调制电路与解调电路

调制电路与解调电路

一、调幅电路

调幅电路是把调制信号和载波信号同时加在一个非线性元件上（例如晶体二极管或三极管）经非线性变换成新的频率分量，再利用谐振回路选出所需的频率成分。

调幅电路分为二极管调幅电路和晶体管基极调幅、发射极调幅及集电极调幅电路等。

通常，多采用三极管调幅电路，被调放大器如果使用小功率小信号调谐放大器，称为低电平调幅；反之，如果使用大功率大信号调谐放大器，称为高电平调幅。

在实际中，多采用高电平调幅，对它的要求是：（1）要求调制特性（调制电压与输出幅度的关系特性）的线性良好；（2）集电极效率高；（3）要求低放级电路简单。

1、基极调幅电路

图1是晶体管基极调幅电路，载波信号经过高频变压器T1加到BG的基极上，低频调制信号通过一个电感线圈L与高频载波串联，C2为高频旁路电容器，C1为低频旁路电容器，R1与R2为偏置的分压器，由于晶体管的ic=f(ube)关系曲线的非线性作用，集电极电流ic含有各种谐波分量，通过集电极调谐回路把其中调幅波选取出来，基极调幅电路的优点是要求低频调制信号功率小，因而低频放大器比较简单。其缺点是工作于欠压状态，集电极效率较低，不能充分利用直流电源的能量。

2、发射极调幅电路

图2是发射极调幅电路，其原理与基极调幅类似，因为加到基极和发射极之间的电压为1伏左右，而集电极电源电压有十几伏至几十伏，调制电压对集电极电路的影响可忽略不计，因此射极调幅与基极调幅的工作原理和特性相似。

3、集电极调幅电路

图3是集电极调幅电路，低频调制信号从集电极引入，由于它工作于过压状态下，故效率较高但调制特性的非线性失真较严重，为了改善调制特性，可在电路中引入非线性补尝措施，使输入端激励电压随集电极电源电压而变化，例如当集电极电源电压降低时，激励电压幅度随之减小，不会进入强压状态；反之，当集电极电源电压提高时，它又随之增加，不会进入欠压区，因此，调幅器始终工作在弱过压或临界状态，既可以改善调制特性，又可以有较高的效率，实现这一措施的电路称为双重集电极调幅电路。

采用图4的集电极、发射极双重调幅电路也可以改善调制特性。注意变压器的同名端，在调制信号正半波时，虽然集电极电源电压提高，但同时基极偏压也随之变正，这就防止了进入欠压工作状态；在调制信号负半波时，虽然集电极电压降低，但基极度偏压也随之变负，不

致进入强过压区，从而保持在临界、弱过压状态下工作。

图二、发射极调幅电路

图一、基极调幅电路

图三、集电极调幅电路

图四、双重调幅电路

二、幅度检波电路

从调幅波中取出调制信号的过程,称为幅度检波,常用的检波电路有三种:小信号平方律检波,大信号包络全波和乘积检波,对检波器的要求有以下三点:

(1)检波效率(电压传输系数)

若检波器输入等幅高频电压峰值为Uc,检波后的输出电压为Uo,则检波效率K定义为:K=Uo/Uc

若检波器输入为包络调幅波,则检波效率寂静义为输出低频电压幅度UΩ与输入高频电压包络幅度mUc之比:

K=UΩ/mUc

式中：m是调幅系数。K越大说明同样的输入情况下可以得到较大的低频输出信号，即检波效率高。

（2）检波失真

它反映输出低频电压波形和输入已调波包括形状的符合程度。

（3）输入电阻Ri

由检波器输入端看进去的等效电阻称为输入电阻Rio，通常检波器接于中频放大器的输出端，Ri看作是它的负载。因此，Ri越大对中频放大器的影响就会越小，

1、小信号平方律检波器

图5（a）是小信号检波电路。其特点是：（1）输入高频信号ui(t)的幅度为几十毫伏量级；（2）选择适当的偏置电压使工作点Q处于伏安特性的弯曲段上[见图5(b)]，在整个高频信号周期内均有电流通过二极管。经理论分析得该检波器的输出电压u2与输入电压U c成正比，平方律检波正是由此得名，其参数如下：

（1）检波效率K=UΩ/mUc=Ra2Uc/(1+a1R [考题输出电压反作用]

式中：R为检波器负载电阻，Uc为高频调幅波的载波幅度，a1、a2为与工作点电流有关的系数，在室温情况下其值近似为：

a1=38Io 及a2=0.74×10Io （Io的单位为安培）

若检波器的工作点电流选定为Io=20微安，R=4.7千欧，Uc=50毫伏则检波效率为：

K=Ra2Uc/(1+a1R)=(4.7×10×0.47×10×20×10×50×10)/(1+38×20×10×4.7×10)=0.76 (2)非线性失真，由于二次谐波与基波相距很近，不易清除干净，故常用二次谐波失真系数y 来估计失真的大小。其值为：

y=m/4

由式可见，调幅系数m越大则y越大，失真越严重，一般情况下m≈30%，则y≈7.5%

(3)输入阻抗Ri，指数波频率为ωc的交流阻抗。从图5（a）中可见，对ωc而言，C看作短路，所以Ri等于二极管的交流电阻rd，在室温情况下其值为：

Ri=rd=26×10/Io

若Io=20微安，则Ri=(26×10)/20×10=1.3千欧

小信号检波的缺点是：输入阻抗低，非线性失真严重，

2、大信叼峰值包络检波

如图6（a)是大信号检波电路，由于输出电压交流部分与调制信号最大值成正比，故又称为直线性检波，其特点是：（1）输入电压幅度一般500毫伏以上；（2）没有偏置电压E，由于输出电压的反作用，实际上工作点处于u<0的区段[见图6（b）]。因此，大信号检波二极管，在载波一周期内，只有一段时间寻通，而另一段时间截止。大信号峰值二极管检波器的主要参数计算如下：

K=cosθ

表一rd/R、Ri/R与θ关系表

rd/R00.000570.00460.0170.0450.10.220.51 1.36OO θ0°10°20°30°40°50°60°70°80°90°cosθ10.990.940.870.770.640.500.340.170

Ri/R0.500.510.540.590.690.840.110.69 3.5OO 式中：θ为半导通角，它取决于rd/R值，两者关系为

rd/R=(tgθ-θ)/π

可根据rd/R值，通过表一直接查出K值