通信电路原理 第9章

3.vr与vc 不同频、同相 (△ω≠0,φ= 0)
则：vo= K'Vs(t) cos△ω t cos△ω 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)
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)
基极(发射极)调幅：
vΩ控制基极(发射极)电压。
集电极(漏极)调幅：
vΩ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+vΩ+vc =VBB+VΩcosΩt+Vccosωot
vΩ、vc幅度不同时：
(1)vΩ、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)vΩ较小(几mv~几十mv)、 vc较大(几百mv) 采用时变参量法分析。 (3)vΩ小(几mv)、vc大(0.5~1v) 采用开关函数法分析。 调幅系数m<<1, 线性范围小。 (4)vΩ、vc均较大(常用)
理想：Kd=1时，Ri= R/2
实际：Kd<1 ，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 = 3.9KΩ时 若：mmax= 0.8, Fmax= 5KHz 则：C ≤ 5000pF
§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(△ω= 0,φ= 0)
则：vo= K'Vs(t)
2.vr与vc 同频、不同相 (△ω= 0,φ≠0)
则：vo= K'Vs(t)cosφ 因为：cosφ≤1(常数), v1(Ω)幅度下降，无失真。 注意: φ ≠ ±π/2
工作于(甲乙类)欠压状态。φ工作=90o~120o 过压工作时， v ce变化小 (图9-7 p285)
基极调幅特点：
(1)所需vΩ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
vΩ使集电极电源电压VCC发生变化，实现调幅。 (图9-8 p286)
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 (图9-1 p281) 四象限乘法器
实际典型值： vc(60mv)、vΩ (300mv)、载波抑制60dB。
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:τ充<<τ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(φ<90o) 二极管导通，对C 充电，τ充=RDC ∵ R循环往复,很小，vo≈vs 很小 ∴τ充 C上获得与包络(调制信号)相一致 D 的电压波形, 有很小的起伏。 2. vs的其余时间(φ>90o) 故称：包络检波。 二极管截止，C经R放电，τ放=RC ∵ R 很大 ∴τ放很大, C上电压下降不多, vo≈vs
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：Vc>>VΩ 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; vΩ是差模信号， vΩS(t)在RL上相加。
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，η高(与m无关)
用于大功率调幅发射机。
(2) 要求vΩ提供较大的驱动功率。
(3) 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(Ωt)减小时, Ic1下降过快，呈非 线性关系。 解决方法： Vcc(Ωt)减小时，Vbemax相应减小； Vcc(Ωt)增大时，Vbemax相应增大。 即： Vbemax与Vcc(Ωt) 按相同的调制规律变化 (双重调幅)。
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)
(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
二、指标分析
1.电压传输系数Kd
理想：R >>RD , φ→0, Kd=1 实际例： R=5.1kΩ, RD=100Ω时：φ≈33o, Kd≈0.84 R=4.7kΩ, RD=470Ω时：φ≈55o, Kd≈0.55 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)
电视接收机：R = 3.9KΩ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 RDC =R VDC =VsKd IDC =VDC /R
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，VΩ的幅度下降， 一般取R1/R2= 0.1~0.2
(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
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。
交流 RAC= (RRL)/(R+RL) VAC= mVs Kd IAC =VAC /RAC
由图, 例： 不失真条件：IDC > IAC m= 0.3, R= 4.7 kΩ时， m < RAC/R=RL/(R+RL) 要求：RL≥ 2 kΩ； RL> (mR)/(1-m) m= 0.7, R= 4.7 kΩ时， 即： 要求：RL≥7.05kΩ； m、R较大时，要求 负载阻抗RL大。
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 (下降沿失真)
§9-6 平方率检波[3]
一般要求：vAM<0.2V, 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。
(二)相移法
(图9-11 p289)
演示
难点：多频工作时,调制信号的宽带 相移难以实现。
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) vAM<0.2V, 一般用于解调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。
(1)采用自给偏压电路 (图9-9 p287)
VBB = -Ib0Rb 在过压区： VΩ↓, Vcc(Ωt)↓, Ib0↑(VBB 反向↑ ), Vbe↓ VΩ↑, Vcc(Ωt)↑, Ib0↓(VBB 反向↑ ), Vbe↑
(2)采用双重调幅电路
①集电极—基极双重调幅 集电极调幅时，部分vΩ调制基极偏压，使： Vcc(Ωt)↓时，Vbe(Ωt)同时↓； Vcc(Ωt)↑时，Vbe(Ωt)同时↑。 ②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vΩ同时 进行集电极调幅。即： 末级Vcc(Ωt)↓时,Vbe(Ωt)[末前级的Vcc(Ωt)]↓ 末级Vcc(Ωt)↑时,Vbe(Ωt)[末前级的Vcc(Ωt)]↑
§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。 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。