振幅调制及解调课件.ppt

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1、第5章振幅调制及解调5.1概述5.2振幅调制信号分析5.3振幅调制方法5.4振幅调制电路5.5振幅解调方法5.6振幅解调电路5.4振幅调制电路5.4.1模拟乘法器乘法器是完成两个信号相乘的器件，它的符号如图5.27所示。理想的乘法器输出电压uo(t)与输入电压u1(t)，u2(t)的关系为uo(t)=KM·u1(t)·u2(t)KM是乘法器的增益。图5.27乘法器符号模拟乘法器是利用非线性器件完成两个模拟信号的相乘运算。数字乘法器是利用数字逻辑器件完成两个数字信号的相乘运算。在此仅研究模拟乘法器。集

2、成模拟乘法器是一种模拟集成电路，它是以差分放大器为基础构成的信号相乘电路。模拟乘法器主要指标有工作频率、运算精度、载波抑制比、输入信号动态范围等。目前集成模拟乘法器已作为商品在市场上销售，国内的代表产品有XFC1596和BG314。这两种乘法器的主要参数列于表5.2中。表5.2两种模拟乘法器性能比较1.差分放大器的基本原理1)单差分放大器构成模拟集成电路的基本电路是差分放大器。差分放大器的主要特点是“差模放大、共模抑制”。一般情况下，干扰和噪声都是以共模方式输入的，而信号可以人为控制以差模方式输入。

3、所以差分放大器输出端的信号噪声比优于其他放大器。最基本的差分放大器都是由两支性能完全相同的晶体管用恒流源偏置方式构成的，如图5.28(a)所示。图中V1、V2构成差分放大器，Ｖ３为V1、V2两管的恒流源。当所有管子的α≈1时图5.28单差分放大器直流状态下，即u1=0时交流状态下由此可得(5.4―1)(5.4―2)若恒流源电路是受电压u2控制的受控恒流源，如图5.28(b)所示，则其中双端输出电压(5.4―3)若u1=U1mcosω1t,u2=U2mcosω2t，当U1m<<2UＴ时(5.4―4)(

4、5.4―5)当U1m>>2UT时(5.4―6)(5.4―7)当UT≤U1m≤10UT时，正切双曲线函数可以用傅氏级数展开。(5.4―8)(5.4―9)2)三差分放大器三差分放大器如图5.29(a)所示。V1和V2、V3和V4、V5和V6分别组成三个差分放大器。V5是V1、V2差分放大器的恒流源，V6是V3、V4差分放大器的恒流源。若所有晶体管的α≈1，根据单差分放大器的分析可知则双端输出电压当U1m<<2UT，U2m<<2UT时(5.4―10)(5.4―11)图5.29(b)所示。在V5和V6两支晶

5、体管发射极之间接入负反馈电阻RE，取RE的值远远大于V5和V6的发射结电阻re，即RE>>2re。在此条件下(5.4-12)(5.4-13)为了保证iE5、iE6始终大于零，u2的动态范围为(5.4―14)(5.4―15 )相应的双端输出电压图5.29三差分放大器2.集成模拟乘法器XFC1596集成模拟乘法器XFC1596的内部结构电路如图5.30所示，并列直插式封装的外部管脚分布如图5.31所示，利用它构成的实用电路如图5.32所示。下面根据图5.30和图5.32来说明XFC1596的工作原理。图

6、5.30XFC1596内部电路图5.31XFC管脚分布图根据低频电子线路的分析可知，恒流源提供的偏置电流由图5.30中所示电路可以求出：(5.4―16)图5.32(b)画出了相应的XFC1596的电路图。由图可见，当②、③脚之间接入负反馈电阻RE，其值远大于V5、V6发射结电阻re时，晶体管V5和V6的发射极电流由于iE5、iE6必须大于零，所以u2的动态范围应限制在把图5.32(b)和图5.29比较，可以看出，XFC1596脚⑥和12两端的输出电压与三差分放大器双端输出电压相同：(5.4―17)(

7、5.4―18)uo与电压u1是双曲正切函数关系。当u１=U1mcosω1t，U1m<<2UT时输出电压uo与u1和u2的乘积成线性关系。当U1m>>2UT时(5.4―19)当UT≤U1m≤10UT时(5.4―20)利用XFC1596实现振幅调制，调制信号uΩ(t)与载波信号uC(t)由不同的输入端接入，输出信号的失真情况不同。其频谱如图5.33所示。通过带通滤波器可取出双边带调制信号。图5.33u1=uC,u2=uΩ时输出电压频谱当u1=uΩ(t)=UΩmcosΩt,u2=uC(t)=UCmcosω

8、Ct时其频谱如图5.34所示。同样通过带通滤波器可以取出双边带调制信号，但是这种情况存在着非线性失真。所以利用XFC1596实现振幅调制时，调制信号应由①、④端输入，载波应由⑧、10端输入。调制信号的幅度应限定在式(5.4―17)所限定的范围之内。图5.34u1=uΩ，u2=uC时输出电压的频谱3.四象限模拟乘法器BG314为了扩大输入信号的动态范围，减小失真，实现理想的信号相乘运算。在三差分模拟乘法器的基础上，加入了一个反双曲正切函数电路，就构成了四象限模拟乘法器B