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1、第九章振幅调制与解调,9-1 调幅的方法与电路1 9-2 单边带调制1 9-3 振幅解调概述2 9-4 同步检波1 9-5 包络检波1 9-6 平方率检波3 9-7 检波电路实例1 9-8 正交幅度调制与解调0,重点： 掌握调幅信号的分类;各种调幅信号的波形、数学表达式、频谱图；各种调幅方法；各种调幅电路；检波的作用、检波方法；实际检波电路的分析与讨论。 难点： 晶体管调幅的工作原理及实际电路分析，实际调幅电路、检波电路的读图。,9-1 调幅的方法与电路1,调制与解调电路是通信、广播、测量等系统中的基本电路之一。 频率变换电路(非线性电路)。 调制的其他应用： 如直流放大器。,一、乘法器调幅
2、(图9-1 p281) 四象限乘法器,实际典型值： vc(60mv)、v (300mv)、载波抑制60dB。,二、OTA调幅电路 (图9-2 p282)可控跨导电路,三、开关型调幅电路,要求：VcV 即：vc等效为开关函数 S(t),1双二极管平衡调幅电路(图9-3 p282),设： 二极管导通电阻为RD， 等效负载为RL 对于D1、D2： vc是共模信号， 在RL上相消; v是差模信号， vS(t)在RL上相加。,2二极管环型调幅电路 (图9-4 p283),i5= i1-i4 i6= i2-i3 i = i5-i6 = i1-i4-(i2-i3) = (i1-i2) - (i4-i3),(
3、i1-i2)同上 i = (i1-i2) - (i4-i3),3二极管环型调幅实例(图9-5 p284),四、晶体管调幅电路,基极(发射极)调幅： v控制基极(发射极)电压。 集电极(漏极)调幅： v控制集电极电压。 由选频网络选出vo (已调信号)。,1.基极调幅电路(发射极调幅电路)(图9-6 p284),vbe=VBB+v+vc =VBB+Vcost+Vccosot,v、vc幅度不同时： (1)v、vc均较小 采用幂级数法分析，产生调幅波。 (因非线性失真大，很少使用) (2)v较小(几mv几十mv)、 vc较大(几百mv) 采用时变参量法分析。 (3)v小(几mv)、vc大(0.51v
4、) 采用开关函数法分析。 调幅系数m1, 线性范围小。 (4)v、vc均较大(常用),工作于(甲乙类)欠压状态。工作=90o120o 过压工作时， v ce变化小 (图9-7 p285),基极调幅特点： (1)所需v功率小，用于小功率发射机； (2)m不可太大，否则易包络失真； (3)集电极效率低(欠压工作）,2.集电极调幅电路 v使集电极电源电压VCC发生变化，实现调幅。 (图9-8 p286),由 (图7-7 p218),可见： 在欠压区，输出的基波电压的幅度不随Vcc的 变化而变化。,集电极调幅特点： (1) 因过压工作，高(与m无关) 用于大功率调幅发射机。 (2) 要求v提供较大的驱
5、动功率。 (3) m较大时，调幅波非线性失真。,3多重调幅原理 (改善线性度) 实际工作中，基极、集电极调幅均有 非线性失真。 例：集电极调幅 VBB、Vcc不变 当Vcemin随Vcc(t)减小时, Ic1下降过快，呈非 线性关系。 解决方法： Vcc(t)减小时，Vbemax相应减小； Vcc(t)增大时，Vbemax相应增大。 即： Vbemax与Vcc(t) 按相同的调制规律变化 (双重调幅)。,(1)采用自给偏压电路 (图9-9 p287),VBB = -Ib0Rb 在过压区： V, Vcc(t), Ib0(VBB 反向 ), Vbe V, Vcc(t), Ib0(VBB 反向 ),
6、 Vbe,(2)采用双重调幅电路,集电极基极双重调幅 集电极调幅时，部分v调制基极偏压，使： Vcc(t)时，Vbe(t)同时； Vcc(t)时，Vbe(t)同时。 集电极集电极双重调幅(p391 图13-1) 对相邻的末前级和末级，采用相同的v同时 进行集电极调幅。即： 末级Vcc(t)时,Vbe(t)末前级的Vcc(t) 末级Vcc(t)时,Vbe(t)末前级的Vcc(t),9-2 单边带调制1,一、特点: 1.压缩频带； 2.节省功率； 3.受传播条件(衰落和相移)的影响小； 4.设备复杂。,二、单边带产生方法 (一)滤波法 (图9-10 p288),难点：接近理想的带通滤波器难以实现。
7、 解决： 1. 频率由低(相对带宽)大到高 ,多级相乘和滤波; 2. 采用VSB。,(二)相移法 (图9-11 p289),难点：多频工作时,调制信号的宽带 相移难以实现。,演示,三、残留边带调幅 (VSB),(图9-12 p289),9-3 振幅解调概述2,检波过程 示意图 (图9-13 p290),1同步检波 (乘法检波) 可解调所有调幅信号，且DSB必须采用同步 检波, SSB、VSB一般采用同步检波。 2(峰值)包络检波(大信号工作) 一般用于解调AM调幅信号。 3平均值包络检波 一般用于解调AM。 4平方率检波(小信号工作) vAM0.2V, 一般用于解调AM。 工作于非线形状态，幂
8、级数展开，含有 平方项，由低通滤出调制信号。因失真较大， 使用较少。,9- 4 同步检波1,一、概述 (图9-14 p291),讨论：令 K=1 /2 (KVrm) 1.vr与vc(发端载波) 同频、同相(= 0,= 0) 则：vo= KVs(t) 2.vr与vc 同频、不同相 (= 0,0) 则：vo= KVs(t)cos 因为：cos1(常数), v1()幅度下降，无失真。 注意: /2 3.vr与vc 不同频、同相 (0,= 0) 则：vo= KVs(t) cos t cos t 随时间变化，失真。,二、参考信号的产生,1.对语音等信号 (同步要求低） 直接提取vr(图9-15 p292
9、),2.对图象、数字等信号 (同步要求严格） 可采用锁相技术产生vr,三、叠加型同步检波器(图9-16 p292),四、典型电路,(图9-17 图9-18 p293),9-5 包络检波1,(图9-19 p294),要求： R RD , 可以保证: i充i放 ,即:充放,一、工作原理 (图9-20 p295),vs为已调信号, vo为包络检波信号 1. vs正半周的部分时间(90o) 二极管截止，C经R放电，放=RC R 很大 放很大, C上电压下降不多, vovs,循环往复, C上获得与包络(调制信号)相一致的电压波形, 有很小的起伏。 故称：包络检波。,二、指标分析,1.电压传输系数Kd,理
10、想：R RD , 0, Kd=1 实际例： R=5.1k, RD=100时：33o, Kd0.84 R=4.7k, RD=470时：55o, Kd0.55 通常取：Kd= 0.5(-6dB)来估算检波器传输效率,2. 输入电阻Ri,经推导：Ri=R/(2Kd) 理想：Kd=1时，Ri= R/2 实际：Kd1 ，Ri更大 (对前级有利)。,3.非线性失真,(a)惰性失真(图9-21 p297),由图可见，不产生惰性失真的条件： vs包络在 A点的下降速率 C 的放电速率 即：,例： 广播收音机：R = 3.9K时 若：mmax= 0.8, Fmax= 5KHz 则：C 5000pF 电视接收机：
11、R = 3.9K时 若：mmax= 0.8, Fmax= 6MHz 则：C 5pF,(b)负峰切割失真 负峰切割失真示意(图9-22 p297),1. IDC IAC 无负峰切割失真 2. IDC IAC 有负峰切割失真 Cc为耦合电容(很大),直流 交流 RDC =R RAC= (RRL)/(R+RL) VDC =VsKd VAC= mVs Kd IDC =VDC /R IAC =VAC /RAC 由图, 不失真条件：IDC IAC,m (mR)/(1-m) 即： m、R较大时，要求 负载阻抗RL大。,例： m= 0.3, R= 4.7 k时， 要求：RL 2 k； m= 0.7, R= 4
12、.7 k时， 要求：RL7.05k；,负峰切割失真的改进(图9-23 p298):(1),RDC=R1+R2 RAC=R1+(R2RL)/(R2+RL)=R1+RAC 即： R1较大时，RAC的影响减小，不易产生 负峰切割失真。但R2过小时，V的幅度下降，一般取R1/R2= 0.10.2,(2)检波电路后接射随(Ri大), 即检波电路的RL大。 (3)晶体管和集成电路包络检波，为直接耦合 方式，不存在Cc,三、并联型二极管 包络检波 (图9-24 p298),Ri=R/3,四、高频数码信号的检波 ASK信号的包络检波(图9-25 p299),(1) tr (前沿失真) (2) tf (下降沿失
13、真),9-6 平方率检波3,一般要求：vAM0.2V, 仅用于解调AM。 工作于非线形状态，幂级数展开， 含有平方项，由低通滤出调制信号。 因失真较大，使用较少。,9-7 检波电路实例1,一、广播收音机中的检波电路(图9-26 p301),二、集成同步检波电路(图9-27 p301),9-8 正交幅度调制与解调0,正交幅度调制(图9-28 p302),正交幅度解调 (图9-29 p303),第九章 小结(1),9-1 调幅的方法与电路1 乘法器调幅、OTA调幅原理、开关型调幅电路、电路（基极和集电极调幅） 9-2 单边带调制1 单边带产生方法，滤波法和相移法 9-3 振幅解调概述2 理解检波过程 9-4 同步检波1 原理和注意事项（本地载波的同频、同相）,第九章 小结(2),9-5 包络检波1 原理、指标、非线性失真（惰性失真和负峰切割 失真） 9-6 平方率检波3 9-7 检波电路实例1 广播收音机中的检波电路 9-8 正交幅度调制与解调0,END,