1、,學(xué)習(xí)目的與要求,1.掌握調(diào)幅波的基本性質(zhì)與功率關(guān)系； 2.理解平方律調(diào)幅與平衡調(diào)幅器原理； 3.掌握斬波調(diào)幅的原理與電路； 4.熟悉模擬乘法器調(diào)幅原理； 5.掌握單邊帶的生產(chǎn)方法，了解殘留邊帶調(diào)幅與高 電平調(diào)幅； 6.掌握包絡(luò)檢波原理，理解同步檢波原理，了解單 邊帶信號的接收方法。,7.1.1 振幅調(diào)制簡述,7.1.2 檢波簡述,將要傳送的信息裝載到某一高頻 載頻信號上去的過程。,聲音,1.定義,2. 調(diào)制的原因,從切實可行的天線出發(fā),為使天線能有效地發(fā)送和接收電磁波，天線的幾何尺寸必須和信號波長相比擬，一般不宜短于1/4波長。,音頻信號: 20Hz20kHz,波長：15 15000 km,

2、天線長度: 3.75 3750km,2. 調(diào)制的原因,便于不同電臺相同頻段基帶信號的同時接收,頻譜搬移,2. 調(diào)制的原因,可實現(xiàn)的回路帶寬,基帶信號特點：頻率變化范圍很大。,高頻窄帶信號,頻譜搬移,低頻（音頻）: 20Hz20kHz,高頻（射頻）:,AM廣播信號:,535 1605kHz，BW=20kHz,3. 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,振幅調(diào)制,編碼調(diào)制,調(diào)頻,脈位調(diào)制,End,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,從振幅受調(diào)制的高頻信號中 還原出原調(diào)制的信號。,1.定義,圖 9.1.1 檢

3、波器的輸入輸出波形,圖 9.1.2 檢波器檢波前后的頻譜,圖 9.1.3 檢波器的組成部分,2. 組成,End,3. 檢波的分類,二極管檢波器,三極管檢波器,檢波,器件,信號大小,小信號檢波器,大信號檢波器,工作特點,包絡(luò)檢波器,同步檢波器,7.2.1 調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表示式與頻譜,7.2.2 調(diào)幅波中的功率關(guān)系,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：,調(diào)制信號：,調(diào)幅信號（已調(diào)波）：,由于調(diào) 幅信號的振幅與調(diào)制信號成線性關(guān)系，即有：,即：,式中ma為調(diào)制度，,常用百分比數(shù)表示。,波形特點： (1) 調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律與調(diào)制信號波形一致 (2) 調(diào)幅度ma反

4、映了調(diào)幅的強弱度,圖 9.2.2 由非正弦波調(diào)制所得到的調(diào)幅波,2. 普通調(diào)幅波的頻譜,（1）由單一頻率信號調(diào) 幅,信號帶寬,(2) 限帶信號的調(diào)幅波,調(diào)制信號,載波,End,如果將普通調(diào)幅波輸送功率至電阻R上，則載波與兩個邊頻將分別得出如下的功率：,載波功率:,上邊頻或下邊頻:,在調(diào)幅信號一周期內(nèi)，AM信號的平均輸出功率是,當(dāng)ma1時，PoT(2/3)Po ；,當(dāng)ma0.5時，PoT(8/9)Po ；,End,三種振幅調(diào)制信號,7.8.1 集電極調(diào)幅,7.8.2 基極調(diào)幅,高電平調(diào)幅電路能同時實現(xiàn)調(diào)制和功率放大，即用調(diào)制信號v去控制諧振功率放大器的輸出信號的幅度Vcm來實現(xiàn)調(diào)幅的。,集電極調(diào)

5、幅電路,基極調(diào)幅電路,End,iC,vAM（t）,7.3.1 工作原理,7.3.2 平衡調(diào)幅器,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。,這里將調(diào)制信號v與載波信號v0相加后，同時加入非線性器件，然后通過中心頻率為0的帶通濾波器取出輸出電壓vo中的調(diào)幅波成分。,圖 9.3.1 非線性調(diào)幅方框圖,End,如果靜態(tài)工作點和輸入信號變換范圍選擇合適，非線性器件工作在滿足平方律的區(qū)段。,如果要獲得抑制載波的雙邊帶信號，觀察輸出電流表示式,總的輸出電流,總的輸出電壓,End,圖 9.3.2 串聯(lián)雙二極管平衡調(diào)幅器簡化電路,7.4.1 工作原理,7.4.

6、2 實現(xiàn)斬波調(diào)幅的兩種電路,圖 9.4.1 斬波調(diào)幅器方框圖,圖 9.4.2 斬波調(diào)幅器工作圖解,圖 9.4.3 平衡斬波調(diào)幅及其圖解,圖 9.4.4 二極管電橋斬波調(diào)幅電路,End,圖 9.4.5 環(huán)形調(diào)幅器電路,三種振幅調(diào)制信號,7.6.1 單邊帶通信的優(yōu)缺點,7.6.2 產(chǎn)生單邊帶信號的方法,使所容納的頻道數(shù)目增加一倍，大大提高短波波段利用率。,單邊帶制能獲得更好的通信效果。,單邊帶制的選擇性衰落現(xiàn)象要輕得多。,要求收、發(fā)設(shè)備的頻率穩(wěn)定度高，設(shè)備復(fù)雜，技術(shù)要求高。,1. 濾波器法,圖 9.6.1 濾波器法原理方框圖,圖 9.6.2 濾波器法單邊帶發(fā)射機方框圖,必須強調(diào)指出，提高單邊帶的載

7、波頻率決不能用倍頻的 方法。因為倍頻后，音頻頻率也跟著成倍增加，使原來的 調(diào)制信號變了樣，產(chǎn)生嚴(yán)重的失真。這是絕對不允許的。,上、下邊帶之間的頻率間距等于調(diào)制信號最低頻率Fmin的2倍，故濾波時相對帶寬2 Fmin / fc要很小，這樣的濾波器制作很困難。,為什么要逐級濾波？,圖 9.6.3 單邊帶發(fā)射機方框圖舉例,圖 9.6.3 單邊帶發(fā)射機方框圖舉例,2. 相移法,如何得到單一頻率分量,2. 相移法,圖 9.6.4 相移法單邊帶調(diào)制器方框圖,電壓,f/Hz,移相法的主要缺點,移相法的改進,3. 第三種方法修正的移相濾波法,圖 9.6.5 產(chǎn)生單邊帶信號的第三種方法,End,圖 9.7.1

8、各種調(diào)幅制式的頻譜示意圖,7.9.1 包絡(luò)檢波器的工作原理,7.9.2 包絡(luò)檢波器的質(zhì)量指標(biāo),從已調(diào)波中檢出包絡(luò)信息，只適用于AM信號,輸入 AM信號,檢出包絡(luò)信息,End,串聯(lián)型二極管包絡(luò)檢波器,下面討論這種檢波器的幾個主要質(zhì)量指標(biāo)：電壓傳輸系數(shù) （檢波效率）、輸入電阻和失真。,1) 電壓傳輸系數(shù)(檢波效率),定義：,1) 電壓傳輸系數(shù)(檢波效率),用分析高頻功放的折線近似分析法可以證明,其中，是二極管電流通角，為檢波器負載電阻，d為檢波器內(nèi)阻。,2) 等效輸入電阻,考慮到包絡(luò)檢波電路一般作為諧振回路的負載，它勢必影響回路選頻特性（Q），下面分析其等效電阻,其中，Vim是輸入高頻電壓振幅，

9、Iim是輸入高頻電流振幅。,End,圖 1.2.11 超外差式接收機方框圖,2) 等效輸入電阻,如果忽略二極管導(dǎo)通電阻上的損耗功率，則由能量守恒的原則，輸入到檢波器的高頻功率，應(yīng)全部轉(zhuǎn)換為輸出端負載電阻上消耗的功率（注意為直流）,3) 失真,產(chǎn)生的失真主要有：惰性失真；負峰切割失真；非線性失真；頻率失真。,如果檢波電路的時間常數(shù)RC太大，當(dāng)調(diào)幅波包絡(luò)朝較低值變化時，電容上的電荷來不及釋放以跟蹤其變化，所造成的失真稱作惰性失真。,惰性失真(對角線切割失真),惰性失真(對角線切割失真),調(diào)幅波包絡(luò),如圖所示，在某一點，如果電容兩端電壓的放電速度小于包絡(luò)的下降速度，就可能發(fā)生惰性失真。,包絡(luò)變化率,

10、電容放電,惰性失真(對角線切割失真),放電速率,假定此時,電容放電,為避免失真,惰性失真(對角線切割失真),實際上，調(diào)制波往往是由多個頻率成分組成，即=minmax。為了保證不產(chǎn)生失真，必須滿足,考慮了耦合電容Cc和低放 輸入電阻RL后的檢波電路,負峰切割失真(底邊切割失真),隔直電容Cc數(shù)值很大，可認為它對調(diào)制頻率交流短路，電路達到穩(wěn)態(tài)時，其兩端電壓VCVim。,失真最可能在包絡(luò)的負半周發(fā)生。假定二極管截止，Cc將通過R和RL緩慢放電，相對于高頻載波一個周期內(nèi)，其電壓VCVim將在R和RL上分壓。直流負載電阻R上的電壓為,考慮了耦合電容Cc和低放 輸入電阻RL后的檢波電路,負峰切割失真(底邊

11、切割失真),考慮了耦合電容Cc和低放 輸入電阻RL后的檢波電路,負峰切割失真(底邊切割失真),要避免二極管截止發(fā)生，包絡(luò)幅度瞬時值必須滿足,交、直流負載電阻越懸殊，ma越大，越容易發(fā)生該失真。,考慮了耦合電容Cc和低放 輸入電阻RL后的檢波電路, 非線性失真,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。,如果負載電阻R選得足夠大，則檢波管非線性特性影響越小，它所引起的非線性失真即可以忽略。,考慮了耦合電容Cc和低放 輸入電阻RL后的檢波電路, 頻率失真,如左圖所示，檢波器中存在檢波電容C和隔直電容Cc兩個電容。檢波電容C用于跟蹤調(diào)幅波包絡(luò)變化，隔直電容Cc用于去除載波分量對應(yīng)的直流輸出。,對調(diào)制頻率=minmax，要求檢波電容C對高頻載波短路但不能對低頻調(diào)制波旁路，隔直電容Cc對低頻調(diào)制波短路。,End,同步檢波器用于對載波被抑止的雙邊帶或單邊帶信號進行解調(diào)。它的特點是必須外加一個頻率和相位都與被抑止的載波相同的電壓。同步檢波的名稱即由此而來。,圖 9.10.1 同步檢波器方框圖,載波信號相位對檢波結(jié)果的影響,1. 乘積檢波器,圖 9.10.2 輸