第4章_振幅调制、解调与混频电路.ppt

第4章 振幅调制、解调与混频电路 4.1 频谱搬移电路的组成原理 4.2 相乘器电路 4.3 振幅调制与解调电路 4.1 频谱搬移电路的组成模型 4.1.1 调幅方式 4.1.2 振幅解调（检波） 4.1.3 混频器原理 4.2 相乘器电路 4.2.1 非线性器件相乘作用及其特性 4.2.2 双差分对平衡调制器和模拟相乘器 4.3 振幅调制与解调电路 4.3.1 振幅调制电路 4.3.2 振幅解调电路 本章小结 基极调幅电路 二、低电平调幅电路 一般置于发射机的初级，在功率电平较低的情况下进行调制，再由线性功率放大器放大调幅信号，得到所要求功率的调幅波。 二极管调幅电路 集成模拟乘法器调幅电路 单二极管调幅电路 二极管平衡调幅电路 二极管环路调幅电路 特点：电路简单，性能优越稳定，调整方便。 解调：从已调波中提取出调制信号的过程，调制的逆过程。解调又叫检波。振幅调制的解调叫振幅检波。 从频谱上看，解调也是一种信号频谱的线性搬移过程，是将高频端的信号频谱搬移到低频端。 解调过程是和调制过程相对应的，不同的调制方式对应于不同的解调。 振幅解调 包络检波 同步检波 乘积型同步检波 叠加型同步检波 包络检波：指解调器输出电压与输入已调波的包络成正比。由于只有AM信号的包络与调制信号成线性关系，因此包络检波只适用于AM波。 t 调幅波 调幅波频谱 ωc+Ω ωc-Ω ωc ω 输出信号频谱 Ω ω 包络检波输出 t 非线性电路 低通滤波器 t 调幅波 t 调幅波 t 调幅波 包络检波输出 t 包络检波输出 t 包络检波输出 t 例1 已知晶体二极管特性 二极管工作在线性时变状态 用图解法求 和 二极管完全受v1的控制。开关工作状态，是线性时变工作状态的一种特例。 足够小 足够大 半周余弦脉冲序列 单向开关函数 g(v)是一个常数gD, g(t)是一个矩形脉冲序列 gDV1m 单向开关函数，它的傅里叶级数展开式为： i中的组合频率分量进一步减少。 二极管开关等效电路 + - + - v1 v2 RD i D v1 v2 i 例2 差分对管中，恒流源I0与v2是线性关系，I0=A+Bv2，A、B均为常数，v1=V1mcosω1t，v2=V2mcosω2t。分析输出电流i=iC1-iC2中的频率分量。 解：根据三极管指数函数表达式 v2 I0受v2控制的差分对管 同理可得 所以 非理想相乘 令 其中， 差分对管的传输特性 v v 输出电流中仅有ω1以及ω1，ω2的和频与差频，实现理想相乘。 当 ，即 ，有近似公式 双向开关函数 v v1 VT VT v v x110是 的波形 当x1＞10时(V1m＞260 mV) ， 趋近于周期性方波，可近似用双向开关函数K2(ω1t)表示： i≈(A+BV2mcosω2t)K2(ω1t) K2(ω1t)中仅有ω1的奇次谐波分量，输出电流中含有ω1的奇次谐波分量以及 |±(2n-1)ω1±ω2| 分量(n=1, 2, 3, …)。  三、小结 调制、解调与混频电路是通信系统中的重要组成部分。从频域的角度来看，它们都被称为频率变换电路。 (1) 非线性元器件实现频率变换电路。 (2) 乘法器是频率变换电路中广泛应用的一种集成电路，它能够产生和频与差频信号。  (3) 非线性器件的输出是输入两信号频率的各次谐波的组合分量。 实际要求产生的组合频率分量只是其中极少数。 需要采取一些措施来减少或抑制输出频率中的无用组合分量。 平衡电路可抵消很大一部分无用频率分量，工作在线性时变状态的器件也可使输出无用频率分量大大减少。  一、双差分对平衡调制器 由三个基本的差分电路组成 缺点：(1) 输入信号动态范围较小； (2) 系数与温度有关→温度稳定性较差。 非线性函数相乘 实现理想相乘 (1) 问题： 的动态范围受到限制。怎样扩展 的动态范围？ 为任意值 非理想相乘（线性时变状态） (2) 实现开关工作 (3) ie 采用负反馈技术扩展 的动态范围 i5 i6 当 时，x的三次方及其以上各次方可忽略 所以 v2允许的最大动态范围为 集成平衡调制器（MC1496/1596） 三层晶体结