调幅电路
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SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
6.3 调幅电路
主要要求：
1.了解各种调幅电路的组成结构及主要技术要求。 2.了解高电平和低电平调制电路的主要区别 3.熟悉常用振幅调制电路的工作原理
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
6.3 调幅电路
一.主要要求：失真小、调制线性范围大、调制效率高。 二.分类;(按输出功率的高低分：) ㈠低电平调幅 调制在发送设备的低电平级实现，然后经线性功率放大 器放大（工作于欠压区）。三种调制方式都适用。 主要要求调制线性度好，DSB、SSB波的载波抑制能力强
只含有〔(2n+1)ωc Ω〕频率分量，易用带通滤波器取出。
2 RC u ( t ) K 2 ( c t ) A.当Ucm 260mV,工作在开关状态 uO RY
乘法器 双边带调幅电路
R9 2 k 0.1 F 2 k R8 RY +UCC (12V) RC RC 0.1 F 3.9 k 1 k 3.9 k uC 2 3 8 10 MC1496 6 0.1 F uO 1 12 750 u R2 5 R1 R3 4 14 0.1 F R4 750 I0/2 R5 1mA 5151 6.8k Rp –UEE (– 8V) 47k 将该电路中的R1、R2改大，例如10k ，再调节RP即可实现 Ma调制系数的调节.
K 2 (1t ) K1 (1t ) K1 (1t ) 4 (1) cos(2n 1)1t (2n 1) n 1 (2n 1)1 iod 的频谱成份： (n=1, 2, ) 2n 1 1 2
n 1
则输出电压 uo iod RC的频谱成分与iod中的相同
即集电极有效动态电源为：
u ( t )
过压
欠压
uCC (t ) UCC 0 U cos t
临 界
UCC （ t ）
集电极调幅的特点：工作在过压区，效率较高，但所用调制信号功率大。
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
k［UCC0+uΩ(t)］cosωct
cosωct ＋
L1 调制 信号
L2
+ uBE uc(t) – + C2 u(t) – C3
L3
C6
C4
uo (t)
Tr2
+VCC
在基极调幅电路中：L3高频扼流圈，L2低频扼流圈，C1, C2 ,C3高频 旁路电容，基极偏压随调制信号而变化。
+VBB
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
6.3.2 低电平调幅电路
1.集电极调幅
u AM ( t )
iC
uo ( t )
ucc( t )
+
u ( t )
iC1
Ucc 0
UCC0
在集电极调幅电路中：Cb,C1为高频 旁路电容，Rb为基极自给偏压电阻，放 大器工作在丙类状态，集电极电路中除 直流电压UCC0外，还串有调制信号 u ( t ) U cost
则：差分输出电流为：
v1 iod ic1 ic 2 i0 th( ) 2VT
v1 v1 ) ① 当v1＜26mv时，th( 2VT 2VT
i0 d ( A Bv2 ) v1
iod 的频谱成份：
ic1
ic2
1、1 2
io
② 当v1 ＞260 mV, iod≈(A+Bv2)K2(ω1t)
UY上, 即uy(t)=UY+uΩ(t),显然, 为使调制指数不大于1, UY应
不小于uΩ(t)的最大振幅。令ux(t)=cosωct,
则 当ux(t)是小信号时,
1 uo (t ) k1 (UY u ) cos ct k1UY (1 u ) cos ct UY
uo的频谱应为ωc和ωc±ΩΣ , 其中ΩΣ是uΩ的全部频谱 当ux(t)是很大信号时, uo(t)=k2(UY+uΩ)K2(ωct)
①基极调幅的特点：工作在欠压区，效率较低，
但所需调制信号功率较小，对整机小型化有利。
临界
u BB(t)
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
② 基极调幅电路的实际电路 uBE =VBB +U mcos t+ U cmcos ct iC Tr1 C1 C5 L4 C7
载波 输入
, 0 , 2n0 Ω 2n 1 0 （n=1，2，……）
ω0
2ω0
而谐振时的负载电阻为RL，则输出电压 为：uL ( t )
1 1 uL ( t ) gd U 0 m RL cos 0 t gd U m RL cos 0 t cos 0 t 2 1 4 U m 1 g d U 0 m RL cos t cos 0 t 2 U 0m + uL (t) id U 0 1 m cos t cos 0 t
㈡高电平调幅
调制与功放合一，在发送设备末级实现。适用 普通调幅。整机效率高。
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
6.3.1 高电平调幅电路
一.用途：普通调幅波
二.主要要求：பைடு நூலகம்顾输出功率大、效率高、调制线性度好
三.主要电路：利用丙类谐振功放实现 1.基极调幅 2.集电极调幅 工作于欠压区，效率较低， 适用于小功率发射机。 工作于过压区，效率高
①乘法器 双边带调幅电路工作原理 R9 2 k 0.1 F 2 k R8 RY +UCC (12V)
RC RC 0.1 F 3.9 k 1 k 3.9 k uC 2 3 8 10 MC1496 6 0.1 F uO 1 12 750 u R2 5 R1 R3 4 14 0.1 F R4 750 I0/2 R5 1mA 5151 6.8k Rp –UEE (– 8V) 47k
ud _
为一个AM信号
u ( t )
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
2 模拟乘法器电路
⑴ 模拟乘法器功能: ①若X通道输入是小信号, 输出是X,Y通道输入信号
的线性乘积uo(t)=k1uxuy；
②若X通道输入是很大信号,输出应是Y通道输入信 号和双向开关函数K2(ωct)的乘积。 ⑵模拟乘法器典型应用包括：乘、除、平方、均方、倍 频、调幅、检波、混频等。
uo的频谱应为(2n-1)ωc和(2n-1)ωc±ΩΣ（n=1,2,……）
fc=560 kHz, Fmax=4kHz, fc>>Fmax
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
结论：对于MC1496来说，在Y通道输入调制信号的情况下 ① 若X通道输入是小信号(振幅小于26mv), 输出
uo(t)=k1uxuy；输出频谱为普通调幅波频谱；
② 若X通道输入是很大信号(振幅大于260mv), uo(t)=k2uyK2(ωct) 。输出频谱中出现普通调幅波频谱和
载波高次谐波的组合分量.
③ 若X通道输入载波振幅介于26mv与260mv之间，uo的频 谱出现ωc±nΩΣ, n=1, 2, …,此情况就很难甚至不可能完 全滤除无用频率分量，尽量避免！
一.主要用途：产生 AM 、 DSB 、 SSB、 二.主要要求：调制线性度好、载漏小 三.主要电路： 1.二极管调幅电路
2.双差分对模拟相乘器调幅电路
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
1
二极管电路 单二极管电路
平衡二极管电路
可产生AM信号 可产生DSB信号
(1)单二极管电路 如图所示的电路,
且
设: u Um cost
u0 U0m cos0 t
U0m Um
1 S( t ) 0 u0 0 u0 0
二极管工作在开关状态
+
id
则回路电流:
id gd S ( t )ud
而
gd 1 rd RL
ud
u ( t )
uL (t) _
ud u u0 Um cost U0m cos0t
2) 双差分模拟乘法器电路
虚线框内为MC1496/1596 内部电路
扩展uY的线性动态范围 乘法器电路组成 R R9 +UCC (12V) 2 k 8 RY RC RC 2 k 0.1 F 0.1 F 3.9 k 1 k 3.9 k uX 2 3 8 10 MC1496 6 0.1 F uO 1 12 750 uY R2 5 R1 R3 4 14 0.1 F R4 750 I0/2 R5 1mA 5151 6.8k Rp –UEE (– 8V) 47k RD调节电位器，改变调幅指数Ma。(改变1、4脚之间的直流 电位差)若X通道输入是小信号, 输出是X,Y通道输入信号的 线性乘积uo(t)=k1uxuy；若X通道输入是很大信号,输出应是 Y通道输入信号和双向开关函数K2(ωct)的乘积。
uΩ(t) uDSB(t) uc(t)
uDSB (t ) ku (t ) cos(ct )
1) 单差分对电路
R 电路图中T1 ，T2 和Rc 1 ， c 2 精密配对，
组成差分放大器。
ic1 ic2
T3 为受v2 控制的恒流源，由晶体管特性：
而T3 的集电极电流：
io
io iE1 iE 2 ic1 ic 2 A Bv2
uL id RL gd RL S( t )ud
2 1 2 uL gd RL cos0 t cos 30 t ... U m cos t U 0 m cos0 t 3 2
i d 的频谱成份：
B=2Ω
O O
3O 3O
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
例6.2 ：已知调制信号uΩ(t)的频谱范围为300Hz～4000 Hz, 载频为560kHz。现采用MC1596进行普通调幅, 载波信号和 调制信号分别从X、Y通道输入。 若X通道输入是小信号, 输出uo(t)=k1uxuy； 若X通道输入是很大信号, uo(t)=k2uyK2(ωct)。 分析这两种情况的输出频谱。 解：由于是普通调幅, 故输入调制信号应迭加在一直流电压
u c(t) － ＋ － UCC0 － ＋ － u
＋ L C u o (t) －
UCC0+uΩ(t)
＋
UBB
－ UCC(t) ＋
集电极调幅电路原理
集电极调制特性
2.基极调幅电路的工作原理
ic
u ( t )
ucc ( t )
uAM（t）
欠压
过压
基极有效动态偏压为：
uBB (t ) U BBO u (t )
6.3 调幅电路
主要要求：
1.了解各种调幅电路的组成结构及主要技术要求。 2.了解高电平和低电平调制电路的主要区别 3.熟悉常用振幅调制电路的工作原理
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
6.3 调幅电路
一.主要要求：失真小、调制线性范围大、调制效率高。 二.分类;(按输出功率的高低分：) ㈠低电平调幅 调制在发送设备的低电平级实现，然后经线性功率放大 器放大（工作于欠压区）。三种调制方式都适用。 主要要求调制线性度好，DSB、SSB波的载波抑制能力强
只含有〔(2n+1)ωc Ω〕频率分量，易用带通滤波器取出。
2 RC u ( t ) K 2 ( c t ) A.当Ucm 260mV,工作在开关状态 uO RY
乘法器 双边带调幅电路
R9 2 k 0.1 F 2 k R8 RY +UCC (12V) RC RC 0.1 F 3.9 k 1 k 3.9 k uC 2 3 8 10 MC1496 6 0.1 F uO 1 12 750 u R2 5 R1 R3 4 14 0.1 F R4 750 I0/2 R5 1mA 5151 6.8k Rp –UEE (– 8V) 47k 将该电路中的R1、R2改大，例如10k ，再调节RP即可实现 Ma调制系数的调节.
K 2 (1t ) K1 (1t ) K1 (1t ) 4 (1) cos(2n 1)1t (2n 1) n 1 (2n 1)1 iod 的频谱成份： (n=1, 2, ) 2n 1 1 2
n 1
则输出电压 uo iod RC的频谱成分与iod中的相同
即集电极有效动态电源为：
u ( t )
过压
欠压
uCC (t ) UCC 0 U cos t
临 界
UCC （ t ）
集电极调幅的特点：工作在过压区，效率较高，但所用调制信号功率大。
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
k［UCC0+uΩ(t)］cosωct
cosωct ＋
L1 调制 信号
L2
+ uBE uc(t) – + C2 u(t) – C3
L3
C6
C4
uo (t)
Tr2
+VCC
在基极调幅电路中：L3高频扼流圈，L2低频扼流圈，C1, C2 ,C3高频 旁路电容，基极偏压随调制信号而变化。
+VBB
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
6.3.2 低电平调幅电路
1.集电极调幅
u AM ( t )
iC
uo ( t )
ucc( t )
+
u ( t )
iC1
Ucc 0
UCC0
在集电极调幅电路中：Cb,C1为高频 旁路电容，Rb为基极自给偏压电阻，放 大器工作在丙类状态，集电极电路中除 直流电压UCC0外，还串有调制信号 u ( t ) U cost
则：差分输出电流为：
v1 iod ic1 ic 2 i0 th( ) 2VT
v1 v1 ) ① 当v1＜26mv时，th( 2VT 2VT
i0 d ( A Bv2 ) v1
iod 的频谱成份：
ic1
ic2
1、1 2
io
② 当v1 ＞260 mV, iod≈(A+Bv2)K2(ω1t)
UY上, 即uy(t)=UY+uΩ(t),显然, 为使调制指数不大于1, UY应
不小于uΩ(t)的最大振幅。令ux(t)=cosωct,
则 当ux(t)是小信号时,
1 uo (t ) k1 (UY u ) cos ct k1UY (1 u ) cos ct UY
uo的频谱应为ωc和ωc±ΩΣ , 其中ΩΣ是uΩ的全部频谱 当ux(t)是很大信号时, uo(t)=k2(UY+uΩ)K2(ωct)
①基极调幅的特点：工作在欠压区，效率较低，
但所需调制信号功率较小，对整机小型化有利。
临界
u BB(t)
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
② 基极调幅电路的实际电路 uBE =VBB +U mcos t+ U cmcos ct iC Tr1 C1 C5 L4 C7
载波 输入
, 0 , 2n0 Ω 2n 1 0 （n=1，2，……）
ω0
2ω0
而谐振时的负载电阻为RL，则输出电压 为：uL ( t )
1 1 uL ( t ) gd U 0 m RL cos 0 t gd U m RL cos 0 t cos 0 t 2 1 4 U m 1 g d U 0 m RL cos t cos 0 t 2 U 0m + uL (t) id U 0 1 m cos t cos 0 t
㈡高电平调幅
调制与功放合一，在发送设备末级实现。适用 普通调幅。整机效率高。
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
6.3.1 高电平调幅电路
一.用途：普通调幅波
二.主要要求：பைடு நூலகம்顾输出功率大、效率高、调制线性度好
三.主要电路：利用丙类谐振功放实现 1.基极调幅 2.集电极调幅 工作于欠压区，效率较低， 适用于小功率发射机。 工作于过压区，效率高
①乘法器 双边带调幅电路工作原理 R9 2 k 0.1 F 2 k R8 RY +UCC (12V)
RC RC 0.1 F 3.9 k 1 k 3.9 k uC 2 3 8 10 MC1496 6 0.1 F uO 1 12 750 u R2 5 R1 R3 4 14 0.1 F R4 750 I0/2 R5 1mA 5151 6.8k Rp –UEE (– 8V) 47k
ud _
为一个AM信号
u ( t )
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
2 模拟乘法器电路
⑴ 模拟乘法器功能: ①若X通道输入是小信号, 输出是X,Y通道输入信号
的线性乘积uo(t)=k1uxuy；
②若X通道输入是很大信号,输出应是Y通道输入信 号和双向开关函数K2(ωct)的乘积。 ⑵模拟乘法器典型应用包括：乘、除、平方、均方、倍 频、调幅、检波、混频等。
uo的频谱应为(2n-1)ωc和(2n-1)ωc±ΩΣ（n=1,2,……）
fc=560 kHz, Fmax=4kHz, fc>>Fmax
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
结论：对于MC1496来说，在Y通道输入调制信号的情况下 ① 若X通道输入是小信号(振幅小于26mv), 输出
uo(t)=k1uxuy；输出频谱为普通调幅波频谱；
② 若X通道输入是很大信号(振幅大于260mv), uo(t)=k2uyK2(ωct) 。输出频谱中出现普通调幅波频谱和
载波高次谐波的组合分量.
③ 若X通道输入载波振幅介于26mv与260mv之间，uo的频 谱出现ωc±nΩΣ, n=1, 2, …,此情况就很难甚至不可能完 全滤除无用频率分量，尽量避免！
一.主要用途：产生 AM 、 DSB 、 SSB、 二.主要要求：调制线性度好、载漏小 三.主要电路： 1.二极管调幅电路
2.双差分对模拟相乘器调幅电路
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
1
二极管电路 单二极管电路
平衡二极管电路
可产生AM信号 可产生DSB信号
(1)单二极管电路 如图所示的电路,
且
设: u Um cost
u0 U0m cos0 t
U0m Um
1 S( t ) 0 u0 0 u0 0
二极管工作在开关状态
+
id
则回路电流:
id gd S ( t )ud
而
gd 1 rd RL
ud
u ( t )
uL (t) _
ud u u0 Um cost U0m cos0t
2) 双差分模拟乘法器电路
虚线框内为MC1496/1596 内部电路
扩展uY的线性动态范围 乘法器电路组成 R R9 +UCC (12V) 2 k 8 RY RC RC 2 k 0.1 F 0.1 F 3.9 k 1 k 3.9 k uX 2 3 8 10 MC1496 6 0.1 F uO 1 12 750 uY R2 5 R1 R3 4 14 0.1 F R4 750 I0/2 R5 1mA 5151 6.8k Rp –UEE (– 8V) 47k RD调节电位器，改变调幅指数Ma。(改变1、4脚之间的直流 电位差)若X通道输入是小信号, 输出是X,Y通道输入信号的 线性乘积uo(t)=k1uxuy；若X通道输入是很大信号,输出应是 Y通道输入信号和双向开关函数K2(ωct)的乘积。
uΩ(t) uDSB(t) uc(t)
uDSB (t ) ku (t ) cos(ct )
1) 单差分对电路
R 电路图中T1 ，T2 和Rc 1 ， c 2 精密配对，
组成差分放大器。
ic1 ic2
T3 为受v2 控制的恒流源，由晶体管特性：
而T3 的集电极电流：
io
io iE1 iE 2 ic1 ic 2 A Bv2
uL id RL gd RL S( t )ud
2 1 2 uL gd RL cos0 t cos 30 t ... U m cos t U 0 m cos0 t 3 2
i d 的频谱成份：
B=2Ω
O O
3O 3O
SIAS 《高频电子线路》第6章 模拟调制、检波与混频电路
例6.2 ：已知调制信号uΩ(t)的频谱范围为300Hz～4000 Hz, 载频为560kHz。现采用MC1596进行普通调幅, 载波信号和 调制信号分别从X、Y通道输入。 若X通道输入是小信号, 输出uo(t)=k1uxuy； 若X通道输入是很大信号, uo(t)=k2uyK2(ωct)。 分析这两种情况的输出频谱。 解：由于是普通调幅, 故输入调制信号应迭加在一直流电压
u c(t) － ＋ － UCC0 － ＋ － u
＋ L C u o (t) －
UCC0+uΩ(t)
＋
UBB
－ UCC(t) ＋
集电极调幅电路原理
集电极调制特性
2.基极调幅电路的工作原理
ic
u ( t )
ucc ( t )
uAM（t）
欠压
过压
基极有效动态偏压为：
uBB (t ) U BBO u (t )