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1、关于调幅检波与混频频谱搬移电路第一张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#26.0 概述v基本概念基本概念调制：调制：用调制信号用调制信号 v 控制高频载波信号的某个物理量（幅度、控制高频载波信号的某个物理量（幅度、频率、相位）实现频率变换的过程频率、相位）实现频率变换的过程解调：解调：调制的逆过程。即从已调波中恢复原调制信号的过程调制的逆过程。即从已调波中恢复原调制信号的过程原因：原因：1.接收天线：接收天线：天线的尺寸一般不宜短于天线的尺寸一般不宜短于 1/4 信号波长信号波长例如：音频信号：例如：音频信号：20Hz 20kHz；f =
2、c波长：波长：15 15000km；天线长度：；天线长度：3.75 3750km第二张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#36.0 概述概述2.多路传输：多路传输：各基带信号处于同一波段，频谱重叠。发送时采用调制完各基带信号处于同一波段，频谱重叠。发送时采用调制完成频谱搬移，从而实现多路信号传输成频谱搬移，从而实现多路信号传输3.回路带宽：回路带宽：基带信号频率变化范围大基带信号频率变化范围大例如：音频：例如：音频：20Hz 20kHz高频：高频窄带信号高频：高频窄带信号例如：例如：AM 信号：信号：535kHz 1605kHz，BW=2
3、0kHz第三张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#46.0 概述概述 调制类型调制类型调制类型调制类型连续波调制：连续波调制：高频高频正弦正弦载波载波脉冲波调制：脉冲波调制：高频高频脉冲脉冲载波载波连续波模拟调制连续波模拟调制幅度调制幅度调制 AM 频率调制频率调制 FM 相位调制相位调制 PM幅度键控幅度键控 ASK 频移键控频移键控 FSK 相移键控相移键控 PSK连续波数字调制连续波数字调制脉冲模拟调制脉冲模拟调制脉冲幅度调制脉冲幅度调制 PAM 脉冲宽度调制脉冲宽度调制 PWM 脉冲相位调制脉冲相位调制 PPM 脉冲频率调制脉冲频
4、率调制 PFM脉冲数字调制脉冲数字调制PCM 等等其他类型的载波调制：其他类型的载波调制：三角波、锯齿波等三角波、锯齿波等第四张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#56.0 概述概述 连续波模拟调制连续波模拟调制v一、连续波模拟调制一、连续波模拟调制载波是连续的等幅正弦波：载波是连续的等幅正弦波：v0=V0cos(0t+)第五张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#66.0 概述概述 脉冲调制脉冲调制v二、脉冲调制二、脉冲调制脉冲模拟调制：脉冲模拟调制：采样采样：利用脉冲序列信号对调制
5、信号进行采样，得到一：利用脉冲序列信号对调制信号进行采样，得到一个时间上离散的调制信号；个时间上离散的调制信号；控制控制：用各离散时刻调制信号的采样值去控制脉冲序列：用各离散时刻调制信号的采样值去控制脉冲序列信号的参量。信号的参量。脉冲数字调制：简称脉冲数字调制：简称 PCM 调制调制采样和量化采样和量化：将模拟信号经过采样变成时间上离散的信：将模拟信号经过采样变成时间上离散的信号；再通过量化变成取值上离散的数字信号。号；再通过量化变成取值上离散的数字信号。编码编码：对这种数字信号进行编码处理就变成脉冲数字调：对这种数字信号进行编码处理就变成脉冲数字调制信号。制信号。传输传输：基带传输；载波传
6、输：基带传输；载波传输(二次调制二次调制)第六张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#76.0 概述概述 脉冲调制脉冲调制第七张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#86.1 频谱搬移电路的特性v频率变换：频率变换：输出信号中产生了新的频率分量输出信号中产生了新的频率分量v实现方法：实现方法：非线性电路非线性电路v频率变换分类：频率变换分类：线性频率变换线性频率变换(频谱搬移频谱搬移)：频率变换前后的频谱结构不变，频率变换前后的频谱结构不变，仅仅是输入信号的频谱无失真地在仅仅是输入信号的
7、频谱无失真地在频率频率轴上搬移轴上搬移振幅调制振幅调制振幅解调：检波振幅解调：检波混频混频非线性频率变换非线性频率变换角度调制与解调角度调制与解调第八张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#96.1 频谱搬移电路的特性频谱搬移电路的特性频谱搬移电路可用非线性器件构成的频谱搬移电路可用非线性器件构成的乘法器乘法器实现实现 0 i振幅调制振幅调制振幅解调振幅解调混频混频 0 0 0 0第九张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#106.2 振幅调制原理v一、概述一、概述振幅调制：振幅调制：A
8、mplitude Modulation标准标准振幅振幅调制调制 AM(Standard AM)双边带双边带振幅振幅调制调制 DSB(Double Sideband AM)又称抑制载波调幅又称抑制载波调幅 DSB-SC(Suppressed Carrier AM)单边带单边带振幅振幅调制调制 SSB(Single Sideband AM)残留边带残留边带振幅振幅调制调制 VSB(Vestigial Sideband AM)例例:中波电台：中波电台：AM，535 1605 kHz，带宽，带宽 9 kHz 短波电台：短波电台：AM，2 26 MHz，非连续；短波通信，非连续；短波通信 SSB 长波电
9、台：长波电台：AM，150 284 kHz 电视广播：电视广播：VSB第十张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#116.2 振幅调制原理振幅调制原理 普通调幅波普通调幅波(AM)的性质的性质v二、普通调幅波二、普通调幅波(AM)的性质的性质1.数学表达式数学表达式调制信号调制信号：设为单频余弦信号：设为单频余弦信号 v =V cos t载波载波：v0=V0cos 0t，且载波的角频率，且载波的角频率 0 调制信号幅度：调制信号幅度：调幅指数调幅指数或或调幅度调幅度AM 信号表达式信号表达式：理论框图：理论框图：注意，实际上用各种非线性电路
10、实现注意，实际上用各种非线性电路实现第十一张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#126.2 振幅调制原理振幅调制原理 普通调幅波普通调幅波(AM)的性质的性质2.波形图波形图调幅度调幅度ma=1：100%调制；调制；ma 1：过调制：过调制；V0maV0VmaxVmin(1+ma)V0(1-ma)V0maV0据据 AM 实际电路，截止失真，无输出实际电路，截止失真，无输出第十二张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#136.2 振幅调制原理振幅调制原理 普通调幅波普通调幅波(AM)的性
11、质的性质实际实际 AM 信号信号上调幅度上调幅度下调幅度下调幅度3.频谱及带宽频谱及带宽含有：含有：载频、上边频、下边频载频、上边频、下边频V0第十三张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#146.2 振幅调制原理振幅调制原理 普通调幅波普通调幅波(AM)的性质的性质单频调制时的单频调制时的带宽带宽B=2 多频调制时的多频调制时的带宽带宽B=2 max例如语音信号：例如语音信号：3003400Hz，则调幅波的带宽为则调幅波的带宽为 6800Hz；故相邻两电台载频间隔必须故相邻两电台载频间隔必须大于大于6800Hz，通常取，通常取 9kHz第
12、十四张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#156.2 振幅调制原理振幅调制原理 普通调幅波普通调幅波(AM)的性质的性质4.功率关系功率关系以单频调制为例以单频调制为例载波功率：载波功率：上下边频功率：上下边频功率：双边频总功率：双边频总功率：AM信号总功率：信号总功率：可见，总功率中信号部分最多占可见，总功率中信号部分最多占 1/3，效率很低，效率很低第十五张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#166.2 振幅调制原理振幅调制原理 普通调幅波普通调幅波(AM)的性质的性质例例：已知
13、已调幅信号的频谱图如图所示。已知已调幅信号的频谱图如图所示。1)写出已调信号电压的数学表达式写出已调信号电压的数学表达式2)计算在单位电阻上消耗的边带功率和总功率以及已调计算在单位电阻上消耗的边带功率和总功率以及已调波的频带宽度。波的频带宽度。解解：1)根据频谱图知为根据频谱图知为 AM 波波 f0=1000 kHz F=1000.1-1000=100 Hz2V0.3V0.3V1031000.1f(kHz)999.9第十六张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#176.2 振幅调制原理振幅调制原理 普通调幅波普通调幅波(AM)的性质的性质2
14、)计算在单位电阻上消耗的边带功率和总功率以及已调计算在单位电阻上消耗的边带功率和总功率以及已调波的频带宽度。波的频带宽度。载波功率：载波功率：双边带功率：双边带功率：总功率：总功率：已调波的频带宽度：已调波的频带宽度：2V0.3V0.3V1031000.1f(kHz)999.9第十七张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#186.2 振幅调制原理振幅调制原理 抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波v三、抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波三、抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波1.抑制载波的双边带调幅波抑制
15、载波的双边带调幅波(DSB-SC)仅传送上、下边带而仅传送上、下边带而抑制载波抑制载波。优点：功率效率得到提高。优点：功率效率得到提高。框图：框图：调制信号：设为调制信号：设为 v =V cos t载波：载波：v0=V0cos 0t 表达式：表达式：带宽带宽：同：同 AM 相同，相同，B=2 max第十八张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#196.2 振幅调制原理振幅调制原理 抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波波形及频谱图波形及频谱图第十九张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第
16、6 章 调幅、检波与混频Page#206.2 振幅调制原理振幅调制原理 抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波2.单边带调幅波单边带调幅波(SSB)仅传送仅传送一个边带一个边带（上、下）的调制方式。（上、下）的调制方式。简单起见，假设调制信号为单一频率信号简单起见，假设调制信号为单一频率信号上边带调制信号：上边带调制信号：vUSB(t)=V0 cos(0+)t下边带调制信号：下边带调制信号：vLSB(t)=V0 cos(0-)t波形：波形：SSB 信号的包络不再反映信号的包络不再反映调制信号的变化规律。调制信号的变化规律。带宽带宽：B=max是是 DSB 带宽
17、的一半。带宽的一半。优点：提高了信道利用率。优点：提高了信道利用率。第二十张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#216.2 振幅调制原理振幅调制原理 抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波3.残留边带调幅波残留边带调幅波(VSB)是介于是介于 AM 与与 SSB 之间之间的一种折衷调制方式。的一种折衷调制方式。比比 SSB 实现起来容易；实现起来容易；解调电路简单。解调电路简单。带宽带宽比比 SSB 带宽略大。带宽略大。例：电视系统中的图象例：电视系统中的图象信号就采用信号就采用 VSB 调制调制第二十一
18、张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#226.2 振幅调制原理振幅调制原理 抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波抑制载波的双边带调幅波与单边带调幅波例例：有两个已调波电压，其表示式分别为：有两个已调波电压，其表示式分别为问：问：两者各为何种已调波，分别计算消耗在单位电阻上的边频功率、两者各为何种已调波，分别计算消耗在单位电阻上的边频功率、平均功率及频谱宽度。平均功率及频谱宽度。AMDSB第二十二张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#236.3 振幅调制方法与电路v一、概述一、概述按输
19、出功率的高低：按输出功率的高低：高电平调幅：高电平调幅：通常在发射机的最后一级通常在发射机的最后一级V0+Kv(t)控制丙类功率放大器，基极调幅、集电极调幅控制丙类功率放大器，基极调幅、集电极调幅仅用于仅用于 AM效率高效率高低电平调幅：低电平调幅：通常在发射机的前级通常在发射机的前级用于用于 AM、DSB、SSB 等等可实现较好的线性调制度和载波抑制度性能可实现较好的线性调制度和载波抑制度性能载漏：抑制载波调制的边带功率与载波功率比值载漏：抑制载波调制的边带功率与载波功率比值(dB)第二十三张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#246.
20、3 振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路v二、低电平调幅电路二、低电平调幅电路1.简单二极管调幅电路简单二极管调幅电路简化分析方法简化分析方法：随工作状态不同：随工作状态不同小信号：平方律调幅小信号：平方律调幅大信号：开关式调幅大信号：开关式调幅1)平方律调幅平方律调幅第二章第二章 幂级数分析法幂级数分析法二极管伏安特性：二极管伏安特性：其端电压近似为：其端电压近似为：平方项平方项(a2)产生所需上、下边频分量产生所需上、下边频分量 0 最有害分量最有害分量是三次项是三次项(a3)产生的产生的 0 2 该方法平方特性不理想，调制效率低，较少使用该方法平方特性不理想，调制效率低，较少使用第二十四
21、张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#256.3 振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路2)开关式调幅开关式调幅第二章第二章 开关函数分析法开关函数分析法大信号状态大信号状态V0 V ，V0 0.5 VS1(t)：单向开关函数单向开关函数结果：直流、结果：直流、n 0 及各次谐波、及各次谐波、(2n+1)0 等等优点：结果中不含优点：结果中不含 0 2 项，其他无用成分容易滤除项，其他无用成分容易滤除如果要实现如果要实现DSB，需去除载波，可采用平衡调制器，需去除载波，可采用平衡调制器第二十五张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电
22、子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#266.3 振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路2.平衡调制器平衡调制器产生产生DSB(SSB)的基本电路的基本电路第二章第二章 二极管平衡相乘器二极管平衡相乘器仅含仅含 、(2n+1)0 第二十六张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#276.3 振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路3.环形调制器环形调制器第二章第二章 双平衡相乘器双平衡相乘器S(t)：双：双向开关函数向开关函数结果中仅含结果中仅含(2n+1)0 第二十七张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅
23、、检波与混频Page#286.3 振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路4.模拟相乘器调幅电路模拟相乘器调幅电路第二十八张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#296.3 振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路5.产生单边带信号的方法产生单边带信号的方法1)滤波法滤波法要求滤波器过渡带很陡峭要求滤波器过渡带很陡峭在高频上，常用多次调制在高频上，常用多次调制实现实现SSB0.3k3kIIIIIIIVIIII100k0.6k10M200.6k第二十九张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#306
24、.3 振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路2)相移法相移法单频调制单频调制的下边带信号的展开式为的下边带信号的展开式为可得相移法框图可得相移法框图非单频调制信号时，非单频调制信号时，应是宽频相移器，应是宽频相移器，不易实现。不易实现。第三十张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#316.3 振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路3)修正的移相滤波法修正的移相滤波法两个移相器工作在单频情况，易于实现两个移相器工作在单频情况，易于实现cos tcos tcos 1tsin 1tcos(1-)tsin(1-)tcos 2tsin 2tcos(1-)
25、t cos 2tsin(1-)t sin 2tcos(1 2-)t第三十一张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#326.3 振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路v三、高电平调幅电路三、高电平调幅电路V0+Kv(t)控制丙类功率放大器，故仅用于控制丙类功率放大器，故仅用于 AM集电极调幅、基极调幅集电极调幅、基极调幅1.集电极调幅集电极调幅调制信号加在集电极电压上调制信号加在集电极电压上要求工作在过压状态要求工作在过压状态过压过压 临界临界 欠压欠压 VCC VCmIcm1IC0VCTv+-0 0第三十二张，PPT共六十九页，创作于2022
26、年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#33VCTv+-0 06.3 振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路有效电源电压有效电源电压过压时，输出电压信号幅度接近电源电压过压时，输出电压信号幅度接近电源电压集电极有效电源的总平均功率集电极有效电源的总平均功率平均输出功率平均输出功率集电极耗散功率集电极耗散功率第三十三张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#346.3 振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路2.基极调幅基极调幅调制信号加在基极电源电压上调制信号加在基极电源电压上要求工作在欠压状态要求工作在欠压状态 欠压欠压 临界临
27、界 过压过压 -VBBVCmIcm1IC0 0 0第三十四张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#356.4 振幅解调(检波)原理与电路v一、概述一、概述解调：解调：检波检波，调制的逆过程。从已调波中恢复调制信号。，调制的逆过程。从已调波中恢复调制信号。原理原理：通过非线性电路，实现频谱搬移。通过非线性电路，实现频谱搬移。分类：分类：包络检波包络检波：仅适合仅适合 AM 信号信号同步检波同步检波：可用于所有类型可用于所有类型需要本地载波需要本地载波需要本地载波需要本地载波第三十五张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6
28、 章 调幅、检波与混频Page#366.4 振幅解调振幅解调(检波检波)原理与电路原理与电路v二、二极管包络检波器二、二极管包络检波器原理：利用二极管单向导电性和原理：利用二极管单向导电性和RC 电路的充放电过程电路的充放电过程分类：串联型、并联型分类：串联型、并联型（信源、二极管、负载）信源、二极管、负载）1.二极管峰值包络检波器工作原理二极管峰值包络检波器工作原理RLC 低频负载，高频滤波；低频负载，高频滤波；第三十六张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#376.4 振幅解调振幅解调(检波检波)原理与电路原理与电路v二、二极管包络检波
29、器二、二极管包络检波器原理：利用二极管单向导电性和原理：利用二极管单向导电性和RC 电路的充放电过程电路的充放电过程分类：串联型、并联型分类：串联型、并联型（信源、二极管、负载）信源、二极管、负载）1.二极管峰值包络检波器工作原理二极管峰值包络检波器工作原理RLC 低频负载，高频滤波；低频负载，高频滤波；vD 0 时，时，D导通，导通，vS 对对C 迅速充电迅速充电，时间常数为，时间常数为 rDCvD VR tVim(1-ma)VimVR第四十一张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#426.4 振幅解调振幅解调(检波检波)原理与电路原理与
30、电路 非线性失真非线性失真原因：原因：检波二极管的检波特性的检波二极管的检波特性的非线性引起的失真非线性引起的失真R 越大，非线性影响越小越大，非线性影响越小 频率失真频率失真在调制信号频率在调制信号频率 上，耦合电容上，耦合电容 CC 应为短路，检波电容应为短路，检波电容 C 应为开路；否则，将产生频率失真。应为开路；否则，将产生频率失真。要求：要求：通常：通常：CC F、C 0.01 F第四十二张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#436.4 振幅解调振幅解调(检波检波)原理与电路原理与电路3.实际电路举例实际电路举例检波二极管：正向
31、电阻小，反向电阻大；结电容小。选用点接触型锗二极管。负载电阻：为防止出现负峰切割失真，电阻分为两部分。同时，电阻R2 调节音量负载电容：取值足够大。为了更好的滤波，电容也分为两部分。二极管正向偏压：由电阻分压得到，抵消二极管的截止电压 VD三极管偏置电压：检波输出过大时，直流电压VC3 增加，改变三极管工作点，降低增益。680 10kR4C320 82kR36V中放级中放级末级回路末级回路至低放至低放D2AP95100pC1R1C2R24.7kCd+30 5100pR5C4C5第四十三张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#446.4 振幅
32、解调振幅解调(检波检波)原理与电路原理与电路例：例：检波器如图。要求检波器的检波器如图。要求检波器的等效输入电阻等效输入电阻 Rid 5k 时，不时，不产生产生惰性失真惰性失真和和负峰切割失真负峰切割失真。请选择各元件值。已知。请选择各元件值。已知 F：300 3000 Hz；载频；载频 465 kHz；二极管正向导通电阻；二极管正向导通电阻 Rd 100，低放输入，低放输入阻抗阻抗 Rg 2k，调制指数，调制指数 ma 0.3。解：解：工程估算方法工程估算方法负峰负峰切割切割失真失真惰性惰性失真失真输入输入电阻电阻或或第四十四张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章
33、 调幅、检波与混频Page#456.4 振幅解调振幅解调(检波检波)原理与电路原理与电路v三、同步检波器三、同步检波器乘积型同步检波：可用于各种调幅波的解调乘积型同步检波：可用于各种调幅波的解调叠加型同步检波：主要用于叠加型同步检波：主要用于DSB、SSB 的的解调解调1.乘积检波器乘积检波器信源信源：设为：设为DSB v1=V1cos tcos 0t本地振荡本地振荡：v0=V0cos(0t+)乘积乘积：输出输出：可见，本地振荡必须与载波同步，即可见，本地振荡必须与载波同步，即同频同相同频同相第四十五张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#
34、466.4 振幅解调振幅解调(检波检波)原理与电路原理与电路2.二极管同步检波电路二极管同步检波电路该电路属于该电路属于叠加型同步检波叠加型同步检波信源：设为信源：设为 DSB 信号信号 vs=Vsmcos tcos 0t本地振荡：本地振荡：vr=Vrmcos 0t和信号为：和信号为：若若 Vsm Vrm，和信号就是一个，和信号就是一个AM 调幅波调幅波通过包络检波就可取出调制信号。通过包络检波就可取出调制信号。第四十六张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#476.4 振幅解调振幅解调(检波检波)原理与电路原理与电路实际电路常采用平衡调制
35、器实际电路常采用平衡调制器采用了平衡对消技术，采用了平衡对消技术，消除了输出解调电压消除了输出解调电压中中 2 及其以上各偶及其以上各偶次谐波失真分量。次谐波失真分量。第四十七张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#486.4 振幅解调振幅解调(检波检波)原理与电路原理与电路3.本地振荡信号的产生本地振荡信号的产生1)发射机发送发射机发送导频信号导频信号，如，如 SSB 常用此方式常用此方式2)对于对于 DSB，可以用导频，也可从已调信号中恢复，可以用导频，也可从已调信号中恢复平方法恢复载波平方法恢复载波锁相环法恢复载波锁相环法恢复载波平方
36、律运平方律运算器算器viBPF2 0BPF 0二分频二分频v1v2v3vr第四十八张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#496.4 振幅解调振幅解调(检波检波)原理与电路原理与电路4.单边带信号的接收单边带信号的接收过程与发射端相反过程与发射端相反发射端：发射端：接收端：接收端：要求本振频率稳定要求本振频率稳定要求各环节线性好、回路选择性好要求各环节线性好、回路选择性好使用乘积检波器使用乘积检波器 f f，f：语：语言言 80Hz，电报，电报 35Hz第四十九张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与
37、混频Page#506.5 混频器原理及电路v一、概述一、概述1.混频器的作用与组成混频器的作用与组成混频混频(变频变频)：保持调制规律不变，将输入已调信号的载：保持调制规律不变，将输入已调信号的载波频率由波频率由 fs 变成一个变成一个(固定的中间频率固定的中间频率)中频中频 fi 的过程。的过程。混频器混频器：由单独的振荡器提供本地振荡信号；：由单独的振荡器提供本地振荡信号；他激混频他激混频变频器变频器：本地振荡与混频在同一级电路完成；：本地振荡与混频在同一级电路完成；自激混频自激混频上混频：上混频：fi =fl +fs；fl 为本机振荡频率为本机振荡频率下混频：高本振下混频：高本振 fi
38、=fl -fs，低本振，低本振 fi =fs -fl 中波广播波段信号载波的频率为中波广播波段信号载波的频率为 535 kHz 1605 kHz，广播接收机中本地振荡的频率相应为广播接收机中本地振荡的频率相应为 1 2.070 MHz，在混频器中两者频率相减，输出的频率等于中频频率：在混频器中两者频率相减，输出的频率等于中频频率：(1000 2070)-(535 1605)=465 kHz (高本振下混频高本振下混频)第五十张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#516.5 混频器原理及电路混频器原理及电路组成：组成：信号相乘电路、本地振荡
39、器和带通滤波器信号相乘电路、本地振荡器和带通滤波器第五十一张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#526.5 混频器原理及电路混频器原理及电路优点：优点：提高接收机灵敏度、选择性和稳定性提高接收机灵敏度、选择性和稳定性便于调谐和选台便于调谐和选台波段工作时，质量指标一致性好波段工作时，质量指标一致性好2.混频器的性能指标：混频器的性能指标：1)混频增益混频增益混频器输出的中频信号与输入的高频信号之间的关系。混频器输出的中频信号与输入的高频信号之间的关系。2)噪声系数噪声系数3)选择性：选择性：选出有用的中频信号而滤除其他信号的能力选出有用的
40、中频信号而滤除其他信号的能力4)非线性干扰：非线性干扰：组合频率干扰、交调干扰、互调干扰组合频率干扰、交调干扰、互调干扰第五十二张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#536.5 混频器原理及电路混频器原理及电路3.混频器电路类型混频器电路类型按处理方式划分按处理方式划分乘积型混频器乘积型混频器叠加型混频器叠加型混频器按非线性器件划分按非线性器件划分晶体三极管混频器晶体三极管混频器：有一定的混频增益：有一定的混频增益场效应管混频器场效应管混频器：交调、互调干扰少：交调、互调干扰少二极管平衡二极管平衡(环形环形)混频器混频器：动态范围大、组合
41、频率干扰少：动态范围大、组合频率干扰少模拟乘法器构成的混频器模拟乘法器构成的混频器：动态范围大、频谱纯净：动态范围大、频谱纯净第五十三张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#546.5 混频器原理及电路混频器原理及电路v二、晶体三极管混频器二、晶体三极管混频器特点：特点：不需要大的本振信号不需要大的本振信号(50 200 mV)不需要大的输入信号不需要大的输入信号(mV)电路简单，有混频增益电路简单，有混频增益1.基本电路和工作原理基本电路和工作原理属于叠加型混频器属于叠加型混频器输入回路工作于输入回路工作于 s输出回路工作于输出回路工作于
42、 I vBE=VBB+v0+vs v0 vs第二章第二章 线性时变电路分析线性时变电路分析第五十四张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#556.5 混频器原理及电路混频器原理及电路总电流总电流 静态时变电流静态时变电流+时变跨导时变跨导 小信号电压小信号电压当当 vs=Vs cos st 时时当当 vs=Vs(1+macos t)cos st 时时变频跨导变频跨导第五十五张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#566.5 混频器原理及电路混频器原理及电路2.晶体三极管混频器等效电路晶体
43、三极管混频器等效电路输出匹配时，输出匹配时，goc=gL可得到可得到最大混频增益最大混频增益 Sbgcerbb b cb ccCb egcvb egb e Ivs+vI第五十六张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#576.5 混频器原理及电路混频器原理及电路四种常用的晶体三极管混频器电路形式四种常用的晶体三极管混频器电路形式 本振电压注入方式不同；本振电压注入方式不同；(对信号对信号)三极管组态不同。三极管组态不同。(a)本振电压由基极注入，本振电压由基极注入，需要本振提供的功率小；需要本振提供的功率小；信号电压对本振的影响大。信号电压对
44、本振的影响大。(b)本振电压由发射极注入，本振电压由发射极注入，需要本振提供的功率大；需要本振提供的功率大；信号对本振影响小。信号对本振影响小。(c)、(d)都是共基极电路，都是共基极电路，工作频率高、稳定性好；工作频率高、稳定性好；在较低频率时，变频增益低，输入阻抗也较低。在较低频率时，变频增益低，输入阻抗也较低。第五十七张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#586.5 混频器原理及电路混频器原理及电路3.晶体三极管混频晶体三极管混频(变频变频)器的实际电路器的实际电路混频混频，采用了本振与信号各自由发射极、基极注入方式，采用了本振与信
45、号各自由发射极、基极注入方式V2：电感三点式振荡器输入回路与耦合变压器V1：完成混频功能中频输出回路：调谐在中频465 kHz第五十八张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#596.5 混频器原理及电路混频器原理及电路变频变频输入选频回路：取出要收听电台的信号 vs，经变压器耦合从晶体管基极注入。中频回路：由 L5 和 1000pF 电容组成，取出中频电压输出。通常称中频输出回路叫中周变压器，简称中周变压器耦合反馈式本地振荡器：由 L3 和L4 组成。L3 对中频呈现阻抗很小，对中频输出的影响可以忽略。变频器形式电路：本地振荡器和混频同由一
46、只晶体管完成。第五十九张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#606.5 混频器原理及电路混频器原理及电路v四、晶体二极管混频器四、晶体二极管混频器二极管混频器与二极管调制器关系二极管混频器与二极管调制器关系电路形式相同电路形式相同工作原理相同工作原理相同用途不同：用途不同：混频器输入信号和本振电压都是高频，输出混频器输入信号和本振电压都是高频，输出为中频。为中频。性能指标的要求不同：性能指标的要求不同：如二极管混频器应选用肖特基低如二极管混频器应选用肖特基低噪声混频二极管，高频变压器应采用传输线变压器噪声混频二极管，高频变压器应采用传输线
47、变压器分类：分类：单二极管混频器单二极管混频器二极管平衡混频器二极管平衡混频器二极管环形混频器二极管环形混频器第六十张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#616.5 混频器原理及电路混频器原理及电路优点：优点：动态范围大动态范围大线性好线性好(环形调制器环形调制器)工作频率高工作频率高 S S I I S I第六十一张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#626.5 混频器原理及电路混频器原理及电路v六、混频器的干扰六、混频器的干扰原因：原因：非线性电路非线性电路产生需要的产生需要的中
48、频信号中频信号，但同时也产生了，但同时也产生了输入输入信号、本振信号、干扰信号信号、本振信号、干扰信号的各种组合频率，如果这些的各种组合频率，如果这些组合频率落入中频范围内，会同中频信号一起输出。检组合频率落入中频范围内，会同中频信号一起输出。检波后，产生哨叫声或嘈杂的干扰声。波后，产生哨叫声或嘈杂的干扰声。类型：类型：有用信号与本振信号产生的有用信号与本振信号产生的哨声干扰哨声干扰外来干扰与本振形成的外来干扰与本振形成的组合副波道干扰组合副波道干扰干扰信号对有用信号的干扰信号对有用信号的交叉调制干扰交叉调制干扰两个干扰信号与本振形成的两个干扰信号与本振形成的互调干扰互调干扰另外：另外：强干扰
49、对混频器形成的强干扰对混频器形成的阻塞干扰阻塞干扰混频器特有混频器特有混频器特有混频器特有非线性干扰非线性干扰非线性干扰非线性干扰非线性干扰非线性干扰第六十二张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#636.5 混频器原理及电路混频器原理及电路一、有用信号与本振产生的组合频率干扰一、有用信号与本振产生的组合频率干扰例如中波广播接收机：例如中波广播接收机：中频信号：中频信号：465 kHz；带宽：；带宽：4.5 6 kHz输入：输入：535 1605 kHz；则本振为：；则本振为：1000 2070 kHz；设一电台信号为：设一电台信号为：93
50、1 kHz，则相应的本振为：，则相应的本振为：1396 kHz但组合频率但组合频率 2fSf0 29311396466 kHz也在中频带宽范围内，通过检波器最终产生也在中频带宽范围内，通过检波器最终产生 1 kHz 的尖叫的尖叫声，称为声，称为哨声干扰哨声干扰。信号与本振的组合频率：信号与本振的组合频率：fpq pf0 qfS ；p,q 0中频：中频：fI f0fS，BW2 f除中频外，以下组合频率分量会形成干扰：除中频外，以下组合频率分量会形成干扰：第六十三张，PPT共六十九页，创作于2022年6月通信电子线路 第 6 章 调幅、检波与混频Page#646.5 混频器原理及电路混频器原理及电