的控制電壓可正可負(fù)，以此實(shí)現(xiàn)了四象限工作。D、V7、V8為差動(dòng)放大器V5與V6的恒流源。

進(jìn)行調(diào)幅時(shí)，載波信號(hào)加在V1－V4的輸入端，即引腳的⑧、⑩之間；調(diào)制信號(hào)加在差動(dòng)放大器V5、V6的輸入端，即引腳的①、④之間，②、③腳外接1KΩ電位器，以擴(kuò)大調(diào)制信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍，已調(diào)制信號(hào)取自雙差動(dòng)放大器的兩集電極（即引出腳⑹、⑿之間）輸出。用MC1496實(shí)現(xiàn)調(diào)幅的電路(把這兩款芯片的資料打開看看)用MC1496實(shí)現(xiàn)調(diào)幅的電路單邊帶通信設(shè)備復(fù)雜、價(jià)格昂貴，收發(fā)信機(jī)需要很高的頻率穩(wěn)定度及其它技術(shù)措施。單邊帶通信優(yōu)點(diǎn):1.節(jié)約頻帶2.節(jié)省功率3.受傳播條件影響小,抗選擇性衰落能力強(qiáng)缺點(diǎn):4.產(chǎn)生單邊帶信號(hào)的方法(1)濾波法濾波器法實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)制DSB信號(hào)經(jīng)過帶通濾波器后，濾除了下邊帶，就得到了SSB信號(hào)。由于0>>max，上、下邊帶之間的距離很近，要想通過一個(gè)邊帶而濾除另一個(gè)邊帶，就對(duì)濾波器提出了嚴(yán)格的要求。直接在高頻上設(shè)計(jì)和制造這樣的濾波器很困難，因此，先在較低頻率上實(shí)現(xiàn)SSB，然后向高頻進(jìn)行多次頻率搬移。實(shí)際濾波器法單邊帶發(fā)射機(jī)方框圖必須強(qiáng)調(diào)指出，提高單邊帶的載波頻率決不能用倍頻的方法。因?yàn)楸额l后，音頻頻率Ｆ也跟著成倍增加，使原來的調(diào)制信號(hào)變了樣，產(chǎn)生嚴(yán)重的失真。這是絕對(duì)不允許的。問題：為什么不用倍頻的方法來提高單邊帶的載波頻率?(2)相移法相移法是利用移相的方法，消去不需要的邊帶。如圖所示相移法單邊帶調(diào)制器方框圖圖中兩個(gè)平衡調(diào)幅器的調(diào)制信號(hào)電壓和載波電壓都是互相移相90°。因此，輸出電壓為這種方法原則上能把相距很近的兩個(gè)邊頻帶分開，而不需要多次重復(fù)調(diào)制和復(fù)雜的濾波器。但這種方法要求調(diào)制信號(hào)的移相網(wǎng)絡(luò)和載波的移相網(wǎng)絡(luò)在整個(gè)頻帶范圍內(nèi)，都要準(zhǔn)確地移相90°。這一點(diǎn)在實(shí)際上是很難做到的。(3)修正的移相濾波法這種方法所需要的90°移相網(wǎng)絡(luò)工作于固定頻率1與2，因此制造和維護(hù)都比較簡(jiǎn)單。它特別適用于小型輕便設(shè)備，是一種有發(fā)展前途的方法。 高電平調(diào)幅電路能同時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)制和功率放大，即用調(diào)制信號(hào)vΩ去控制諧振功率放大器的輸出信號(hào)的幅度Vcm來實(shí)現(xiàn)調(diào)幅的。6.3.3高電平調(diào)幅電路根據(jù)調(diào)制信號(hào)控制方式的不同，對(duì)晶體管而言，高電平調(diào)幅又可分為基極調(diào)幅和集電極調(diào)幅。高電平調(diào)幅電路需要兼顧輸出功率、效率和調(diào)制線性的要求。最常用的方法是對(duì)功放的供電電壓進(jìn)行調(diào)制。1.集電極調(diào)幅電路集電極調(diào)幅電路調(diào)制信號(hào)經(jīng)低頻變壓器加在集電極上，并與直流電源電壓VcT相串饋。高頻載波

經(jīng)高頻變壓器加在基極回路中。集電極調(diào)幅電路波形圖集電極調(diào)幅應(yīng)工作在過壓區(qū)集電極調(diào)幅在調(diào)制信號(hào)一周期內(nèi)的各平均功率為：1)集電極有效電源電壓Vc(t)供給被調(diào)放大器的總平均功率2)集電極直流電源VcT所供給的平均功率則為3)調(diào)制信號(hào)源Vc供給的平均功率4)平均輸出功率5)集電極平均耗散功率輸出信號(hào)為:Vc(t)=Vc(t)cos0t=[VcT+v1cost]cos0t6)集電極效率故：2)總輸入功率分別由VCT與VC所供給，VCT供給用以產(chǎn)生載波功率的直流功率P=T，VC則供給用以產(chǎn)生邊帶功率的平均功率PDSB。1)平均功率均為載波點(diǎn)各功率的()倍3)集電極平均耗散功率等于載波點(diǎn)耗散功率的()倍，應(yīng)根據(jù)這一平均耗散功率來選擇晶體管，以使PCM≥Pcav。4)輸出的邊頻功率由調(diào)制器供給的功率轉(zhuǎn)換得到，大功率集電極調(diào)幅就需要大功率的調(diào)制信號(hào)電源。5)集電極調(diào)幅為等效率、等電壓利用系數(shù)調(diào)幅。直流功率：P在調(diào)幅峰處：V=V(1+m=I(1+m=I=V.I=P(1+m)輸出功率：P=VI=P(1+m)集電極耗散功率：P=P-P=P(1+m)集電極效率：

))(1+m).2.基極調(diào)幅電路基極調(diào)幅電路與集電極調(diào)幅電路同樣的分析，可以認(rèn)為VB(t)=VBT+v(t)是放大器的基極等效低頻供電電源。因?yàn)閂B(t)隨調(diào)制信號(hào)v(t)變化，如果要求放大器的輸出電壓也隨調(diào)制信號(hào)變化，則應(yīng)使輸出電壓隨VB(t)變化。放大器應(yīng)工作在欠壓區(qū)，保證輸出回路中的基波電流Ic1m、輸出電壓Vc(t)按基極供電電壓VBT(t)變化，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓隨調(diào)制電壓變化的調(diào)幅。6.4.1概述振幅解調(diào)(又稱檢波)是振幅調(diào)制的逆過程。它的作用是從已調(diào)制的高頻振蕩中恢復(fù)出原來的調(diào)制信號(hào)。從頻譜上看，檢波就是將幅度調(diào)制波中的邊帶信號(hào)不失真地從載波頻率附近搬移到零頻率附近,因此，檢波器也屬于頻譜搬移電路。

6.4振幅解調(diào)(檢波)原理與電路非線性電路低通濾波器從已調(diào)波中檢出包絡(luò)信息，只適用于AM信號(hào)

輸入AM信號(hào)檢出包絡(luò)信息

串聯(lián)式二極管（大信號(hào)）包絡(luò)檢波器如圖(a)所示。圖中的RL、C為二極管檢波器的負(fù)載，同時(shí)也起低通濾波器作用。一般要求檢波器的輸入信號(hào)大于0.5V，所以稱為大信號(hào)檢波器。

二極管（大信號(hào)）峰值包絡(luò)檢波器

RLC電路：二是作為檢波器的負(fù)載，在其兩端輸出已恢復(fù)的調(diào)制信號(hào)一是起高頻濾波作用。故必須滿足及VDCC++vWRL++充電放電iDvi–––串聯(lián)型二極管包絡(luò)檢波器串聯(lián)型二極管包絡(luò)檢波器的物理過程

1.工作原理

大信號(hào)的檢波的原理:主要是利用二極管的單向?qū)щ娞匦院蜋z波負(fù)載RC的充放電過程來完成調(diào)制信號(hào)的提取。3)失真①惰性失真惰性失真原因:由于負(fù)載電阻R與負(fù)載電容C的時(shí)間常數(shù)RC太大所引起的。這時(shí)電容C上的電荷不能很快地隨調(diào)幅波包絡(luò)變化,從而產(chǎn)生失真。不產(chǎn)生失真的條件:為了防止惰性失真，只要適當(dāng)選擇RC的數(shù)值，使檢波器能跟上高頻信號(hào)電壓包絡(luò)的變化就行了。也就是要求>或?qū)懗稍诠こ躺峡砂磎axRC≤1.5計(jì)算?，F(xiàn)象:=②負(fù)峰切割失真(底部切割失真)檢波器輸出常用隔直流電容Cc與下級(jí)耦合，如圖所示。Rg代表下級(jí)電路的輸入電阻?？紤]了耦合電容Cc和低放輸入電阻Rg后的檢波電路為了有效地傳送低頻信號(hào)，要求在檢波過程中，Cc兩端建立了直流電壓經(jīng)電阻R和Rg分壓，在R上得到的直流電壓為：對(duì)于二極管來說，VR是反偏壓，它有可能阻止二極管導(dǎo)通，從而產(chǎn)生失真。負(fù)峰切割失真波形為了避免底部切割失真，調(diào)幅波的最小幅度Vim(1–ma)必須大于VR即：現(xiàn)象:原因:不產(chǎn)生失真的條件:實(shí)際電路中，為防止出現(xiàn)負(fù)峰切割失真，常采用分負(fù)載方法，即將R分為R1和R2兩部分，如圖所示，通常選用

D選用點(diǎn)接觸型鍺二極管2AP9（RD100），R1=680，R2=4.7kR4C3構(gòu)成低通濾波器。C3上僅有直流電壓，它與輸入載波成正比，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。如果輸入信號(hào)強(qiáng)，C3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。為了更好地濾波，也將負(fù)載電容分成C1和C2兩部分。③非線性失真④頻率失真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。這種失真是由于耦合電容Cc和濾波電容C所引起的。Cc的存在主要影響檢波的下限頻率min。為使頻率為min時(shí)，Cc上的電壓降不大，不產(chǎn)生頻率失真，必須滿足下列條件：或電容C的容抗應(yīng)在上限頻率max時(shí)，不產(chǎn)生旁路作用，即它應(yīng)滿足下列條件：或一般Cc約為幾F，C約為0.01F。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)不直接反映調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律，不能用包絡(luò)檢波器解調(diào)，又因其頻譜中不含有載頻分量，解調(diào)時(shí)必須在檢波器輸入端另加一個(gè)與發(fā)射載波同頻同相并保持同步變化的參考信號(hào)，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)過頻率變換，恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)。這種檢波方式稱為同步檢波。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)也可以采用同步檢波。同步檢波有兩種實(shí)現(xiàn)電路:同步檢波電路乘積檢波電路平衡同步檢波同步檢波實(shí)現(xiàn)模型其原理電路見右同步檢波原理電路設(shè)輸入信號(hào)為抑制載波的雙邊帶本地振蕩信號(hào)則它們的合成信號(hào)故當(dāng)時(shí)因此，通過包絡(luò)檢波器便可檢出所需的調(diào)制信號(hào)。包絡(luò)檢波器構(gòu)成同步檢波電路已調(diào)波為載波分量被抑止的雙邊帶信號(hào)

準(zhǔn)確地等于輸入信號(hào)載波的角頻率即但二者的相位可能不同；這里表示它們的相位差。這時(shí)相乘輸出（假定相乘器傳輸系數(shù)為1）

低通濾波器濾除附近的頻率分量后，就得到頻率為的低頻信號(hào)，

本地載波電壓

本地載波的角頻率乘積檢波電路由式可見，低頻信號(hào)的輸出幅度與成正比。當(dāng)?shù)皖l信號(hào)電壓最大，隨著相位差加大，輸出電壓減弱。在理想情況下，除本地載波與輸入信號(hào)載波的角頻率必須相等外，希望二者的相位也相同。此時(shí)，乘積檢波稱為“同步檢波”。

乘積檢波也可用來解調(diào)普通調(diào)幅波，這時(shí)參考信號(hào)的作用僅是加強(qiáng)了輸入信號(hào)中的載波分量。由上分析得在同步檢波中，需要有與發(fā)送端同頻同相的本地振蕩信號(hào)，才能完全恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)。時(shí)，產(chǎn)生本地振蕩信號(hào)的方法：（1）由發(fā)送端發(fā)出導(dǎo)頻信號(hào)，控制本地振蕩器，使本地振蕩器的頻率和相位與發(fā)送端一致。（2）對(duì)于雙邊帶調(diào)制來說，可以從雙邊帶調(diào)制信號(hào)中提取所需的同頻同相的載波信號(hào)作本地振蕩信號(hào)。對(duì)于單邊帶調(diào)制信號(hào)來說，無法直接從單邊帶信號(hào)中提取載波信號(hào)，因此在發(fā)射單邊帶信號(hào)的同時(shí)，還發(fā)射受到一定程度抑制的載波信號(hào)（稱為導(dǎo)頻信號(hào)）。在接收端，用導(dǎo)頻信號(hào)控制本機(jī)振蕩信號(hào)使其同步中。（3）采用鎖相方法從抑制載波的信號(hào)中提取載波。單邊帶信號(hào)的接收(SSB)單邊帶信號(hào)的接收過程正好和發(fā)送過程相反。單邊帶接收機(jī)方框圖它是二次變頻電路。fi1較高，用調(diào)諧回路即可選出所需的邊帶。fi2較低，一般采用帶通濾波器取出單邊帶信號(hào)。單邊帶信號(hào)與第三本振載波信號(hào)在乘積檢波器中進(jìn)行解調(diào)，經(jīng)過低通濾波器后，即可獲得原調(diào)制信號(hào)。6.5混頻器原理與電路6.5.1

概述 6.5.2

晶體三極管混頻器6.5.3

混頻器的干擾6.5.1概述1.

混頻器的作用與組成混頻即對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率變換，將其載頻變換到某一固定的頻率上(常稱為中頻)，而保持原信號(hào)的特征(如調(diào)幅規(guī)律)不變?；祛l器的電路組成如圖所示2.為什么要變頻？變頻的優(yōu)點(diǎn)：1)變頻可提高接收機(jī)的靈敏度2)提高接收機(jī)的選擇性3)工作穩(wěn)定性好4)波段工作時(shí)其質(zhì)量指標(biāo)一致性好變頻的缺點(diǎn)：容易產(chǎn)生鏡像干擾、中頻干擾等干擾3.變頻器的分類平衡混頻、按器件分：二極管混頻器、三極管混頻器、三極管變頻器、場(chǎng)效應(yīng)管混頻器、場(chǎng)效應(yīng)管變頻器模擬乘法器混頻器、按工作特點(diǎn)分：?jiǎn)喂芑祛l、環(huán)型混頻從兩個(gè)輸入信號(hào)在時(shí)域上的處理過程看：疊加型混頻器、乘積型混頻器4.混頻器的性能指標(biāo)1)變頻(混頻)增益：混頻器輸出中頻電壓Vim與輸入信號(hào)電壓Vsm的

幅值之比。2)噪聲系數(shù)：高頻輸入端信噪比與中頻輸出端信噪比的比值。3)選擇性：抑制中頻信號(hào)以外的干擾的能力。4)非線性干擾：抑制組合頻率干擾、交調(diào)、互調(diào)干擾等干擾的能力。上述的幾個(gè)質(zhì)量指標(biāo)是相互關(guān)聯(lián)的，應(yīng)該正確選擇管子的工作點(diǎn)、合理選擇本振電路和中頻頻率的高低，使得幾個(gè)質(zhì)量指標(biāo)相互兼顧，整機(jī)取得良好的效果。5)工作穩(wěn)定性：主要指振蕩器的頻率穩(wěn)定度疊加型混頻器實(shí)現(xiàn)模型圖示中的非線性器件具有如下特性：對(duì)其2次方進(jìn)行分析：在二次方項(xiàng)中出現(xiàn)了

和的相乘項(xiàng)，因而可以得到(0+s)和(0-s)。若用帶通濾波器取出所需的中頻成分(和頻或差頻)，可達(dá)到混頻的目的。所用非線性器件的不同，疊加型混頻器有下列幾種：1.晶體三極管混頻器它有一定的混頻增益2.場(chǎng)效應(yīng)管混頻器它交調(diào)、互調(diào)干擾少3.二極管平衡混頻器和環(huán)形混頻器它們具有動(dòng)態(tài)范圍大組合頻率干擾少的優(yōu)點(diǎn)乘積型混頻器實(shí)現(xiàn)模型乘積型混頻器由模擬乘法器和帶通濾波器組成其實(shí)現(xiàn)模型如圖所示設(shè)輸入信號(hào)為普通調(diào)幅波

采用中心頻率不同的帶通濾波器(0–s)或(0+s)則可完成低中頻混頻或高中頻混頻。晶體管混頻器的分析1.基本電路和工作原理

上圖為晶體三極管混頻器的原理電路。圖中，VBB為基極偏置電壓，VCC為集電極直流電壓，L1C1組成輸入回路，它諧振于輸入信號(hào)頻率s。L2C2組成輸出中頻回路，它諧振于中頻i=o–s。

設(shè)輸入信號(hào)，本振電壓實(shí)際上，發(fā)射結(jié)上作用有三個(gè)電壓晶體管混頻器的分析方法1.冪級(jí)數(shù)分析法2.變跨導(dǎo)分析法在混頻時(shí)，混頻管可看著一個(gè)參數(shù)(跨導(dǎo))在改變的線性元件，即變跨導(dǎo)線件元件。在小信號(hào)運(yùn)用的條件下，也可以將某些非線性元器件函數(shù)表達(dá)式用冪級(jí)數(shù)函數(shù)近似，使問題簡(jiǎn)化。用這種方法來分析非線性電路可突出說明頻率變換作用，不便于作定量分析。i=a0+a1v+a2v2+a3v3+……

晶體管混頻原理電路，其電路組態(tài)可歸為4種電路形式

圖(a)電路對(duì)振蕩電壓來說是共發(fā)電路，輸出阻抗較大，混頻時(shí)所需本地振蕩注入功率較小，這是它的優(yōu)點(diǎn)。可能產(chǎn)生頻率牽引現(xiàn)象，這是它的缺點(diǎn)。圖(b)電路的輸入信號(hào)與本振電壓分別從基極輸入和發(fā)射極注入，因此，相互干擾產(chǎn)生牽引現(xiàn)象的可能性小。同時(shí)，對(duì)于本振電壓來說是共基電路，其輸入阻抗較小，不易過激勵(lì)，因此振蕩波形好，失真小。這是它的優(yōu)點(diǎn)。圖(c)和(d)兩種電路都是共基混頻電路。在較低的頻率工作時(shí)，變頻增益低，輸入阻抗也較低，因此在頻率較低時(shí)一般都不采用。但在較高的頻率工作時(shí)(幾十MHz)，因?yàn)楣不娐返慕刂诡l率f比共發(fā)電路的f要大很多，所以變頻增益較大。因此，在較高頻率工作時(shí)采用這種電路。

由于信號(hào)電壓Vsm很小，無論它工作在特性曲線的哪個(gè)區(qū)域，都可以認(rèn)為特性曲線是線性的(如圖上ab、ab和ab三段的斜率是不同的)。因此，在晶體管混頻器的分析中，我們將晶體管視為一個(gè)跨導(dǎo)隨本振信號(hào)變化的線性參變?cè)?。變跨?dǎo)分析法加電壓后的晶體管轉(zhuǎn)移特性曲線因Vo>>Vsm使晶體管工作在線性時(shí)變狀態(tài)，所以晶體管集電極靜態(tài)電流ic(t)和跨導(dǎo)gm(t)均隨Vo作周期性變化。

由于信號(hào)vs遠(yuǎn)小于v0，可以近似認(rèn)為對(duì)器件的工作狀態(tài)變化沒有影響。此時(shí)流過器件的電流為

i(t)

=

f(v)=

f(v0+vs+vBB)

可將v0+vBB看成器件的交變工作點(diǎn)，則i(t)可在其工作點(diǎn)(v0+vBB)處展開為泰勒級(jí)數(shù)

由于vs的值很小，可以忽略二次方及其以上各項(xiàng)，則i(t)近似為

其中f(v0+vBB)是vs=0時(shí)僅隨v0變化的電流，稱為時(shí)變靜態(tài)電流，f(v0+vBB)隨v0+vBB而變化，稱為時(shí)變電導(dǎo)g(t)，電流可以寫為

i(t)

Io(t)+g(t)

vs(t)

將vBB+v0=VBB+V0mcos0t

vs=Vsmcosst

代入式展開并整理，得若中頻頻率取差頻，則混頻后輸出的中頻電流為其振幅為

由上式引出變頻跨導(dǎo)gc的概念，它的定義為

輸出的中頻電流振幅Ii與輸入高頻信號(hào)電壓的振幅Vs成正比。若高頻信號(hào)電壓振幅Vsm按一定規(guī)律變化，則中頻電流振幅Ii也按相同的規(guī)律變化?；祛l器除混頻跨導(dǎo)外，還有輸入導(dǎo)納、輸出導(dǎo)納、混頻增益等參數(shù)。前述已知在晶體管混頻器的分析中，把晶體管看成一個(gè)線性參變?cè)虼丝刹捎梅治鲂⌒盘?hào)線性放大器時(shí)所用的等效電路來分析混頻器的參數(shù)。晶體管混頻器的主要參數(shù)i(1)混頻輸入導(dǎo)納混頻輸入導(dǎo)納為輸入信號(hào)電流與輸入信號(hào)電壓之比，在計(jì)算混頻器的輸入導(dǎo)納時(shí)，可將圖所示的等效電路作進(jìn)一步的簡(jiǎn)化?；祛l器的輸入回路調(diào)諧于s，輸出回路調(diào)諧于1。對(duì)頻率s而言，輸出可視為短路，同時(shí)考慮到Cbe>>Cbc，由此得到輸入等效電路如圖所示，并可以算出混頻輸入導(dǎo)納為輸入導(dǎo)納的電導(dǎo)部分為而電納部分（電容）一般總是折算到輸入端調(diào)諧回路的電容中去。混頻輸出導(dǎo)納為輸出中頻電流與輸出電壓之比，輸出導(dǎo)納是對(duì)中頻i而言在輸出端呈現(xiàn)的導(dǎo)納。因此，調(diào)諧于s的輸入回路可視為短路，得到輸出等效電路如圖所示，并可算出混頻輸出導(dǎo)納為輸出等效電路輸出導(dǎo)納中的電導(dǎo)為

(2)混頻輸出導(dǎo)納在混頻中，由于輸入是高頻信號(hào)，而輸出是中頻信號(hào)，二者頻率相差較遠(yuǎn)，所以輸出中頻信號(hào)通常不會(huì)在輸入端造成反饋，電容Cbc的作用可忽略。另外，gce一般遠(yuǎn)小于負(fù)載電導(dǎo)GL，其作用也可以忽略。由此可得到晶體管混頻器的轉(zhuǎn)移等效電路如圖所示(3)混頻跨導(dǎo)gc晶體管混頻器的轉(zhuǎn)移等效電路由于g(t)是一個(gè)很復(fù)雜的函數(shù)，因此要從上式來求g1是比較困難的。從工程實(shí)際出發(fā)，采用圖解法，并作適當(dāng)?shù)慕疲祛l跨導(dǎo)可計(jì)為：

g1是在本振電壓加入后，混頻管跨導(dǎo)變量中基波分量(4)混頻器的增益將混頻輸入電納和輸出電納歸并在輸入、輸出端的調(diào)諧回路的電容中去，則得到晶體三極管的等效電路如圖所示，圖中負(fù)載電導(dǎo)gL是輸出回路的諧振電導(dǎo)。故混頻電壓增益晶體三極管混頻器等效電路

由圖可以算出混頻功率增益如果電路匹配，使goc=gL，則可得到最大混頻功率增益(1)混頻電路下圖是電視機(jī)中的混頻器電路。由高頻放大器輸入的信號(hào)，經(jīng)雙調(diào)諧電路耦合加到混頻管的基極，本振電壓通過耦合電容C1也加到基極上。本振信號(hào)的頻率要比信號(hào)的圖像載頻高38MHz，為了減小兩個(gè)信號(hào)之間的相互影響，耦合電容C1的值取得很小。

電視機(jī)的混頻電路3.晶體三極管混頻器的實(shí)際電路

為使輸出電路在保證帶寬下具有良好的選擇性，常采用雙調(diào)諧耦合回路，并在初級(jí)回路中并聯(lián)電阻R，用以降低回路Q值，滿足通帶的要求。次級(jí)回路用C2，C3分壓，目的是與75電纜特性阻抗相匹配。

下圖為晶體管混頻器實(shí)用電路的交流通路。應(yīng)用在日立CTP-236D型彩色電視機(jī)ET-533型VHF高頻頭內(nèi)。圖中的V1管用作混頻器，輸入信號(hào)(即來自高放的高頻電視信號(hào)，頻率為fs)由電容C1耦合到基極；本振信號(hào)由電容C2也耦合到基極，構(gòu)成共射混頻方式，其特點(diǎn)是所需要的信號(hào)功率小，功率增益較大。混頻器的負(fù)載是共基式中頻放大器(V2構(gòu)成)的輸入阻抗。

晶體管混頻器實(shí)用電路(2)變頻電路下圖是晶體管中波調(diào)幅收音機(jī)常用的變頻電路，其中本地振蕩和混頻都由三極管3AG1D完成。

圖中，R1，R2，R3是偏置電阻，L4，C4，C1B，C6組成振蕩回路，L3是反饋線圈。中頻回路L5C5的并聯(lián)阻抗對(duì)本振頻率而言可視為短路，因此，3AG1D構(gòu)成共基極變壓器耦合振蕩器。由磁性天線接收到的無線電信號(hào)經(jīng)過L1，C1A，C2組成的輸入回路，選出所需頻率的目標(biāo)信號(hào)，再經(jīng)L1與L2的變壓器耦合，送到晶體管的基極。本振信號(hào)經(jīng)C7注入晶體管的發(fā)射極，混頻后由集電極輸出。L3對(duì)中頻可視為短路，C5，L5調(diào)諧于中頻，以便抑制混頻輸出電流中的無用頻率分量(如fs,f0,f0+fs,2f0fs等)。輸出中頻分量fi=f0-fs，經(jīng)L6耦合至后級(jí)中頻放大器。

混頻器的Apc、噪聲系數(shù)NF等都與工作點(diǎn)電流Ic及本振電壓V0的大小有關(guān)，具體數(shù)學(xué)關(guān)系比較復(fù)雜，這里只介紹一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在中波廣播收音機(jī)中，最典型的曲線如圖所示，這是鍺三極管的情況；若為硅管，Apc的最大點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電流Ie要略大一點(diǎn)。4.晶體管混頻器工作狀態(tài)的實(shí)際選擇三極管混頻器優(yōu)點(diǎn)：有變頻增益缺點(diǎn)：1、動(dòng)態(tài)范圍較小

2、組合頻率干擾嚴(yán)重

3、噪聲較大

4、存在本地輻射二極管混頻器優(yōu)點(diǎn)：1、動(dòng)態(tài)范圍較大

2、組合頻率干擾少

3、噪聲較小

4、不存在本地輻射缺點(diǎn)：無變頻增益二極管可以工作在小信號(hào)非線性狀態(tài)，也可以工作在受大信號(hào)v0控制的開關(guān)狀態(tài)。小信號(hào)時(shí)平衡混頻器的分析采用冪級(jí)數(shù)分析法，混頻時(shí)輸入信號(hào)，輸出回路則諧振在中頻i上。二極管平衡混頻器和環(huán)型混頻器平衡混頻器原理電路

二極管的伏安特性可用冪級(jí)數(shù)表示：

為簡(jiǎn)化分析，忽略輸出電壓對(duì)二極管的反作用，則

1.平衡混頻器利用三角公式展開，并分類整理，可得當(dāng)很小時(shí)，級(jí)數(shù)可只取前四項(xiàng)，得由上式可見，經(jīng)過二極管非線性變換后，出現(xiàn)了許多新頻率，但其中只有才是我們所需要的。這是由平方項(xiàng)產(chǎn)生的。其它頻率分量都是無用的產(chǎn)物，必須將它們抑制掉。

i1、i2以相反方向流過輸出端變壓器初級(jí)，使變壓器次級(jí)負(fù)載電流il1,=i1–i2

由于元器件的非線性作用，單管輸出電流中產(chǎn)生了輸入電壓中不曾有的新頻率成分，如輸入頻率的諧波20和2s、30和3s；輸入頻率及其諧波所形成的各種組合頻率0+s、0–s、0+2s、0–2s、20+s、20–s。平衡混頻器輸出電流的頻率成份為：s、0+s、0–s、20+s、20–s、3s環(huán)形混頻器由兩個(gè)平衡混頻器構(gòu)成，其主要優(yōu)點(diǎn)是輸出中頻信號(hào)是平衡混頻器的兩倍，而且抵消了輸出電流中的某些組合頻率分量，從而減小混頻器中所特有的組合頻率干擾。2.環(huán)形混頻器由平衡混頻器得：環(huán)型混頻器輸出電流的頻率成份為：

0+s、0–s目前，許多從短波到微波波段的整體封裝二極管環(huán)形混頻器已作為系列產(chǎn)品，一個(gè)用于0.5~500MHz的典型環(huán)形混頻器(SRA-1雙平衡混頻器)的外形及電路示于下圖。使用時(shí)，8，9端外接信號(hào)電壓s，3，4端相連，5，6端相連，然后在3，5端間加本振電壓L，中頻信號(hào)由1，2端輸出。此電路除用作混頻器外，還可以用作相位檢波器、電調(diào)衰減器、調(diào)制器等。封裝環(huán)形混頻器的外形與電路兩信號(hào)相乘可以得到其和、差頻分量，因此兩信號(hào)相乘實(shí)現(xiàn)混頻是最直觀的方法，利用模擬相乘器可構(gòu)成乘積型混頻器。

MCI596構(gòu)成的集成混頻電路模擬相乘器混頻電路

MCI596是集成化模擬乘法器芯片，由它構(gòu)成的混頻電路，可大大減小由組合頻率分量產(chǎn)生的各種干擾，另外還具有體積小、重量輕、調(diào)整容易、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。

被混頻的信號(hào)電壓由端子①輸入，最大值約15mV；本振電壓由端子⑧輸入，振幅約100mV；相乘后的信號(hào)由第⑥端子輸出經(jīng)帶通濾波后，即可獲得中頻信號(hào)輸出。輸入端不接調(diào)諧回路時(shí)為寬頻帶應(yīng)用。

本電路可對(duì)高頻或甚高頻信號(hào)進(jìn)行混頻，如s的頻率為200MHz時(shí)，電路的混頻增益約為9dB，靈敏度為14V，當(dāng)輸入端接有阻抗匹配的調(diào)諧回路時(shí)，可獲得更高的混頻增益。輸出帶通濾波器的中心頻率約9MHz，其3dB帶寬為450kHz。

MCI596構(gòu)成的集成混頻電路有用信號(hào)諧波和本振信號(hào)諧波產(chǎn)生的干擾--組合頻率干擾(干擾哨聲)混頻器的輸出信號(hào)中所包含的各種頻率分量為：p，q為任意正整數(shù)，分別代表本振頻率和信號(hào)頻率的諧波次數(shù)。只有p=q=1對(duì)應(yīng)的頻率為f0-fs的分量是所需要的中頻信號(hào)。如果某些組合頻率落在諧振回路的通頻帶內(nèi)，這些組合頻率分量就和有用的中頻分量一樣，通過中放進(jìn)入檢波器，并在檢波電路中與有用信號(hào)產(chǎn)生差拍，這時(shí)在接收機(jī)的輸出端將產(chǎn)生哨叫聲，形成有害的干擾。這種干擾又稱為干擾哨叫。即當(dāng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生干擾哨叫。6.5.3混頻器的干擾減小這種干擾的措施:

1.輸入信號(hào)vs,本振電壓vo都不易過大。

2.適當(dāng)選擇晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)，使混頻器既能產(chǎn)生有用頻率變換，而又不致產(chǎn)生無用的組合頻率干擾。3.選擇合適的中頻，將接收機(jī)的中頻選在接收機(jī)頻段外例如，設(shè)加給混頻器輸入端的有用信號(hào)頻率fs=931kHz，本振頻率fo=1396kHz。經(jīng)過混頻器的頻率變換產(chǎn)生出眾多組合頻率分量，其中的fi=fo-fs=465kHz是有用的中頻信號(hào)。而其它分量是無用或有害的。

如當(dāng)q=2，p=-1時(shí)，fi=2fs–fo=2931-1396=466kHz=fi+F(此處F=1kHz)。若中頻放大器的通頻帶2f0.7=4kHz，則頻率fi=466kHz的分量落在中放通帶內(nèi)，與465KHz的中頻信號(hào)一起被中頻放大并加給檢波器。因?yàn)闄z波器由非線性元器件組成，也有頻率變換作用，則會(huì)產(chǎn)生fi–fi=466-465=1kHz的差拍信號(hào)送到接收機(jī)終端，形成被人耳聽到的哨叫。

2、外來干擾信號(hào)和本振產(chǎn)生的干擾(1)組合副波道干擾

如果混頻器之前的輸入回路和高頻放大器的選擇性不夠好，除了要接收的有用信號(hào)外，干擾信號(hào)也會(huì)進(jìn)入混頻器。當(dāng)干擾頻率fn與本振頻率fo滿足會(huì)產(chǎn)生組合副波道干擾。時(shí)，(2)副波道干擾在組合副波道干擾中，某些特定頻率形成的干擾稱為副波道干擾。這種干擾主要有中頻干擾和鏡像干擾。1)中頻干擾當(dāng)干擾信號(hào)的頻率等于或接近fi時(shí)的干擾。2)鏡像頻率干擾當(dāng)外來干擾信號(hào)的頻率fn=fo+fi=時(shí)的干擾fn=fo+fi=提高前端輸入回路的選擇性，將干擾抑制在通帶外，可在混頻器的輸入端加中頻陷波電路，濾除外來的中頻干擾。如圖所示。(a)串聯(lián)LC陷波電路(b)并聯(lián)LC陷波電路抑制中頻干擾的主要方法如果把fo當(dāng)作鏡子，則相當(dāng)于fs的象，所以稱為鏡像干擾頻率，即抑制鏡頻干擾的方法:1.提高混頻器前各級(jí)電路的選擇性2.提高接收機(jī)的中頻頻率fi，以使鏡像頻率與信號(hào)頻率fs的頻率間距(2fi)加大，有利于選頻回路對(duì)抑制。3.還可采用鏡能抑制混頻電路，將鏡像頻率信號(hào)部分抵消。鏡像頻率干擾例

某超外差收音機(jī)，其中頻fi=465kHz。

(1)當(dāng)收聽fs1=550kHz電臺(tái)節(jié)目時(shí)，還能聽到fn1=1480kHz強(qiáng)電臺(tái)的聲音，分析產(chǎn)生干擾的原因。

(2)當(dāng)收聽fs2=1480kHz電臺(tái)節(jié)目時(shí)，還能聽到fn2=740kHz強(qiáng)電臺(tái)的聲音，分析產(chǎn)生干擾原因。解(1)因?yàn)閒n1=fs1+2f1=550+2456=1480kHz；根據(jù)上述分析，fn1為鏡頻干擾。

(2)因?yàn)閒s2=1480kHzfi=465kHz所以fo2=fs2+fi=1480+465=1945kHz，而fn2=740kHz,fo2–2fn2=1945–2740=465kHz=fi故這種干擾為組合副波道干擾。3、其他類型的干擾1)交叉調(diào)制(交調(diào))干擾產(chǎn)生的原因：當(dāng)所接收電臺(tái)的信號(hào)和干擾電臺(tái)同時(shí)進(jìn)入接收機(jī)輸入端時(shí)，如果接收機(jī)調(diào)諧于信號(hào)頻率，可以清楚地收到干擾信號(hào)電臺(tái)的聲音，若接收機(jī)對(duì)接收信號(hào)頻率失諧，干擾臺(tái)的聲音也消失。由混頻器3次方以上的非線性傳輸特性產(chǎn)生的。其現(xiàn)象為：設(shè)混頻器的轉(zhuǎn)移特性用冪級(jí)數(shù)表示

若干擾信號(hào)作用在混頻器上的

將此式代入上式并經(jīng)必要的三角變換后，可得s的電流成分is為

其中為無失真包絡(luò)項(xiàng)，為失真包絡(luò)項(xiàng)，即為交調(diào)干擾項(xiàng)，顯然，交調(diào)項(xiàng)由也就是說交調(diào)是由轉(zhuǎn)移特性曲線的三次方項(xiàng)產(chǎn)生，且與成正比。當(dāng)時(shí)，交調(diào)項(xiàng)起作用，當(dāng)這在聽覺上就表現(xiàn)為聽到有用信號(hào)的聲音同時(shí)，可以聽到干擾信號(hào)的聲音，而一但有用信號(hào)停止播音，干擾臺(tái)聲音也隨之消失。引起，交調(diào)項(xiàng)消失。以上分析表明，交調(diào)是由非線性特性中的三次或更高次非線性項(xiàng)產(chǎn)生的，因此克服交調(diào)干擾的主要方法為:1.提高混頻電路前級(jí)的選擇性抑制干擾；2.選擇合適的器件和合適的工作狀態(tài)，使混頻器的非線性高次方項(xiàng)盡可能小；3.采用抗干擾能力較強(qiáng)的平衡混頻器和模擬乘法器混頻電路。2)互相調(diào)制(互調(diào))干擾

當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的干擾進(jìn)入到混頻器的輸入端時(shí)，它們與本振電壓v0一起加到混頻管的發(fā)射結(jié)。由于器件的非線性作用，它們將產(chǎn)生一系列組合頻率分量。如果某些分量的頻率等于或接近于中頻時(shí)，就會(huì)形成干擾，稱為互調(diào)干擾。接收機(jī)調(diào)諧于信號(hào)頻率，可以清楚地收到干擾信號(hào)電臺(tái)的聲音，若接收機(jī)對(duì)接收信號(hào)頻率失諧，干擾臺(tái)的聲音仍然存在。由非線性器件二次方以上的特性引起，因此存在二階互調(diào)和三階互調(diào)及高階互調(diào)?，F(xiàn)象：產(chǎn)生的原因：若有兩個(gè)干擾信號(hào)進(jìn)入到混頻器，它們分別為這時(shí)所得的ic中包含一系列組合頻率分量，其頻率可用下列通式表示若兩干擾信號(hào)形成的新的組合頻率即組合頻率與本振頻率f0之差落在中頻范圍

那么，它就會(huì)和接收信號(hào)所產(chǎn)生的中頻一樣通過中放、檢波，造成強(qiáng)烈干擾。與信號(hào)頻率fs相近，例:當(dāng)fn1=1.5MHz，fn2=0.9MHz，若接收機(jī)在1∽3.5MHz波段工作，向在哪幾個(gè)頻率上會(huì)產(chǎn)生互調(diào)干擾？解若m，n=1則fn1+fn2=1.5+0.9=2.4MHzfn1–fn2=1.5–0.9=0.6MHz(波段外)m=1，n=2fn1+fn2=1.5+1.8=3.3MHz2fn1–fn2=3–1.8=1.2MHzm=2，n=12fn1+fn2=3+0.9=3.9MHz(波段外)2fn1–fn2=3–0.9=2.1MHzm=3，n=03fn1=31.5=4.5MHz(波段外)m=0，n=33fn2=30.9=2.7MHz因此，考慮三次以下諧波fn1和fn2在1~3.5MHz波段內(nèi)對(duì)2.4MHz，3.3MHz，2.1MHz，2.7MHz等4個(gè)頻率會(huì)產(chǎn)生干擾。抑制互調(diào)的方法與抑制交調(diào)的方法相同，除此外，還可采用倍頻程帶通濾波器防止二階互調(diào)干擾的產(chǎn)生。3)阻塞干擾

當(dāng)一個(gè)強(qiáng)干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)輸入端后，由于輸入電路抑制不良，會(huì)使前端電路內(nèi)放大器或混頻器的晶體管處于嚴(yán)重的非線性區(qū)域，使輸出信噪比大大下降。這種現(xiàn)象稱為阻塞干擾。

產(chǎn)生阻塞觀象的原因有兩種，一種是強(qiáng)干擾作用下晶體管特性曲線非線性所引起的阻塞，一種是強(qiáng)干擾破壞了晶體管的工作狀態(tài)，使管子產(chǎn)生假擊穿。(干擾電壓消失后，晶體管還能夠還原)，使作為電流分配器的晶體管的正常工作狀態(tài)被破壞，產(chǎn)生了完全堵死的阻塞現(xiàn)象。4)相互混頻由于本振源內(nèi)存在雜散邊帶功率，強(qiáng)干擾與雜散邊帶噪聲混頻產(chǎn)生的頻率分量落在中頻通帶內(nèi)形成中頻噪聲。減小阻塞干擾的措施:提高混頻級(jí)前端電路的選擇性交流負(fù)反饋3.輸入端加雙向限幅4.小電流工作綜上所述，減小各種干擾的措施可歸納為：(1)提高混頻級(jí)前端電路(天線回路和高放)的選擇性。(2)合理地選擇中頻，能有效地減小組合頻率干擾。(4)合理地選擇混頻管的靜態(tài)工作點(diǎn)。(3)采用各種平衡電路。(5)采用倍頻程濾波器抑制二階互調(diào)。1.本章內(nèi)容主要包含三個(gè)主要部分——調(diào)幅、檢波和混頻。它們?cè)跁r(shí)域上都表現(xiàn)為兩信號(hào)的相乘；在頻域上則是頻譜的線性搬移。這三種電路的工作原理和基本組成相同，都是由非線性器件實(shí)現(xiàn)頻率變換和用濾波器來濾除不需要的頻率分量。不同之處是輸入信號(hào)、參考信號(hào)、濾波器特性在實(shí)現(xiàn)調(diào)幅、檢波、混頻時(shí)各有不同的形式，以完成特定要求的頻譜搬移。本章小結(jié)2.調(diào)幅有三種方式：普通調(diào)幅、雙邊帶調(diào)幅和單邊帶調(diào)幅。普通調(diào)幅波的載波振幅隨調(diào)制信號(hào)大小線性變化，雙邊帶調(diào)幅是在普通調(diào)幅的基礎(chǔ)上抑制掉不攜帶有用信息的載波，保留攜帶有用信息的兩個(gè)邊帶。單邊帶則是在雙邊帶調(diào)幅的基礎(chǔ)上，去掉一個(gè)邊帶僅用另一個(gè)邊帶傳送有用信息。單邊帶通信突出的優(yōu)點(diǎn):節(jié)省了頻帶和發(fā)射功率，從調(diào)幅實(shí)現(xiàn)電路的角度來看，雙邊帶調(diào)幅電路最簡(jiǎn)單，而單邊帶調(diào)幅電路最復(fù)雜。這三種調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式、波形圖、功率分配、頻帶寬度等各有區(qū)別。其解調(diào)方式也各有不同。調(diào)幅方法可分為低電平調(diào)幅和高電平調(diào)幅兩大類。3.檢波是調(diào)幅的逆過程，是調(diào)幅波解調(diào)的簡(jiǎn)稱。振幅解調(diào)的原理是將已調(diào)信號(hào)通過非線性器件產(chǎn)生包含有原調(diào)制信號(hào)的新頻率成份，由RC低通濾波器取出原調(diào)制信號(hào)。本章主要介紹了二極管峰值包絡(luò)檢波器和乘積檢波。二極管峰值包絡(luò)檢波器只適用于普通調(diào)幅波的檢波。乘積檢波則適用于所有三種調(diào)幅波的解調(diào)。低通濾波器是檢波器中不可缺少的組成部分，濾波器的時(shí)間常數(shù)選擇對(duì)檢波效果有很大影響，選擇不當(dāng)將會(huì)產(chǎn)生失真。4.混頻過程也是一種頻譜搬移的過程，它是將載波為高頻的已調(diào)信號(hào)搬移一個(gè)頻率量得到載波為中頻的已調(diào)信號(hào)并保持其調(diào)制規(guī)律不變。其工作原理與調(diào)幅十分相近，也是由二個(gè)不同頻率的信號(hào)相乘后通過濾波器選頻獲得。常用的混頻器電路有晶體三極管混頻器(BJT和FET組成)、二極管混頻器、模擬相乘混頻器等，晶體二極管混頻器采用線性時(shí)變參量電路分析，混頻時(shí)，將晶體管視為跨導(dǎo)隨本振信號(hào)變化的線性參變?cè)?.器件的非理想相乘特性會(huì)導(dǎo)致調(diào)幅和檢波的失真，混頻輸出會(huì)產(chǎn)生干擾?；祛l器的干擾種類很多，主要包括組合頻率干擾、付波道干擾、交叉調(diào)制、互相調(diào)制、阻塞干擾等，針對(duì)不同的干擾現(xiàn)象，可采取不同的方法進(jìn)行克服。1.2-3

無線電信號(hào)的產(chǎn)生與發(fā)射無線電發(fā)射機(jī)方框圖2、功率信號(hào)放大器使用中需要解決的兩個(gè)問題：①高效率輸出②高功率輸出聯(lián)想對(duì)比：諧振功率放大器與高頻小信號(hào)諧振放大器；諧振功率放大器與低頻功率放大器；4.1概述

1、使用諧振功率放大器的目的

放大高頻大信號(hào)使發(fā)射機(jī)末級(jí)獲得足夠大的發(fā)射功率。消息信號(hào)源放大器調(diào)制器高頻振蕩器諧振放大器或倍頻器已調(diào)波放大器發(fā)射天線接收天線高頻放大器本地振蕩器混頻器中頻放大器解調(diào)器放大器視頻顯示器揚(yáng)聲器等等無線電發(fā)射機(jī)和接收機(jī)原理框圖選擇電路關(guān)于高頻諧振功率放大器的問題adhani93cc19

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2013.09.03最近在學(xué)高頻，有些東西無法理解。首先是工作在甲乙丙類的問題。乙丙類的，輸入的大部分處于截至，那這個(gè)待發(fā)送的信號(hào)不就一大半沒了嘛，那發(fā)送還有何意義?即時(shí)后面有諧振電路，把負(fù)半軸補(bǔ)全，那萬一輸入的不是正旋，而是復(fù)雜的信號(hào)，它的負(fù)向波形被截至了，那諧振電路補(bǔ)的波形還是圓弧狀的?大三初學(xué)者。。。虐心

瑾飛虹采納率：47%

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2013.09.04你說的是丙類放大器吧，乙類采用推挽放大原理，一路截止，另一路導(dǎo)通，不會(huì)影響波形。而對(duì)于丙類放大器，可以這樣理解:1、首先，不管是什么信號(hào)，只要是周期性的，都可以通過傅里葉展開式變換為多個(gè)不同頻率的正/余弦波形疊加

2、對(duì)于每一個(gè)正/余弦波形輸入信號(hào)，通過最后的LC負(fù)載回路，可以將周期脈沖余弦信號(hào)還原為原始的波形。

關(guān)于高頻諧振功率放大器的問題高頻諧振功率放大器與高頻小信號(hào)諧振放大器有什么異同？gary1105

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2013.05.22希望能寫詳細(xì)點(diǎn)！感謝！

PoleB采納率：58%

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2013.05.23高頻諧振功率放大器主要提供功率增益，高頻小信號(hào)諧振放大器主要提供電壓增益，它們的共同之處是都有相應(yīng)的諧振帶通濾波電路，都屬于有一定帶寬的窄帶放大器。關(guān)于高頻諧振功率放大器的問題為什么丙類高頻功率放大器集電極電流失真而輸出信號(hào)不失真huangxianman

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2013.07.14asdiu7bdjk采納率：51%

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2013.07.14丙類高頻功率放大器輸出管工作區(qū)域小于180度，但還是屬于線性放大范疇，但它放大的是固定頻率的高頻訊號(hào)，由于在輸出端接有LC諧振回路，所以輸出端輸出的，還是一個(gè)完整的交流正弦訊號(hào)。（感覺有點(diǎn)問題，哈。1還是屬于線性放大范疇2它放大的是固定頻率的高頻訊號(hào)，這兩個(gè)感覺都不對(duì)。至少不全對(duì)。它的采納率還挺高51%。哈）關(guān)于高頻諧振功率放大器的問題高頻功率放大器（簡(jiǎn)稱高頻功放）主要用于放大高頻信號(hào)或高頻已調(diào)波（即窄帶）信號(hào)。由于采用諧振回路作負(fù)載，解決了大功率放大時(shí)的效率、失真、阻抗匹配等問題，因而高頻功率放大器通常又稱為諧振功率放大器。就放大過程而言，電路中的功率管是在截止、放大至飽和等區(qū)域中工作的，表現(xiàn)出了明顯的非線性特性。但其:一方面可以對(duì)窄帶信號(hào)實(shí)現(xiàn)不失真放大;另一方面又可以使電壓增益隨輸入信號(hào)大小變化，即實(shí)現(xiàn)非線性放大。關(guān)于高頻電子線路1

高頻電子線路是電子、信息、通信類等專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，主要研究通信系統(tǒng)各單元電路的工作原理、電路組成和設(shè)計(jì)方法。這門課程的學(xué)習(xí)，要求達(dá)到理解與熟悉高頻電路中各單元電路的工作原理，熟悉各單元電路的組成，組件及參數(shù)的選擇，使用實(shí)驗(yàn)儀器和虛擬實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行電路參數(shù)的測(cè)試和電路的研究，掌握電路的基本設(shè)計(jì)方，進(jìn)行電路的調(diào)試。教學(xué)內(nèi)容主要包括:選頻網(wǎng)絡(luò);噪聲與干擾