第5章振幅调制电路

高频电子线路
首页 上页 下页 退出
2、在无带通滤波器的条件下，流过二极管D1、D2的电流为
i1
?
rd
1 ? 2RL
K(? ct)?uc (t) ?
u?
(t) ? ;i2
?
rd
1 ? 2RL
K(? ct)?u c(t)
?
u? (t) ?
根据变压器 B3的同名端及假设的次级电流的流向。由于 i1和i2流过B3初级方向 相反，所以电流 i为
④频带宽度 B ? F
高频电子线路
五、振幅调制电路的功能
1、振幅调制电路的功能
是将输入的调制信号和载波信号 通过电路变换成高频调幅信号输 出。
2、功能的表示
当载波为 uc (t ) ? U cm cos ? ct 调制信号为 u? (t) ? U? m cos ? t 时，三种振幅调制电路的功能可
i
?
i1 ?
i2
?
2u? (t) rd ? 2RL
K(? ct)
?
2U ? m cos ? rd ? 2RL
t
? ??
1 2
?
2 π
cos
?
c
t
?
2 3π
cos3
?
ct
?
? ??
?
U? m rd ? 2RL
???cos ?
t?
2 cos(? π
c
?
?
)?
2 π cos(? c
?
?
)t ?
2 3π
cos(3? c
A、在T5和T6的发射极之间接入负反馈电阻Ry。
并将恒流源I0分为两个I0/2的恒流源。
1?
2
?i22π?corsd2?u?c?t2(?Rt )32Lπ
Kco(s?3
?ctc)t
?
2 5π
cos5 ?
ct
?
在无带通滤波器的条件下，
流过负载的总电流：
i?
? i4 ? i3 ?
2u? (t) rd ? 2RL
K (?
ct
?
?
)
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
3、负载RL中的电流
则
i ? i? ? i?
?
2u? (t) rd ? 2 RL
[K (?
ct) ?
K (?
ct
?
?
)]
i
?
2U ? m cos ? 2RL ? rd
t
?4 ?? π
cos ?
ct
?
4 3π
cos3?
ct
?
? ??
4、通过带通滤波器取出双边带调幅波
流过负载 RL 的总电流 i中含有 ? c ? ? 、3? c ? ? 、 等频率分量。
(1 ?
th u2 ) 2U T
i6
?
I0 2
(1 ? th u2 ) 2U T
kT UT ? q
③T1、T2和T3、T4组成的差分对管的电流电压关系
i1
?
i5 2
(1 ?
th
u1 2UT
)
i3
?
i6 2
(1 ?
th
u1 2U T
)
i2
?
i5 2
(1 ?
th
u1 2UT
)
i4
?
i6 2
(1 ?
th
u1 2UT
首页 上页 下页 退出
③调幅指数
当ma≤1时，已调波振幅的包络形状与调制信号一
样不失真调幅
当ma＞1时，将产生过量调制如下图所示。包络形状会产
生严重失真，必须尽力避免 。
包络失真
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
4、普通调幅波的频谱 ①单频调制的普通调幅波的频谱。
由数学表示式可得
u(t) ? U cm (1? ma cos ? t)cos ? ct
)
温度当量，常 温下为26mv
④双端输出时，输出电流 i ? iⅠ ? iⅡ
则
i
?
I 0th
u1 2U T
?th
u2 2U T
而 iⅠ ? i1 ? i3;iⅡ ? i2 ? i4
当u1和u2都小于26mV时， i ?
I0
u1 2U T
? u2 2U T
?
Kmu1u2
高频电子线路
⑥扩大u2的线性动态范围的措施
电信号是占有一定频谱宽度 的低频信号，通常称为基带信号。 2、调制的作用：将基带信号加载到高频信号上，用高频信号作为运
载工具，能够较好地实现多路有选择性的通信。基带信号在调制
时又常称调制信号。
3、调制的分类： 调制分为
模拟调制 数字调制
幅度调制(AM) 频率调制(FM) 相位调制(PM)
幅度键控(ASK) 频率键控(FSK) 相位键控(PSK)
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
3、通过带通滤波器选出调幅波输出
流过二极管电流中含有 :直流、? c、? c ? ? 、3? c ? ? 、5? c ? ? 、
和 2 ? c、4 ? c、
经中心频率为? c ，通
频带略大于 2? 的带通
滤波器取出 ? c、? c ? ?
的普通调幅波信号输出 。
结论:单二极管开关状态调幅电路只能实现普通调幅 波(AM)
多频调制的AM 波的频带宽度：
B ? 2Fmax
5、结论
调幅过程是一种线性频谱搬移过程将调制信号的频谱由低频被 搬移到载频附近，成为上、下边频带。
高频电子线路
三、普通调幅波的功率关系
首页 上页 下页 退出
1、普通调幅波中各频率分量之间的功率关系
将普通调幅波电压加在电阻R两端，电阻R上消耗的各频率分量 对应的功率可表示为
2、普通调幅波的特点
①普通调幅波中载波分量占有的功率较大，而含有信息的上、 下边频分量占 有的功率较小。
②从能量观点看，普通调幅波进行传送，不含信息的载波功率过 大，是一种很大的浪费。这是普通调幅波本身固有的。
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
四、抑制载波的双边带调幅信号和单边带调幅信号
1、抑制载波的双边带调幅波（DSB）
高频电子线路
三、二极管环形调幅电路
首页 上页 下页 退出
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
1、在 uc (t ) 的正半周，D1和D2导通，D3和D4截止。
1:2
2:1
D1和D2的开关函数为
K(? ct) ?
1 ?
2
2
?
cos ? ct ?
2
3?
cos 3? ct ? ?
在无带通滤波器的条件下，
流过负载的总电流：
i?
?
i1
?
i2
?
2u? (t) rd ? 2RL
K(? ct)
i ? i ? i ? 2u? (t) K(? t ? ? )
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
2、在 uc (t ) 的负半周，D1和D2截止，D3和D4导通。
1:2
2:1
而D3和D4的开关函数为：K(?
ct
i????)=i1
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
二、普通调幅波（AM波）的数学表示式、波形及其频谱
1、定义：用需传送的信息（调制信号）u? (t) 去控制高频载波振荡电 压的振幅， 使其随调制信号u? (t) 线性关系变化。
2、普通调幅波的数学表示式
若载波信号：uc (t) ? Ucm cos ? ct 调制信号： u? (t) ? U? m cos ? t
经过中心频率为 ? c ，通带略大于2? 的带通滤波器，则在 RL上
只取 ? c ? ? 的双边带调幅电压。
结论:①二极管环形调幅电路能实现平衡调幅(DSB)
②与双二极管调幅电路相比输出信号的频谱少了 ? 的成份，
且幅度为其二倍。
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
四、模拟乘法器调幅电路
1、模拟乘法器
④分类
四象限模拟乘法器
根据输入信号的极性可分为： 二象限模拟乘法器
一象限模拟乘法器
⑤常用于频率变换的模拟乘法器的型号
国外同类产品：MC1496 MC1596 MC1495 MC1496 LM1496 LM1596…….. AD834（宽带）、AD630（多功能）、 AD734（高精度）…….
国内同类产品：CB1595 CB1596 BG314…….
①载波功率
POT
?
1
U
2 cm
2R
②每一边频功率
P? c ?Ω
?
P? c ?Ω
?
1 ?? maU cm ??2 2? 2 ?
1 R
? 14ma2POT
③调制一周内的平均总功率
Poav
?
PoT +P? c ? Ω
?
P? c ? Ω
?
? ?1? ?
ma2 2
? ? PoT ?
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
②高电平调幅是直接产生满足发射机输出功率要求的已调波。 利用丙类高功放改变来实现调幅。其优点是效率高。设计时必 须兼顾输出功率、效率和调制线性的要求。
七、振幅调制电路的基本组成
一般来说，振幅调制电路由输入回路、非线性器件和带通 滤波器三部分组成。
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
第二节 低电平调幅电路
1
1
? Ucm cos ? ct ? 2 maUcm cos(? c ? Ω)t ? 2 maUcm cos(? c ? Ω)t
单频调制的AM 波的频谱：
? c ? ? 、? c、? c ? ?
单频调制的AM 波的频带宽度：
B ? 2F
高频电子线路
②多音频调制的普通调幅波的频谱
首页 上页 下页 退出
①数学表示式
即
u(t)
?
1 2
U
m
cos
??
c
?
?
?t
?
1 2
U
m
cos ??
c
?
?
?t
②波形特点
? 双边带调幅的振幅，其包络随调制信号变化， 但包络不能完全准确地反映调制信号变化规律
? 双边带信号的载波相位在调制电压零交点突变 1800
③双边带调幅波的频谱 ? c ? ?
④双边带调幅波的频带宽度 B ? 2F
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
2、单边带调幅波（SSB）
①数学表示式
u (t )
?
U
' m
cos(?
c
?
?
)t或u(t)
?
U
' m
cos(?
c
?
?
)t
②频谱
单频调制的单边带调幅波的频谱为? c ? ? 或 ? c ? ?
③特点 频带只有双边带调幅波的一半，其频带利用率高。 全部功率都含有信息，功率有效利用率高。
高频电子线路 2、双差分对管振幅调制电路
首页 上页 下页 退出
它由两个单差分对 管电路T1、T2、T5 和T3、T4、T6组合 而成。 输入信号u1加在两 个单差分对管的输ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ入端，u2加在T5和 T6的输入端。
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
③T1、T2组成的差分对管的电流电压关系
i5
?
I0 2
①模拟乘法器是完成两个模拟信号（电压或电流）相乘作用的 电子器件。 ②模拟乘法器符号
?模拟乘法器是有两个输入端对(即X和Y输入端对)和一个输出端对 的非线性有源器件。
③模拟乘法的传输特性方程为 uo (t) ? KuX (t)uY (t)
式中，K乘法器的增益系数，单位为1/V。
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
一、单二极管开关状态调幅电路 1、开关状态
当二极管在两个不同频率电压下进行频率变换时，其中一个电压振幅足够 大，另一个电压振幅较小，二极管的导通或截止将完全受大振幅电压的控 制，可以近似认为二极管处于理想开关状态。
2、电路原理
二极管的导通电阻
u? (t)
uc (t)
R?L
u? (t)
R?L uc (t)
以用频谱表示，如右图所示。
首页 上页 下页 退出
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
六、振幅调制电路的分类及要求
1、分类：分低电平调幅和高电平调幅两大类
2、要求 ①低电平调幅是在低功率电平级进行振幅调制，输出功率和效 率不是主要指标。重点是提高调制的线性，减小不需要的频率 分量的产生和提高滤波性能。
单音频调制
则普通调幅波的数学表示式为: u(t) ? Ucm (1? ma cos ? t)cos ? ct
其中 ma
?
KaU? m U cm
称为调幅指数（调幅度）
高频电子线路
3、普通调幅波的波形
①右图是单音频调制普通调幅
波的波形图。
调制信号
②从波形上可以看出：
U mmax ? U cm(1? ma )
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
第五章 振幅调制电路
主要内容：
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 低电平调幅电路 高电平调幅电路 单边带信号的产生
高频电子线路
首页 上页 下页 退出
第一节 概述
一、调制
1、调制的定义:将需传送的基带信号加载到高频信号上去的过程称为调 制。 ? 基带信号：通信中所需传送的信息通过换能器转换成电信号，此
?
?
)t
?
2 3π cos(3? c
?
?
)t ?
? ??
3、通过带通滤波器取出双边带调幅波
由于i中包含 Ω、? c ? Ω、3ωc ? Ω、?，等频率成分，经中心频率为 ，带宽略大于
2? 的带通滤波器取出 ? c ? ? 的频率成分电流在负载 RL上建立双边?带c调幅电压输出。
结论:双二极管开关状态调幅电路能实现平衡调幅(DSB)
U mmin ? U cm (1? ma )
则调幅指数
ma
?
U mmax U mmax
? U mmin ? U mmin
载波信号 已调波信号
已调波振幅的包络形状 与调制信号一样
首页 上页 下页 退出
ma
=
U U
m max m max
? U mmin ? U mmin
U m max
? U cm (
高频电子线路
高频电子线路 二、二极管平衡调幅电路
首页 上页 下页 退出
1、电路特点 图中变压器为理想变压器:B1为1:1； B2为1:2 B3为2:1
载波信号 uc (t) ? U cm cos ? ct 是大信号,
调制信号 u? (t) ? U? m cos ? t 是小信号，
二极管D1、D2均工作于受uc(t)控制的开关状态。