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1、u高频电子线路研究的对象第1页/共39页调幅波的数学表达式和波形调幅波的数学表达式和波形(1)数学表达式uAM(t)=Um(t)cosct=Ucm+kau(t)cosct1 调幅波的基本性质Um(t)=Ucm+kau(t)：调幅波的振幅uc(t)=Ucmcos(ct)=Ucmcos(2ct)：载波信号u(t)：调制信号ka：调制灵敏度，是由调制电路决定的比例常数。第2页/共39页当调制信号为一单频信号时，即u(t)=Umcost=Umcos2Ft式中，为调制信号角频率，F为调制信号频率，且有2 F，通常F 1，将会导致调幅波在一段时间内振幅为零，此时调幅波将产生严重失真。为了避免失真，要求ma
2、小于等于1，即ma1第5页/共39页将单频调幅波的数学表达式按三角函数展开，可得由上式可见，单频调制的调幅波由三个高频分量组成，除角频率为c的载波，还有c+和c两个新频率分量。载波分量的振幅为c,而两个边频分量的振幅为maUcm/2。因ma的最大值只能等于 1,所以边频振幅的最大值不会超过Ucm/2。1 调幅波的基本性质调幅波的频谱与带宽调幅波的频谱与带宽uAM(t)=Ucmcosct+UcmmaUcmcos(c+)t+UcmmaUcmcos(c)t第6页/共39页1 调幅波的基本性质调幅波的频谱与带宽调幅波的频谱与带宽第7页/共39页1 调幅波的基本性质从频谱图可见，在调幅波中，载波并不含有
3、任何有用信息，要传送的信息只包含在边频之中。边频的振幅反映了调制信号幅度的大小，边频的频率虽然属于高频范畴，但反映了调制信号的高低。单频调制的调幅波的频带宽度为调制信号频率的两倍，即BW=2F。复杂信号调制的调幅波的最高频率为c+Fmax，而最低频率为 c-Fmax，因此频带宽度等于调制信号最高频率的两倍，即BW=2Fmax。调幅波的频谱与带宽调幅波的频谱与带宽第8页/共39页(2)上(下)边频功率:(1)载波功率:(4)调幅信号总功率:(3)上下边频总功率:1 调幅波的基本性质调幅波的功率关系调幅波的功率关系第9页/共39页(1)双边带-抑制载波只传送上下边带(2)单边带-抑制载波和其中一个
4、边带1 调幅波的基本性质双边带调制与单边带调制双边带调制与单边带调制第10页/共39页2 调幅电路调幅电路的类别调幅电路的类别第11页/共39页 基极调幅电路（欠压状态）基极调幅电路（欠压状态）(2)电路及波形2 调幅电路(1)基本原理：用调制信号控制丙类谐振功放的基极偏压，从而实现调幅。第12页/共39页n 集电极调幅电路（过压状态）(2)电路及波形2 调幅电路(1)基本原理：用调制信号控制丙类谐振功放的集电极电压，从而实现调幅。第13页/共39页作用：实现两个模拟信号相乘。n 模拟乘法器调幅电路(1)模拟乘法器简介(2)调幅电路符号：2 调幅电路第14页/共39页u 模拟乘法器调幅电路实例
5、2 调幅电路第15页/共39页n 二极管平衡调幅电路(1)电路组成原理2 调幅电路第16页/共39页设有：n 二极管平衡调幅电路(2)工作原理2 调幅电路其中则第17页/共39页n 二极管平衡调幅电路(2)工作原理2 调幅电路上式是在忽略高次方项后得出的，可见含有频率分量F、fcF，只要在输出端用一中心频率为fc、带宽为2F的带通滤波器，就可以取出分量 fcF，实现双边带调制。第18页/共39页n 检波器概述(1)作用：(2)实质：从高频调幅波中解调出原调制信号检波器实际上是一种频谱搬移电路3 检波器(3)分类：第19页/共39页 大信号包络检波器大信号包络检波器(1)电路组成(2)工作原理3
6、 检波器第20页/共39页u 大信号包络检波器的惰性失真RL CL过大使二极管在截止期间CL的放电速度太慢，以致跟不上调幅波包络的下降速度，出现如图所示的失真现象。(1)形成原因(2)波形现象(3)避免条件3 检波器第21页/共39页u 大信号包络检波器的负峰切割失真波形：3 检波器相当于给V加了一额外的反偏电压，当RL比Ri2大得多的情况下，URL就很大使得输入调幅波包络的大小在某个时段小于URL，导致V在这段时间截止，产生非线性失真。其底部被切去，形成“负峰切割失真”。第22页/共39页u 克服负峰切割失真的方法为了避免负峰切割失真，必须因而：3 检波器 也就是说，负峰切割失真本质上是由于
7、检波器交、直流负载不等而引起，为此可采用如图的措施来减小交直流负载的差别。第23页/共39页n 同步检波器(1)电路特点 对AM、DSB、SSB等调幅波均适用。工作时需要有一同步参考信号(与载波同频同相)。(2)同步检波原理3 检波器第24页/共39页分析可知其中含有频率分量分析可知其中含有频率分量0 0、F F、2 2f fc c、(2(2f fc cF)F)用一低用一低通滤波器后再隔直便得到低频调制信号。通滤波器后再隔直便得到低频调制信号。n 同步检波器(2)同步检波原理设：则：3 检波器第25页/共39页n 混频器的作用(1)文字描述(2)框图描述(3)表达式描述4 混频器 变频是指将高
8、频已调波经过频率变换，变为固定中频已调波。第26页/共39页(5)(5)频谱描述频谱描述(4)波形描述4 混频器n 混频器的作用第27页/共39页p混频器在接收机中的位置混频器在接收机中的位置4 混频器第28页/共39页u示例：经过混频器变频后，输出频率为 混频的结果：较高的不同的载波频率变为固定的较低的载波频率，而振幅包络形状不变。4 混频器第29页/共39页u 变频变频前后的前后的频谱图频谱图频谱搬移 4 混频器第30页/共39页经带通后取出差频分量，即得到中频信号，其中频电流为：经带通后取出差频分量，即得到中频信号，其中频电流为：n 混频的基本原理设：根据非线性器件的幂级数展开式：代入两
9、信号分析可得其中含有频率分量：4 混频器第31页/共39页失真：失真：输出中频信号的频谱结构与输入信号的不输出中频信号的频谱结构与输入信号的不同同干扰：干扰：混频器产生的大量不需要的组合频率分量混频器产生的大量不需要的组合频率分量n 主要性能指标(1)混频增益(2)选择性要求选频网络的选择性好,矩形系数接近于1。(3)失真与干扰4 混频器第32页/共39页 模拟乘法器混频模拟乘法器混频器器经中心频率为fI，带宽为2F的带通滤波器滤波后，得：4 混频器第33页/共39页 二极管平衡混频电路二极管平衡混频电路带通后得：4 混频器第34页/共39页4 混频器(1)基本原理利用三极管ic和uBE的非线
10、性来进行频率变换(2)几种基本形式n 三极管混频器第35页/共39页4 混频器(1)组合频率干扰混频器本身的组合频率中无用频率分量所引起的干扰(2)副波道干扰由于接收机前端选择性不好,外界干扰信号窜入而引起的干扰(最强两个:中频干扰和镜像干扰)(3)交叉调制干扰在有用中频信号的包络上叠加了干扰信号的包络而引起(4)互调干扰干扰信号之间彼此混频而产生接近中频的信号而引起n 混频干扰第36页/共39页本章小结u调幅有普通调幅和抑制载波调幅，普通调幅波的包络反映了调制信号变化的规律。u调幅电路可分为高电平调幅和低电平调幅，它们各自具有不同的特点，因此分别适用于不同的场合。u检波器有包络检波和同步检波两大类。包络检波器只可解调普通调幅波，同步检波器可解调各种调幅波。包络检波器存在惰性失真和负峰切割失真。u常用混频器有模拟乘法器混频器、二极管混频器、三极管混频器。混频器输出中存在混频干扰。第37页/共39页THE END高频电子线路第5章第38页/共39页感谢您的观看！第39页/共39页