《第5章振幅調(diào)制解調(diào)與混頻電路課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《第5章振幅調(diào)制解調(diào)與混頻電路課件.ppt（39頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、Agendap 調(diào)幅波的基本性質(zhì)調(diào)幅波的基本性質(zhì)p 調(diào)幅電路調(diào)幅電路p 檢波器檢波器p 混頻器混頻器u高頻電子線路研究的對(duì)象高頻電子線路研究的對(duì)象n調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形(1)(1)數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式u uAM(t t)=Um(t t)cosct t=Ucm+kau(t t)cosct t1 1 調(diào)幅波的基本性質(zhì)調(diào)幅波的基本性質(zhì)Um(t t)=Ucm+kau(t t)：調(diào)幅波的振幅調(diào)幅波的振幅uc(t)=Ucmcos(ct)=Ucmcos(2ct)：載波信號(hào)：載波信號(hào)u u(t)：調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)ka：調(diào)制靈敏度，是由調(diào)制電路決定的比例常數(shù)。調(diào)制靈敏度，是由調(diào)制電路

2、決定的比例常數(shù)。當(dāng)調(diào)制信號(hào)為一單頻信號(hào)時(shí)，即當(dāng)調(diào)制信號(hào)為一單頻信號(hào)時(shí)，即u(t t)=Umcost t=Umcos2Ft t式中，式中，為調(diào)制信號(hào)角頻率，為調(diào)制信號(hào)角頻率，F(xiàn)為調(diào)制信號(hào)頻率，且有為調(diào)制信號(hào)頻率，且有2 F，通常，通常F 1，將會(huì)導(dǎo)致調(diào)幅波在一段時(shí)間內(nèi)振幅為零，此時(shí)調(diào)幅波將產(chǎn)將會(huì)導(dǎo)致調(diào)幅波在一段時(shí)間內(nèi)振幅為零，此時(shí)調(diào)幅波將產(chǎn)生嚴(yán)重失真。為了避免失真，要求生嚴(yán)重失真。為了避免失真，要求ma小于等于小于等于1，即，即ma1將單頻調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式按三角函數(shù)展開(kāi)，可得將單頻調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式按三角函數(shù)展開(kāi)，可得由上式可由上式可見(jiàn)見(jiàn)，單頻調(diào)單頻調(diào)制的制的調(diào)調(diào)幅波由三個(gè)高幅波由三個(gè)高頻頻分

3、量分量組組成成，除角除角頻頻率率為為c c的的載載波，波，還還有有c c+和和c c兩個(gè)新兩個(gè)新頻頻率分量。率分量。載載波波分量的振幅分量的振幅為為c c,而兩個(gè)而兩個(gè)邊頻邊頻分量的振幅分量的振幅為為m ma aU Ucmcm/2/2。因。因m ma a的最的最大大值值只能等于只能等于 1,1,所以所以邊頻邊頻振幅的最大振幅的最大值值不會(huì)超不會(huì)超過(guò)過(guò)U Ucmcm/2/2。1 1 調(diào)幅波的基本性質(zhì)調(diào)幅波的基本性質(zhì)n調(diào)幅波的頻譜與帶寬調(diào)幅波的頻譜與帶寬uAM(t)=Ucmcosct+UcmmaUcmcos(c+)t+UcmmaUcmcos(c)t1 1 調(diào)幅波的基本性質(zhì)調(diào)幅波的基本性質(zhì)n調(diào)幅波的

4、頻譜與帶寬調(diào)幅波的頻譜與帶寬1 1 調(diào)幅波的基本性質(zhì)調(diào)幅波的基本性質(zhì)從頻譜圖可見(jiàn)，從頻譜圖可見(jiàn)，在調(diào)幅波中在調(diào)幅波中，載波并不含有任何有用信息載波并不含有任何有用信息，要傳送的信息只包含在邊頻之中。邊頻的振幅反映了調(diào)制要傳送的信息只包含在邊頻之中。邊頻的振幅反映了調(diào)制信號(hào)幅度的大小信號(hào)幅度的大小，邊頻的頻率雖然屬于高頻范疇邊頻的頻率雖然屬于高頻范疇，但反映但反映了調(diào)制信號(hào)的高低。單頻調(diào)制的調(diào)幅波的頻帶寬度為調(diào)制了調(diào)制信號(hào)的高低。單頻調(diào)制的調(diào)幅波的頻帶寬度為調(diào)制信號(hào)頻率的兩倍信號(hào)頻率的兩倍，即即BW=BW=2 2F F。復(fù)雜信號(hào)調(diào)制的調(diào)幅波的最高復(fù)雜信號(hào)調(diào)制的調(diào)幅波的最高頻率為頻率為c c+F

5、Fmaxmax，而最低頻率為而最低頻率為 c c-F Fmaxmax，因此頻帶寬度等于因此頻帶寬度等于調(diào)制信號(hào)最高頻率的兩倍調(diào)制信號(hào)最高頻率的兩倍，即即BW=BW=2 2F Fmaxmax。n調(diào)幅波的頻譜與帶寬調(diào)幅波的頻譜與帶寬(2)(2)上上(下下)邊頻功率邊頻功率:(1)(1)載波功率載波功率:(4)(4)調(diào)幅信號(hào)總功率調(diào)幅信號(hào)總功率:(3)(3)上下邊頻總功率上下邊頻總功率:1 1 調(diào)幅波的基本性質(zhì)調(diào)幅波的基本性質(zhì)n調(diào)幅波的功率關(guān)系調(diào)幅波的功率關(guān)系(1)(1)雙邊帶雙邊帶-抑制載波只傳送上下邊帶抑制載波只傳送上下邊帶(2)(2)單邊帶單邊帶-抑制載波和其中一個(gè)邊帶抑制載波和其中一個(gè)邊帶1

6、 1 調(diào)幅波的基本性質(zhì)調(diào)幅波的基本性質(zhì)n雙邊帶調(diào)制與單邊帶調(diào)制雙邊帶調(diào)制與單邊帶調(diào)制2 2 調(diào)幅電路調(diào)幅電路n調(diào)幅電路的類(lèi)別調(diào)幅電路的類(lèi)別n 基極調(diào)幅電路（欠壓狀態(tài)）基極調(diào)幅電路（欠壓狀態(tài)）(2)(2)電路及波形電路及波形2 2 調(diào)幅電路調(diào)幅電路(1)(1)基本原理：基本原理：用調(diào)制信號(hào)控制丙類(lèi)諧振功放的基用調(diào)制信號(hào)控制丙類(lèi)諧振功放的基極偏壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。極偏壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。n 集電極調(diào)幅電路（過(guò)壓狀態(tài)）集電極調(diào)幅電路（過(guò)壓狀態(tài)）(2)(2)電路及波形電路及波形2 2 調(diào)幅電路調(diào)幅電路(1)(1)基本原理：基本原理：用調(diào)制信號(hào)控制丙類(lèi)諧振功放的集電極電用調(diào)制信號(hào)控制丙類(lèi)諧振功放的集電極電壓

7、，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)幅壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。作用：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬信號(hào)相乘。作用：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬信號(hào)相乘。n 模擬乘法器調(diào)幅電路模擬乘法器調(diào)幅電路(1)(1)模擬乘法器簡(jiǎn)介模擬乘法器簡(jiǎn)介(2)(2)調(diào)幅電路調(diào)幅電路符號(hào)：符號(hào)：2 2 調(diào)幅電路調(diào)幅電路u 模擬乘法器調(diào)幅電路實(shí)例模擬乘法器調(diào)幅電路實(shí)例2 2 調(diào)幅電路調(diào)幅電路n 二極管平衡調(diào)幅電路二極管平衡調(diào)幅電路(1)(1)電路組成原理電路組成原理2 2 調(diào)幅電路調(diào)幅電路設(shè)設(shè)有：有：n 二極管平衡調(diào)幅電路二極管平衡調(diào)幅電路(2)2)工作原理工作原理2 2 調(diào)幅電路調(diào)幅電路其中其中則則n 二極管平衡調(diào)幅電路二極管平衡調(diào)幅電路(2)2)工作原理工作原理2 2 調(diào)幅電路

8、調(diào)幅電路上式是在忽略高次方項(xiàng)后得出的，可見(jiàn)含有頻率分上式是在忽略高次方項(xiàng)后得出的，可見(jiàn)含有頻率分量量F F、f fc cF F ，只要在輸出端用一中心頻率為只要在輸出端用一中心頻率為f fc c 、帶帶寬為寬為2 2F F的帶通濾波器，就可以取出分量的帶通濾波器，就可以取出分量 f fc cF F ，實(shí)，實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)制?，F(xiàn)雙邊帶調(diào)制。n 檢波器概述檢波器概述(1)(1)作用：作用：(2)(2)實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：從高頻調(diào)幅波中解調(diào)出原調(diào)制信號(hào)從高頻調(diào)幅波中解調(diào)出原調(diào)制信號(hào)檢波器實(shí)際上是一種頻譜搬移電路檢波器實(shí)際上是一種頻譜搬移電路3 3 檢波器檢波器(3)(3)分類(lèi)：分類(lèi)：n 大信號(hào)包絡(luò)檢波器大信號(hào)包

9、絡(luò)檢波器(1)(1)電路組成電路組成(2)(2)工作原理工作原理3 3 檢波器檢波器u 大信號(hào)包絡(luò)檢波器的大信號(hào)包絡(luò)檢波器的惰性失真惰性失真R RL L C CL L過(guò)大使二極管在截止期間過(guò)大使二極管在截止期間C CL L的放電速度太慢，以致跟的放電速度太慢，以致跟不上調(diào)幅波包絡(luò)的下降速度不上調(diào)幅波包絡(luò)的下降速度 ，出現(xiàn)如圖所示的失真現(xiàn)象。，出現(xiàn)如圖所示的失真現(xiàn)象。(1)(1)形成原因形成原因(2)(2)波形現(xiàn)象波形現(xiàn)象(3)(3)避免條件避免條件3 3 檢波器檢波器u 大信號(hào)包絡(luò)檢波器的大信號(hào)包絡(luò)檢波器的負(fù)峰切割失真負(fù)峰切割失真波形：波形：3 3 檢波器檢波器相當(dāng)于給相當(dāng)于給V V加了一額外

10、的反加了一額外的反偏電壓，當(dāng)偏電壓，當(dāng)R RL L比比R Ri2i2大得多大得多的情況下，的情況下，U URLRL就很大使得就很大使得輸入調(diào)幅波包絡(luò)的大小在輸入調(diào)幅波包絡(luò)的大小在某個(gè)時(shí)段小于某個(gè)時(shí)段小于U URLRL，導(dǎo)致導(dǎo)致V V在在這段時(shí)間截止，產(chǎn)生非線這段時(shí)間截止，產(chǎn)生非線性失真。其底部被切去，性失真。其底部被切去，形成形成“負(fù)峰切割失真負(fù)峰切割失真”。u 克服負(fù)峰切割失真的方法克服負(fù)峰切割失真的方法為了避免負(fù)峰切割失真，必須為了避免負(fù)峰切割失真，必須因而：因而：3 3 檢波器檢波器 也就是說(shuō)，負(fù)峰切割失真本質(zhì)上是由于檢波器交、直也就是說(shuō)，負(fù)峰切割失真本質(zhì)上是由于檢波器交、直流負(fù)載不等而

11、引起，為此可采用如圖的措施來(lái)減小交直流流負(fù)載不等而引起，為此可采用如圖的措施來(lái)減小交直流負(fù)載的差別。負(fù)載的差別。n 同步檢波器同步檢波器(1)(1)電路特點(diǎn)電路特點(diǎn) 對(duì)對(duì)AMAM、DSBDSB、SSBSSB等調(diào)幅波均適用。等調(diào)幅波均適用。工作時(shí)需要有一同步參考信號(hào)工作時(shí)需要有一同步參考信號(hào)(與載波同頻同相與載波同頻同相)。(2)(2)同步檢波原理同步檢波原理3 3 檢波器檢波器分析可知其中含有頻率分量分析可知其中含有頻率分量0 0、F F、2 2f fc c、(2(2f fc cF)F)用一低通濾用一低通濾波器后再隔直便得到低頻調(diào)制信號(hào)。波器后再隔直便得到低頻調(diào)制信號(hào)。n 同步檢波器同步檢波器

12、(2)(2)同步檢波原理同步檢波原理設(shè)：設(shè)：則：則：3 3 檢波器檢波器n 混頻器的作用混頻器的作用(1)(1)文字描述文字描述(2)(2)框圖描述框圖描述(3)(3)表達(dá)式描述表達(dá)式描述4 4 混頻器混頻器 變頻是指將高頻已調(diào)波經(jīng)過(guò)頻率變換，變?yōu)楣潭ㄖ蓄l變頻是指將高頻已調(diào)波經(jīng)過(guò)頻率變換，變?yōu)楣潭ㄖ蓄l已調(diào)波。已調(diào)波。(5)(5)頻譜描述頻譜描述(4)(4)波形描述波形描述4 4 混頻器混頻器n 混頻器的作用混頻器的作用p混頻器在接收機(jī)中的位置混頻器在接收機(jī)中的位置4 4 混頻器混頻器u示例：示例：經(jīng)過(guò)混混頻器器變頻后，后，輸出出頻率率為 混混頻的的結(jié)果：果：較高的不同的高的不同的載波波頻率率變

13、為固定的固定的較低的低的載波波頻率，而振幅包率，而振幅包絡(luò)形狀不形狀不變。4 4 混頻器混頻器u 變頻變頻前后的前后的前后的前后的頻譜圖頻譜圖頻譜搬移頻譜搬移 4 4 混頻器混頻器經(jīng)帶通后取出差頻分量，即得到中頻信號(hào)，其中頻電流為：經(jīng)帶通后取出差頻分量，即得到中頻信號(hào)，其中頻電流為：n 混頻的基本原理混頻的基本原理設(shè)：設(shè)：根據(jù)非線性器件的冪級(jí)數(shù)展開(kāi)式：根據(jù)非線性器件的冪級(jí)數(shù)展開(kāi)式：代入兩信號(hào)分析可得其中含有頻率分量：代入兩信號(hào)分析可得其中含有頻率分量：4 4 混頻器混頻器失真：失真：輸出中頻信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)與輸入信號(hào)的不同輸出中頻信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)與輸入信號(hào)的不同干擾：干擾：混頻器產(chǎn)生的大量不需要的

14、組合頻率分量混頻器產(chǎn)生的大量不需要的組合頻率分量n 主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo)(1)(1)混頻增益混頻增益(2)(2)選擇性選擇性要求選頻網(wǎng)絡(luò)的選擇性好要求選頻網(wǎng)絡(luò)的選擇性好,矩形系數(shù)接近于矩形系數(shù)接近于1 1。(3)(3)失真與干擾失真與干擾4 4 混頻器混頻器n 模擬乘法器混頻器模擬乘法器混頻器經(jīng)中心頻率為經(jīng)中心頻率為fI，帶寬為帶寬為2F的帶通濾波器濾波后，得：的帶通濾波器濾波后，得：4 4 混頻器混頻器n 二極管平衡混頻電路二極管平衡混頻電路帶通后得：帶通后得：4 4 混頻器混頻器4 4 混頻器混頻器(1)(1)基本原理基本原理利用三極管利用三極管i ic c和和u uBEBE的非線性來(lái)

15、進(jìn)行頻率變換的非線性來(lái)進(jìn)行頻率變換(2)(2)幾種基本形式幾種基本形式n 三極管混頻三極管混頻器器4 4 混頻器混頻器(1)(1)組合頻率干擾組合頻率干擾混頻器本身的組合頻率中無(wú)用頻率分量所引起的干擾混頻器本身的組合頻率中無(wú)用頻率分量所引起的干擾(2)(2)副波道干擾副波道干擾由于接收機(jī)前端選擇性不好由于接收機(jī)前端選擇性不好,外界干擾信號(hào)竄入而引起外界干擾信號(hào)竄入而引起的干擾的干擾(最強(qiáng)兩個(gè)最強(qiáng)兩個(gè):中頻干擾和鏡像干擾中頻干擾和鏡像干擾)(3)(3)交叉調(diào)制干擾交叉調(diào)制干擾在有用中頻信號(hào)的包絡(luò)上疊加了干擾信號(hào)的包絡(luò)而引起在有用中頻信號(hào)的包絡(luò)上疊加了干擾信號(hào)的包絡(luò)而引起(4)(4)互調(diào)干擾互調(diào)干

16、擾干擾信號(hào)之間彼此混頻而產(chǎn)生接近中頻的信號(hào)而引起干擾信號(hào)之間彼此混頻而產(chǎn)生接近中頻的信號(hào)而引起n 混頻干擾混頻干擾本章小結(jié)本章小結(jié)u調(diào)幅有普通調(diào)幅和抑制載波調(diào)幅，普通調(diào)幅波的包調(diào)幅有普通調(diào)幅和抑制載波調(diào)幅，普通調(diào)幅波的包絡(luò)反映了調(diào)制信號(hào)變化的規(guī)律。絡(luò)反映了調(diào)制信號(hào)變化的規(guī)律。u調(diào)幅電路可分為高電平調(diào)幅和低電平調(diào)幅，它們各調(diào)幅電路可分為高電平調(diào)幅和低電平調(diào)幅，它們各自具有不同的特點(diǎn)，因此分別適用于不同的場(chǎng)合。自具有不同的特點(diǎn)，因此分別適用于不同的場(chǎng)合。u檢波器有包絡(luò)檢波和同步檢波兩大類(lèi)。包絡(luò)檢波器檢波器有包絡(luò)檢波和同步檢波兩大類(lèi)。包絡(luò)檢波器只可解調(diào)普通調(diào)幅波，同步檢波器可解調(diào)各種調(diào)幅只可解調(diào)普通調(diào)幅波，同步檢波器可解調(diào)各種調(diào)幅波。包絡(luò)檢波器存在惰性失真和負(fù)峰切割失真。波。包絡(luò)檢波器存在惰性失真和負(fù)峰切割失真。u常用混頻器有模擬乘法器混頻器、二極管混頻器、常用混頻器有模擬乘法器混頻器、二極管混頻器、三極管混頻器?；祛l器輸出中存在混頻干擾。三極管混頻器?；祛l器輸出中存在混頻干擾。THE ENDTHE END高頻電子線路高頻電子線路第第5章章