高频电路原理与分析-第6章振幅调制、解调与混频

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1、第六章振幅调制、解调与混频6.1振幅调制6.2调幅信号的解调6.3混频6.4混频器的干扰§６-1振幅调制§6-1-1振幅调制概述调制与解调电路是通信、广播、测量等系统中的基本电路之一，为频率变换电路(非线性电路)。调制的其他应用如：直流放大器§6-1-2调幅的方法与电路一、乘法器调幅为四象限乘法器实际典型值：vc(60mv)、vΩ(300mv)、输出载波抑制可达60dB。二、开关型调幅电路要求：Vc>>VΩ即：vc等效为开关函数S(t)1．双二极管平衡调幅电路设：二极管导通电阻为RD，等效负载为2RL对于D1、D2：v

2、c是共模信号，在RL上相消，vΩ是差模信号，vΩS(t)在RL上相加。2．二极管环型调幅电路i5=i1-i4i6=i2-i3i=i5+i6=i1-i4+(i2-i3)=(i1-i2)-(i4-i3)(i1-i2)同上，3．二极管桥型调幅电路无变压器，较实用四个二极管同时导通和截止(上述方法均要求参数完全对称）。4．开关型调幅电路实例对于D1、D2：vc仍是共模信号，vΩ仍是差模信号，负载上得到的电流同(1)。三、晶体管调幅电路基极(发射极)调幅：vΩ控制基极(发射极)电压。集电极(漏极)调幅：vΩ控制集电极(漏极)电压

3、。由选频网络选出vo(已调信号)。1.基极调幅电路(发射极调幅电路)vbe=VBB+vΩ+vc=VBB+VΩcosΩt+VccosωotvΩ、vc幅度不同时：(1)vΩ、vc均较小采用幂级数法分析，产生调幅波。(因非线性失真大，很少使用)(2)vΩ较小(几mv~几十mv)vc较大(几百mv)采用时变参量法分析。(3)vΩ小(几mv)vc大(0.5~1v)采用开关函数法分析。调幅系数m<<1,线性范围小。(4)vΩ、vc均较大(常用)工作于(甲乙类)欠压状态。φ工作=90~120度过压工作时，vce变化小基极调幅特点：(

4、1)所需vΩ功率小，用于小功率发射机；(2)m不可太大，否则易包络失真；(3)集电极效率低(欠压工作）2.集电极调幅电路vΩ使集电极(电源)电压VΩ发生变化，实现调幅。可见：在欠压区，输出的基波电压的幅度不随Vcc的变化而变化。故：过压工作，可实现调幅。集电极调幅特点：(1)因过压工作，η高(与m无关)，用于大功率调幅发射机。(2)要求vΩ提供较大的驱动功率。(3)m较大时，调幅波非线性失真。3．多重调幅原理(改善线性度)实际工作中，基极、集电极调幅均有非线性失真。例：集电极调幅∵VBB、Vcc不变∴当Vcemin随V

5、cc(Ωt)减小时,Ic1下降过快，呈非线性关系，调制特性曲线向下弯曲。解决方法：Vcc减小时，Vbemax相应减小；Vcc增大时，Vbemax相应增大。即：Vbemax与Vcc(Ωt)按相同的调制规律变化(双重调幅)。(1)采用自给偏压电路VBB=-Ib0Rb在过压区：VΩ↓,Vcc(Ωt)↓,Ib0↑,Vbemax=(VBB+Vc)↓VΩ↑,Vcc(Ωt)↑,Ib0↓,Vbemax=(VBB+Vc)↑(2)采用双重调幅电路①集电极—基极双重调幅集电极调幅时，部分vΩ调基极偏压，使：Vcc(Ωt)↓时，VBB(Ωt)

6、同时↓；Vcc(Ωt)↑时，VBB(Ωt)同时↑。②集电极—集电极双重调幅对相邻的末前级和末级，采用相同的vΩ同时进行集电极调幅。即：末级Vcc(Ωt)↓时,VBB(Ωt)(末前级Vcc)↓末级Vcc(Ωt)↑时,VBB(Ωt)(末前级Vcc)↑§6-1-3单边带调制一、特点:1.压缩频带；2.节省功率；3.受传播条件(衰落和相移)的影响小；4.设备复杂。二、单边带产生方法(一）滤波法难点：接近理想的带通滤波器难以实现。解决：1.频率由低到高,多级相乘和滤波。2.采用VSB。（二）相移法难点：多频工作时,调制信号的宽带

7、相移难以实现。§６-２调幅信号的解调§6-2-1调幅解调的方法振幅解调方法可分为包络检波和同步检波两大类。包络检波是指解调器输出电压与输入已调波的包络成正比的检波方法。由于AM信号的包络与调制信号成线性关系,因此包络检波只适用于AM波。其原理框图如图6―30所示。图6―30包络检波的原理框图图6―31同步解调器的框图同步检波又可以分为乘积型(图6―32(a))和叠加型(图6―32(b))两类。它们都需要用恢复的载波信号ur进行解调。图6―32同步检波器§6-2-2二极管峰值包络检波器1．原理电路及工作原理图6―3

8、3(a)是二极管峰值包络检波器的原理电路。它是由输入回路、二极管VD和RC低通滤波器组成。式中,ωc为输入信号的载频,在超外差接收机中则为中频ωIΩ为调制频率。在理想情况下,RC网络的阻抗Z应为图6―33二极管峰值包络检波器(a)原理电路(b)二极管导通(c)二极管截止图6―34加入等幅波时检波器的工作过程从这个过程可以得出下列