[理学]CH5线性频谱搬移电路.ppt

振幅调制、解调、混频在发送、接收设备中的作用 第 5 章 线性频谱搬移电路 频谱搬移 振幅调制分为三种方式： 普通调幅方式（AM）：已调信号称为普通调幅信号 双边带调制（DSB）：已调信号称为双边带信号 单边带调制（SSB）：已调信号称为单边带信号 5.1 振幅调制的基本原理 1. 1 普通调幅波 AM波特点 不足： 频谱利用率低（有上/下边带） 能量利用率低（调制信号的幅度是变化的，ma也是变化的，通常ma ? 0.3，边带功率不足总功率的5%） AM调制易受干扰（工业干扰、天电干扰都是幅度干扰） 优势： 设备简单，技术难度低 1.2 抑制载波的双边带和单边带调幅波、VSB调幅 DSB波特点 AM波包络正比于调制信号uΩ的波形，DSB波包络正比于 ；在uΩ正半周，已调波的高频相位与载波同相，在uΩ负半周反相 DSB信号高频载波相位在调制电压零交点处要突变180o，呈现M型；（既调幅又调相） DSB波频谱相当于AM波频谱图中去掉载频分量后的频谱； 功率利用率高于AM 信号。 频谱仍然不经济，B=2Fmax。 单频调制时SSB信号波形、频谱及特点 SSB信号的特点 例5.2?：试画出下列调幅信号的频谱图，确定信号带宽，并计算在单位电阻上产生的功率。 1.3 调幅电路的组成模型 总 结 振幅调制有普通调幅信号(AM)、双边带(DSB)和单边带(SSB)调幅信号； AM信号频谱含有载频、上边带和下边带，其中上、下边带频谱结构反映调制信号频谱结构（下边带频谱与调制信号频谱成倒置关系），其表示式为：uAM=[Um+kau?(t)]cos(?ct) ，其振幅在载波振幅Um上下按调制信号u?(t)的规律变化，即已调波的包络直接反映调制信号的变化规律。 DSB信号频谱中含有上边带和下边带。没有载频分量，其表示式为：uDSB=kau?(t)cos(?ct)，其振幅在零值上下按调制信号u?(t)的规律变化，当u?(t)自正值或负值通过零值变化时，调幅信号波形均将发生180°的相位突变，其包络不再反映原调制信号的形状。 SSB信号频谱含有上边带或下边带分量，已调波波形的包络也不直接反映调制信号的变化规律。单边带信号一般由双边带信号除去一个边带而获得，采用的方法有滤波法和移相法。 5.2 振幅调制电路 5.2 振幅调制电路 5.2.2 低电平调幅电路 2、二极管双平衡相乘器 使用二极管平衡电路的注意事项 选用特性相同的二极管；用小电阻与二极管串联，使二极管等效正、反电阻彼此接近（但阻值不能太大，否则电流会减小，一般为几十至上百欧） 变压器中心抽头要对称，分布电容及漏感要对称（可采用双线并绕法绕制变压器，并在中心抽头处加平衡电阻） 应使二极管工作在理想开关状态，且其通断只取决于控制电压。（因此应选开关特性好的二极管，如热载流子二极管，控制电压要高于输入电压十倍以上） 5.2.3 高电平调幅电路 例3：在图示的各电路中，u?=U?m cos ?t，uC=UcmcosωCt，Ucm U?m ， ωC ? ，二极管伏安特性为从原点出发的折线，导通电导为gD，略去负载的反作用。试求各电路的输出电流i0，分析其电流分量，并说明哪些电路能实现双边带调制。 解：2） 小 结 非线性器件具有频率变换作用，其频率变换特性与器件的工作状态有关。当两个输入信号中的一个足够小时，非线性器件工作在线性时变状态，如果另一个输入信号幅度足够大，则非线性器件工作在开关状态。非线性器件工作在线性时变状态和开关状态（它是线性时变工作状态的一个特例），可减小无用组合频率分量，适宜作频谱搬移电路。 相乘器是频谱搬移电路的重要组成部分，目前在通信设备和其他电子设备中广泛采用二极管相乘器和差分对集成模拟相乘器，它们利用电路的对称性进一步减小了无用组合频率分量而获得理想的相乘结果。 调幅电路有低电平调幅电路和高电平调幅电路。在低电平级实现的调幅称为低电平调幅，它主要用来实现双边带和单边带调幅，广泛采用二极管环形相乘器和双差分对集成模拟相乘器。在高电平级实现的调幅称为高电平调幅，常采用丙类谐振功率放大器产生大功率的普通调幅波。 5.3 振幅检波电路 5.3.1 振幅解调基本原理 例5：大信号二极管包络检波器电路如图。输入回路的谐振频率f0=465kHz，无载谐振阻抗Re0= 12k?，检波负载 R = 6k? ，C1=0.01?F，二极管导通电阻 rD=50 ? 。若: 求输出电压，并检查是否会产生惰性失真。 5.3.3 同步检波电路 解：（设kd为检波效率） 小 结 振幅检波电路有二极管峰值包络检波电路和同步检波电路。由于AM信号含有载波，其包络变化能直接反映调制信号的变化规律，所以AM信号可采用电路很简单的二极管包络检