高频电子线路之频谱搬移

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1、4.1频谱搬移电路的组成模型4.2振幅调制电路4.3谐振检波电路－解调4.4同步检波电路4.5混频电路第4章频谱搬移引言一、非线性电子线路的三大功能：功放、高频振荡（OSC）、频率变换二、频率变换电路：调制、解调、混频和倍频1.频谱搬移电路：振幅调制与解调，混频（AM、DM、MIX）2.频谱非线性变换电路：频率调制与解调三、频率变换的基本问题已知输入电压V，求通过非线性器件某个频率分量的电流。四、分析方法：解析法4.1频谱搬移电路的组成模型一、定义：按要传递信息的变化规律改变高频振荡振幅的过程。二、类型：按频谱分：AM（调幅）、DSB（双边带）、SSB（单边带）、VSB（残留边带）

2、按输出功率高低分：高电平、低电平三、调幅波的频谱㈠表达式：㈡波形图见书171页图4－1－2：要使波形不失真，则m<1㈢频谱分析㈣讨论：1.已调幅信号中含有三个频率：2.频谱宽度：3.矢量图：以载频w为参考的矢量，上下边频以相对于载频角频率旋转，合成矢量图由时间t决定。4.抑制载波的双边带调制DSB：载波不含我们要的信息，要传送的信息全在边频中，所以虑除调幅波中的w载频分量为DSB。上、下边频合成后在0点处载波可能会有180度的相位突变。5.由于上、下两个边频关于中心频率对称，故我们还可以发射单边带SSB。6.在时域特性上，如能实现两个信号相乘，就能实现调制。7.在频域特性上，是将边带

3、频谱搬移到w的两边。四、调幅波的功率1.载波功率：2.上边频功率：3.双边带功率：4.总功率：当Vcm一定时，m增加，P总增加，但Pout不变，所以PSSB增加。要使输出不失真，m<1。如果m下降，Pout等比例增加，取m为0.3时，Pout=0.955P总。但载波中不含我们要的信息，我们要的信息在边频信号中。5.抑制载波信号的双边带调幅DSB：克服简单调幅能量的使用不合理现象，但调幅波接收简单。五、实现模型1.AM调制的实现2.双边带调制的实现3.单边带调制的实现⑴滤波法：DSB调制＋滤波器实际上行不通，因为上、下边频之间间隔为2F=B，相对间隔B/fc太小，滤波器实现不了。解决方

4、案：实用电路中，为便于滤波器的制作，通常不直接在工作频率上进行调制和滤波，而是提高相对间隔，即使fC下降。⑵相移法：抵消不需要的边频带移相法的优点是省去了边带滤波器，但要把无用边带完全抑制掉，必须满足下列两个条件:(1)两个调制器输出的振幅应完全相同(2)移相网络必须对载频及调制信号均保证精确的π／2相移。4.2振幅调制电路前章的集电极、基极调制电路是高电平调幅，电路简单，无需提高功率；本节介绍的调制电路是低电平调幅：强调调制线性问题。常用的低电平调幅电路有：平衡调幅电路、乘积调幅（差分对调幅）和环形调幅。4.2.1差分模拟乘法器一、原理电路：T1，T2构成差分对管，T3为之提供恒

5、流源。二、分析：其中要求VY是正值，因为VY<0时，I0被截止，则无法实现乘法功能，但在现实中，VY常常为负，所以要对上电路改进。4.2.2双差分对模拟乘法器一、原理电路：图见书189页图4－2－6，T1，T2为一对差分对管，T3，T4为一对差分对管，T5，T6为之分别提供恒流源，并且也构成一对差分对管T7，T8为镜像电流源。二、分析：其中要求Vx、VY均小于26mV，所以Vx、VY的变化范围很小。三、讨论：双差分对模拟乘法器不能直接实现乘法，只有Vx与VY均限制在26mV以下时，才有1.当Vm大于26mV，小于260mV时：所以可以看出频谱复杂得多，出现了许多组合频率。2.当Vm大

6、于260mV时：频谱也很复杂，要求带通虑波器虑掉多余波。总结：⑴对于Vm小于26mV来说：频谱很少，干净，但增益很小，且他的输出与载波幅度有关，当载波有变化时会影响输出。⑵对于Vm大于260mV来说，输出为开关函数乘积，与载波幅值无区别。（即300mV与500mV，输出不受影响）⑶但调制信号不能工作在大信号范围，否则输出不能反映调制信号的变化，即调制信号应工作在小信号。四、扩大输入电压VY的动态范围电路图在下一页分析：在该电路图中，与VY成线性关系，所以VY的动态范围扩大注：上述条件成立要求是由这时，五、扩大输入电压VX的动态范围不能用RY的方法扩大VX范围，因为如果加入反馈电阻RX

7、，则iC1－iC2与iC5无关，不能实现相乘功能。所以我们引入双曲线正切函数网络，使thX近似等于X。注：VX动态范围受条件：限制4.3谐振检波电路—解调一、定义：从高频调幅波中把原低频调制信号检出来的过程。二、解决问题：频谱搬移，三、解调方法：振幅解调方法可分为包络检波和同步检波两大类。利用普通调幅信号的包络反映了调制信号波形变化这一特点，如能将包络提取出来，就可以恢复原来的调制信号，这就是包络检波的原理。由于AM信号的包络与调制信号成线性关系，因此包络