高频电子线路教材电子教案 第3章ppt课件.ppt

《高频电子线路教材电子教案 第3章ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章调幅、检波、混频3.1概述3.2实现频率变换的方法3.3振幅调制3.4调幅电路3.5检波电路3.6混频3.7数字振幅调制与解调3.1概述调制是通信系统中十分重要的环节。调制，就是在发射端将要传送的信号（基带信号）“加载”到高频振荡信号上的过程。调制分模拟调制与数字调制。模拟调制又根据载波是连续的正弦信号，还是离散的矩形脉冲序列，分正弦波调制和脉冲调制。在正弦波调制中，用基带信号去控制高频振荡信号的振幅为：调幅；用基带信号去控制高频振荡信号的频率为：调频；类似用基带信号控制高频振荡信号的相位为：调相。3.2实现频率变换的方法3.2.1利用非线性器件进行频率变换常见的进行频

2、率变换的非线性器件有二极管、三极管、场效应管等。非线性器件的特点是流过的电流与加在其上的电压之间的关系是非线性的，其特性曲线不是直线。二极管和三极管的输入特性是指数函数，场效应管的转移特性是二次函数。我们可以根据对频率变换的需求选择不同的元器件。我们可以通过对二极管的幂级数分析了解非线性电路进行频率变换的原理。设二极管的伏安特性为，二极管的静态工作点为U，则在该点附近的泰勒级数也叫幂级数的展开式为该式也可简化为式中假设，且取展开式的前三项，则展开式会出现的平方项，由三角函数我们知道会产生的新的频率成分。假若我们取前四项，会产生更多的新的频率成分。可见，非线性电路的幂级数展开式

3、中会出现平方项和更高的指数项，就会产生新的频率成分，滤掉无用的频率成分就可以得到我们想要的频率成分。如果我们想得到的不止是输入信号的谐波，我们还可以采用输入几个不同频率信号的方法。例如，有两个不同频率的电压同时加在二极管上，设U=0，则取前三项则有利用三角函数中的积化和差公式，可以分解出电流中的频率成分有直流成分、两个频率的基波分量、和频及差频分量，如果我们取更多的项，将有更多的频率分量。3.2.2利用模拟乘法器进行频率变换模拟乘法器的基本构成是差分对放大器，图3.2-1为恒流差分模拟乘法器的原理电路。晶体管的发射极电流与基射电压之间的关系为恒流源电流为若两个管子的特性完全一

4、致，，则忽略基极电流，同理可得图3.2-1恒流差分模拟乘法器若差摸输入电压远小于UT，则若将Ui作为第一输入电压Ux，将加在恒流源的晶体管基极上的电压作为第二输入电压Uy，当时，则则输出电压为可见，在UX远小于26mV；UY远大于Ube3时，便可完成两个信号的相乘。对于图3.2-1的电路，只有UY为正值电路才能工作，故相乘只在两个象限起作用，我们称之为两象限相乘器。3.3振幅调制振幅调制简称调幅。调制将涉及三个电压：（1）要传送的信号，该信号相对于载波属于低频信号。我们称之为调制信号。（2）高频振荡电压。我们称之为载波。（3）调制以后的电压。我们称之为已调波或调幅波。3.3.

5、1调幅波的基本概念及数学表达式1.调幅波的性质调幅就是载波的振幅随调制信号线性变化，换句话说就是用调制信号去控制载波的振幅。当调制信号为单频余弦波时，三个电压的波形如图3.3-1,调制信号电压用表示；载波电压用表示；调幅波电压用表示。图3.3-1由图3.3-1可见，载波为高频等幅、等频波，其频率远远高于调制信号的频率。调幅后，载波的频率不变，振幅随调制信号的大小变化。当调制信号达到最大值时，调幅波的振幅达到最大值，对应调制信号的最小值，调幅波的振幅最小。将调幅波的振幅连接起来，我们称之为“包络”可以看到包络与调制信号的变化规律完全一致。式中是一个与调幅电路有关的比例系数。叫调

6、幅系数，也叫调幅指数。它表示调幅波受调制信号控制的程度。显然，已调波的最大值为；已调波的最小值为。2.调幅波的数学表达式设调制信号为载波电压为则调幅波的数学表达式为由图3.3-1可导出例1.已知某调幅波的最大值为10V，最小值为6V，且调制信号为正弦波。求：（1）调幅系数；（2）定性画出调幅波的波形。解：（1）（2）波形如图3.的取值范围当时，调幅波的波形如图3.3-2图3.3-2当时，调幅波的波形如图3.3-3tuAM图3.3-3当时，调幅波的波形如图3.3-4（a）(b)uAMt（b）uAMt（a）图3.3-4这两种情况的包络均产生了严重的失真，我们称这两种情况为过调幅，

7、这样的已调波解调后，将无法还原原来的调制信号。由此我们可以得出结论：调幅系数的取值范围是4.调幅波的频谱该式表明，当调制信号为单频信号时，已调波中含有三个频率成分：载频、上边频、下边频。其中载波分量的振幅值为、上下边频分量的振幅值为。频谱图如图3.3-5。ωωUAMωCUCΩUΩ下边频上边频ωC-ΩωCωC+ΩωωC-ΩnωCωC+ΩnωΩ1Ω2ωωUAMUΩωCUC图3.3-6图3.3-5图3.3-6设调制信号为……则调幅波方程为频谱如图3.3-6。由图可见，调制信号频带被搬移到载频的两侧，形成上下边