3_斩波调幅

t
v(t)
O v(t)=vΩ(t)S1(t)=S1(t)VΩcosΩt
t
斩
一、斩波调幅原理
波
调
幅
1、不对称开关信号斩波调幅 vΩ(t) vΩ(t)=VΩcosΩt t
S1(t)=
+1 cosω0t≥0 0 cosω0t<0
O
S1(t) 1 O
t
v(t)
O v(t)=vΩ(t)S1(t)=S1(t)VΩcosΩt
v(t)
+ v1(t) D3 +
-
D2
- + + b + - D + 4
v(t) O
t
-
这样就实现了不对 称开关信号斩波调 幅。 本页完
继续
斩
2、二极管环形斩波调幅（对称开关） (1)电路的组成
波
调
幅
同理，利用二极 管的单向导电性， 四个二极管起到开 关作用。
二、实现斩波调幅的电路
2、二极管环形斩波调幅(对 称开关信号斩波调幅) (1)电路的组成 D1
2、对称开关信号斩波调幅 v(t)= (4/π)VΩcosΩtcosω0t -(4/3π)VΩcosΩtcos3ω0t +(4/5π)VΩcosΩtcos5ω0t+…
vΩ(t) O
t
S (t)= +1 cosω0t≥0 -1 cosω0t<0
斩
一、斩波调幅原理
▶斩波调幅原理结束页
波
调
vΩ(t)
幅
本内容学习结束，单击继续，继 vΩ(t)=VΩcosΩt 2、对称开关信号斩波调幅 续学习《实现斩波调幅的两种电路》 v(t)= (4/π)VΩcosΩtcosω0t 内容；单击返回，返回学习主页。 O t -(4/3π)VΩcosΩtcos3ω0t 返回 继续 +1 cosω0t≥0 +(4/5π)VΩcosΩtcos5ω0t+… S1(t)= -1 cosω0t<0 S1(t) 对称开关信号斩波调幅优点： 1 (1)经对称开关信号后，信 O 不对称开关信号的v(t) t 号v(t)已不包含ω0和Ω信号； v(t)=(1/2)VΩcosΩt (2)对比不对称开关信号的 vo(t) +(2/π)VΩcosΩtcosω0t v(t)表达式可知，对称开关信 -(2/3π)VΩcosΩtcos3ω0t 号的频谱中各分量的振幅均提 O +(2/5π)VΩcosΩtcos5ω0t+…t 高了1倍，那么(ω0Ω)双边带 信号的振幅也会提高1倍。 斩波调幅波的输出波形 本页完 继续
(2)开关工作过程分析
+ vΩ(t)
+ a D3
D2 D4
b
v (t) -
v1(t)
本页完 继续
斩
(2)开关工作过程分析 D1、D3导通D2、D4截止
波
调
幅
二、实现斩波调幅的电路
2、二极管环形斩波调幅(对 称开关信号斩波调幅) 当v1(t)a“+”b“-” 时， (1)电路的组成 D1、D3导通，D2、D4截 止，v (t)=+vΩ(t)。 D1
t
S1(t)= +1 cosω0t≥0 -1 cosω0t<0
t
t
v(t)=vΩ(t)S1(t)=S1(t)VΩcosΩt 本页完 继续
斩
一、斩波调幅原理
波
调
vΩ(t) O
幅
vΩ(t)=VΩcosΩt
2、对称开关信号斩波调幅
t
S1(t)= +1 cosω0t≥0 -1 cosω0t<0
S1(t) 1 O
一、斩波调幅原理
一、斩波调幅原理 1、不对称开关信号斩波调幅
波 S1(t)=1 时 调
v 幅Ω(t)送至带通滤波
器。v(t)=vΩ(t) 。
开关断开。 +
1、不对称开关信号斩波调幅 vΩ(t)
-
+ + 带通滤波器 v(t) (中心频率ω0) vo(t) -
开关信号S1(t)
斩波调幅器方框图
开关信号S1(t)控 制开关的通断。
斩
一、斩波调幅原理
vo的波形
波
调
vΩ(t)
幅
vΩ(t)=VΩcosΩt 2、对称开关信号斩波调幅 v(t)= (4/π)VΩcosΩtcosω0t O -(4/3π)VΩcosΩtcos3ω0t +1 cosω0t≥0 +(4/5π)VΩcosΩtcos5ω0t+… S1(t)= -1 cosω0t<0 S1(t) 利用三角函数的积化和差公 1 式变换上式可得v(t)中的频谱 O 有 (ω0+Ω)和(ω0-Ω)……，但不 存在Ω、 ω0 。 vo(t) 同理：把v(t)送至中心频率 为ω0，带宽的上限频为(ω0+Ω)、 下限频为(ω0-Ω)的带通滤波器， O 可取出(ω0Ω)双边带信号，输 出调幅信号。 斩波调幅波的输出波形
对S1(t)用傅立叶级数展开为
vΩ(t)
斩
一、斩波调幅原理
波
调
vΩ(t) O
幅
vΩ(t)=VΩcosΩt
1、不对称开关信号斩波调幅
t
S1(t)= +1 cosω0t≥0 0 cosω0t<0
S1(t) 1 O v(t)=(1/2)VΩcosΩt +(2/π)VΩcosΩtcosω0t -(2/3π)VΩcosΩtcos3ω0t
引言 本页完 返回
本 节 学 习 要 点 和 要 求
理
解
斩
波
调
幅
原
理
学会分析两种实际斩波调幅电路的工作过 程
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斩
波
调
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主Leabharlann 主页页斩波
调
幅
原
理
实现斩波调幅电路工作过程分析
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斩
v(t)
-
2、v1(t)是频率为 ω0的开关信号，其 振幅电压值比vΩ的 幅值VΩ大10倍以上。
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斩
(2)开关工作过程分析 四个管均导通，v(t)=0
波
调
幅
二、实现斩波调幅的电路
1、二极管电桥斩波调幅(不 对称开关信号斩波调幅) (1)电路的组成 A R1 D1 vΩ(t) + a + + B + v1(t)
+
vΩ(t)
-
O
S1(t) 1 O
开关信号S1(t)
斩波调幅器方框图 不对称开关脉冲的频率为ω0 。 通过频率为ω0的开关信号 S1(t)，把频率为Ω的调制信号 分割为频率ω0的脉冲信号 v(t) 。
此时输至带通滤波器输入端 的信号为一系列脉冲，频率为 ω0 。显然输出波形可以看成 是vΩ(t) 与S1(t)的乘积。 本页完 继续
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引言
所谓斩波调幅就是将所要传送的信号（低频成 分）vΩ(t)通过一个受载波频率ω0控制的开关电路 （斩波电路），使它的输出波形被“斩”为脉冲状， 脉冲状波的频率与载波频率ω0相同，因而包含ω0 Ω及各种谐波分量等。再通过中心频率为ω0的带通 滤波器，取出所需的调幅波输出，即实现了调幅。
vΩ(t)
斩
一、斩波调幅原理
2、对称开关信号斩波调幅 分析开关S(t)信号频谱 分析v(t)频谱
波
调 幅 对称开关信号即脉 冲信号正、负对称。
v (t)
Ω vΩ(t)=VΩcosΩt 对S1(t)用傅立叶级数展开为 2、对称开关信号斩波调幅
O vΩ(t)=VΩcosΩt +1 cosω0t≥0 S1(t)= -1 cosω0t<0 v(t)=vΩ(t)S1(t)=S1(t)VΩcosΩt S1(t) 1 S1(t)=(4/π)cosω0t O -(4/3π)cos3ω0t +(4/5π)cos5ω0t+… v(t) v(t)= (4/π)VΩcosΩtcosω0t -(4/3π)VΩcosΩtcos3ω0t +(4/5π)VΩcosΩtcos5ω0t+… O
t
t
t
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斩
一、斩波调幅原理
对称开关信号斩波调幅的优点
波
调
幅
vΩ(t)=VΩcosΩt
1 S1(t) 对称开关信号斩波调幅优点： 1 (1)经对称开关信号后，信 O 不对称开关信号的v(t) t 号v(t)已不包含ω0和Ω信号； v(t)=(1/2)VΩcosΩt (2)对比不对称开关信号的 vo(t) +(2/π)VΩcosΩtcosω0t v(t)表达式可知，对称开关信 -(2/3π)VΩcosΩtcos3ω0t 号的频谱中各分量的振幅均提 O +(2/5π)VΩcosΩtcos5ω0t+…t 高了1倍，那么(ω0Ω)双边带 信号的振幅也会提高1倍。 斩波调幅波的输出波形 本页完 继续
t
继续
斩
一、斩波调幅原理
分析开关S(t)信号频谱 分析v(t)频谱
波
调
幅
vΩ(t)=VΩcosΩt 1、不对称开关信号斩波调幅 vΩ(t)=VΩcosΩt O t +1 cosω t≥0 S1(t)= 0 cosω0 t<0 0 +1 cosω0t≥0 S1(t)= v(t)=vΩ(t)S1(t)=S1(t)VΩcosΩt S (t) 0 cosω0t<0 1 1 S1(t)=(1/2)+(2/π)cosω0t O -(2/3π)cos3ω0t t +(2/5π)cos5ω0t+… v(t) v(t)=(1/2)VΩcosΩt O t +(2/π)VΩcosΩtcosω0t -(2/3π)VΩcosΩtcos3ω0t v(t)=vΩ(t)S1(t)=S1(t)VΩcosΩt +(2/5π)VΩcosΩtcos5ω0t+… 本页完 继续
t
+(2/5π)VΩcosΩtcos5ω0t+…
继续
斩
一、斩波调幅原理
分析输出信号vo的获得和波形
波
调
幅
vΩ(t)=VΩcosΩt 1、不对称开关信号斩波调幅 v(t)=(1/2)VΩcosΩt O t +(2/π)VΩcosΩtcosω0t +1 cosω0t≥0 -(2/3π)VΩcosΩtcos3ω0t S1(t)= 0 cosω0t<0 S1(t) +(2/5π)VΩcosΩtcos5ω0t+… 1 利用三角函数的积化和差公 O t 式变换上式可得v(t)中的频谱有 Ω、(ω0+Ω)和(ω0-Ω)……，但 vo=AcosΩtcosω0t vo(t) 不存在ω0 ，相当于平衡调幅。 把v(t)送至以ω0为中心频率， O t 带宽的上限频为(ω0+Ω)、下限 频为(ω0-Ω)的带通滤波器，可 斩波调幅波的输出波形 取出(ω0Ω)双边带信号，输出 本页完 继续 调幅信号。
(2)开关工作过程分析 当a“+”b“-”时四只二极管导 通，相当于开关接通，v(t) =0。
D3 -
1、当v1(t)a“+”b“-” + 时，四只二极管均导 通，相当于开关接通， 把vΩ(t)短接。
+
D2
+ - - b + D 4
v(t)
本页完 继续
斩
四个管均截止，v(t)=vΩ(t) 结论
波
调
幅
二、实现斩波调幅的电路
1、二极管电桥斩波调幅(不 对称开关信号斩波调幅) (1)电路的组成 A R1 D1 vΩ(t) + a + B
(2)开关工作过程分析 当a“-”b“+”时四只二极管截 止，相当于开关断开，v(t)=vΩ(t)。 2、当v1(t)左- 右 +时，四只二极管 均截止，相当于开 关断开，v (t)=vΩ(t)。
本页完 继续
斩S1(t)=0 时开关闭合，vΩ(t) 波 调
工作过程图解
一、斩波调幅原理
vΩ(t)
旁路至地， v(t)=0。
幅
+ + 带通滤波器 v(t) (中心频率ω0) vo(t) -
1、不对称开关信号斩波调幅 vΩ(t)=VΩcosΩt t
S1(t)=
+1 cosω0t≥0 0 cosω0t<0
t
v(t) v(t)= (4/π)VΩcosΩtcosω0t -(4/3π)VΩcosΩtcos3ω0t +(4/5π)VΩcosΩtcos5ω0t+…
O
t
v(t)=vΩ(t)S1(t)=S1(t)VΩcosΩt 继续
斩
一、斩波调幅原理
分析输出信号vo
波
调
vΩ(t)
幅
vΩ(t)=VΩcosΩt 2、对称开关信号斩波调幅 v(t)= (4/π)VΩcosΩtcosω0t O t -(4/3π)VΩcosΩtcos3ω0t +1 cosω0t≥0 +(4/5π)VΩcosΩtcos5ω0t+… S1(t)= -1 cosω0t<0 S1(t) 利用三角函数的积化和差公 1 式变换上式可得v(t)中的频谱 O t 有 (ω0+Ω)和(ω0-Ω)……，但不 存在Ω、 ω0 。 v(t) 同理：把v(t)送至中心频率 为ω0，带宽的上限频为(ω0+Ω)、 t 下限频为(ω0-Ω)的带通滤波器， 可取出(ω0Ω)双边带信号，输 出调幅信号。 v(t)=vΩ(t)S1(t)=S1(t)VΩcosΩt 本页完 继续 O
斩
二、实现斩波调幅的电路 1、二极管电桥斩波调幅（不对称开关） (1)电路组成
波
调
幅
二、实现斩波调幅的电路
1、二极管电桥斩波调幅(不 对称开关信号斩波调幅) (1)电路的组成 A R1 D1 vΩ(t) + a D2 D4 v1(t) B
(2)开关工作过程分析
+ D3 b
1、利用二极管 的单向导电性，四 个二极管起到开关 作用。