高頻電路原理與分析總復(fù)習(xí)[共125頁]

期末總復(fù)習(xí)期末總復(fù)習(xí)高頻電子線路高頻電子線路退出下頁上頁首頁 信源信源高頻高頻放大器放大器調(diào)制器調(diào)制器高頻功率高頻功率放大器放大器載波載波振蕩器振蕩器低頻功率低頻功率放大器放大器混混頻頻中頻中頻放大放大 低頻電低頻電壓放大壓放大低頻功低頻功率放大率放大本機(jī)本機(jī)振蕩振蕩高頻小高頻小信號放信號放大大l發(fā)射系統(tǒng)框圖發(fā)射系統(tǒng)框圖l接收系統(tǒng)框圖接收系統(tǒng)框圖解調(diào)解調(diào)為什么要采用為什么要采用高頻載波進(jìn)行調(diào)制？高頻載波進(jìn)行調(diào)制？CH4CH6CH3CH3CH4CH6CH6CH2 高頻電路基礎(chǔ)高頻電路基礎(chǔ)CH2重點內(nèi)容如下：重點內(nèi)容如下：第2章 高頻電路基礎(chǔ) 42.2 高頻電路中的基本電路高頻電路中的基本電路 信號的傳輸、頻率選擇及阻抗變換等功能信號的傳輸、頻率選擇及阻抗變換等功能。高頻電路中的基本電路主要有：高頻電路中的基本電路主要有：高頻振蕩高頻振蕩(諧振諧振)回路回路高頻變壓器高頻變壓器諧振器與各種濾波器諧振器與各種濾波器完成功能：完成功能：第2章 高頻電路基礎(chǔ) 52.2 高頻電路中的基本電路高頻電路中的基本電路 一、高頻振蕩回路一、高頻振蕩回路 是高頻電路中應(yīng)用最廣的無源網(wǎng)絡(luò)，它是構(gòu)成高頻是高頻電路中應(yīng)用最廣的無源網(wǎng)絡(luò)，它是構(gòu)成高頻放大器、振蕩器以及各種濾波器的主要部件。放大器、振蕩器以及各種濾波器的主要部件。下面分簡單振蕩回路、抽頭并聯(lián)振蕩回路和耦合振蕩下面分簡單振蕩回路、抽頭并聯(lián)振蕩回路和耦合振蕩回路三部分來討論?；芈啡糠謥碛懻?。阻抗變換、信號選擇與濾波、相頻轉(zhuǎn)換和移相阻抗變換、信號選擇與濾波、相頻轉(zhuǎn)換和移相等功能，并可直接作為負(fù)載使用。等功能，并可直接作為負(fù)載使用。完成功能：完成功能：第2章 高頻電路基礎(chǔ) 62.2 高頻電路中的基本電路高頻電路中的基本電路 1、簡單振蕩回路、簡單振蕩回路 振蕩回路就是由電感和電容串聯(lián)或并聯(lián)形成振蕩回路就是由電感和電容串聯(lián)或并聯(lián)形成的回路。的回路。具有具有諧振特性和頻率選擇作用，諧振特性和頻率選擇作用，這是它在高這是它在高頻電子線路中得到廣泛應(yīng)用的重要原因。頻電子線路中得到廣泛應(yīng)用的重要原因。組成：組成：作用：作用：諧振頻率：諧振頻率：振蕩回路的振蕩回路的在在某一特定頻率某一特定頻率上具有上具有的特性稱為諧振特性，頻率即諧振頻率。的特性稱為諧振特性，頻率即諧振頻率。第2章 高頻電路基礎(chǔ) 72.2 高頻電路中的基本電路高頻電路中的基本電路 1、簡單振蕩回路、簡單振蕩回路（1）串聯(lián)諧振回路）串聯(lián)諧振回路（2）并聯(lián)諧振回路）并聯(lián)諧振回路第2章 高頻電路基礎(chǔ) 8（2）并聯(lián)諧振回路）并聯(lián)諧振回路 振蕩回路的阻抗在某一特定頻率上具振蕩回路的阻抗在某一特定頻率上具有最大或最小值的特性稱為諧振特性。有最大或最小值的特性稱為諧振特性。諧振特性：諧振特性：并聯(lián)阻抗：并聯(lián)阻抗：CjLjrCjLjrZp11)()1(CLjrCLL r（當(dāng)時）諧振條件：諧振條件：當(dāng)回路總電抗當(dāng)回路總電抗 X=0 時，回路呈諧振狀態(tài)時，回路呈諧振狀態(tài)第2章 高頻電路基礎(chǔ) 9（2）并聯(lián)諧振回路）并聯(lián)諧振回路(a)諧振頻率諧振頻率并聯(lián)阻抗：并聯(lián)阻抗：(b)特性阻抗特性阻抗CLC1L00)1(CLjrCLPZ第2章 高頻電路基礎(chǔ) 10并聯(lián)諧振回路的等效電路并聯(lián)諧振回路的等效電路等效電路等效電路諧振阻抗：諧振阻抗：0pRCrLZ并聯(lián)阻抗：并聯(lián)阻抗：)1(CLjrCLPZ第2章 高頻電路基礎(chǔ) 11(a)諧振頻率諧振頻率(b)特性阻抗特性阻抗CLC1L00(c)品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)Cr1rLQ00(d)諧振阻抗諧振阻抗CQLQrCrLR0020/CRLRQ0000用用 r 表示表示用用 R0表示表示第2章 高頻電路基礎(chǔ) 12諧振回路的兩個重要參數(shù)諧振回路的兩個重要參數(shù)（1）通頻帶）通頻帶7070B.又稱又稱3dB通頻帶，或半功率點通頻帶。通頻帶，或半功率點通頻帶。定義：定義：阻抗幅頻特性阻抗幅頻特性下降為諧振值（中心頻率處）的下降為諧振值（中心頻率處）的 時對應(yīng)的頻率范圍。時對應(yīng)的頻率范圍。212111RZ20P計算：計算：得到：得到：100.707fB2 fQ 1r07070KB.第2章 高頻電路基礎(chǔ) 131、簡單振蕩回路、簡單振蕩回路（1）并聯(lián)諧振回路）并聯(lián)諧振回路并聯(lián)阻抗：并聯(lián)阻抗：諧振頻率：諧振頻率：品質(zhì)因數(shù)：品質(zhì)因數(shù)：并聯(lián)諧振電阻：并聯(lián)諧振電阻：通頻帶寬與矩形系數(shù)：通頻帶寬與矩形系數(shù)：幅頻特性與相頻特性：幅頻特性與相頻特性：第2章 高頻電路基礎(chǔ) 14并聯(lián)諧振回路幅頻特性并聯(lián)諧振回路幅頻特性B求通頻帶寬：求通頻帶寬：第2章 高頻電路基礎(chǔ) 152.抽頭并聯(lián)振蕩回路抽頭并聯(lián)振蕩回路 在實際應(yīng)用中，常用到在實際應(yīng)用中，常用到激勵源或負(fù)載激勵源或負(fù)載與回路與回路電感或電電感或電容容部分連接的并聯(lián)振蕩回路，即部分連接的并聯(lián)振蕩回路，即抽頭并聯(lián)振蕩回路抽頭并聯(lián)振蕩回路。作用：作用：實現(xiàn)回路與信號源的阻抗匹配或者進(jìn)行阻抗變換。實現(xiàn)回路與信號源的阻抗匹配或者進(jìn)行阻抗變換。與外電路相連的那部分電抗與外電路相連的那部分電抗與本回路參與分壓的同性質(zhì)總與本回路參與分壓的同性質(zhì)總電抗之比。電抗之比。（1）接入系數(shù)）接入系數(shù) p(或稱抽頭系數(shù)或稱抽頭系數(shù))：TUpUp 也可用電壓比表示：也可用電壓比表示：第2章 高頻電路基礎(chǔ) 16信號源的折合信號源的折合TUUp 電壓源的折合：電壓源的折合：Up1UT結(jié)論：電壓源由低端向高端折合，電壓變大，結(jié)論：電壓源由低端向高端折合，電壓變大，是原來的是原來的1/P倍。倍。（3）折算方法）折算方法 第2章 高頻電路基礎(chǔ) 17電流源的折合電流源的折合TTIUUI pIIT結(jié)論：電流源由低端向高端折合，電流變小，結(jié)論：電流源由低端向高端折合，電流變小，是原來的是原來的P倍。倍。折合前后功率不變：折合前后功率不變：信號源的折合信號源的折合UUT第2章 高頻電路基礎(chǔ) 18例例 2-2 如圖，如圖，抽頭回路由電流源激勵，忽略回路本抽頭回路由電流源激勵，忽略回路本身的固有損耗，試求回路兩端電壓身的固有損耗，試求回路兩端電壓 u1(t)的表示式及的表示式及回路帶寬?；芈穾?。CH3重點內(nèi)容如下：重點內(nèi)容如下：第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器主要要求：主要要求：增益要高、頻率選擇性要好、工作要穩(wěn)定可靠增益要高、頻率選擇性要好、工作要穩(wěn)定可靠功用：功用：用在無線電接收設(shè)備中，放大小信號，抑制干擾信號用在無線電接收設(shè)備中，放大小信號，抑制干擾信號接收裝置：接收裝置：微伏豪伏微伏豪伏含有干擾含有干擾寬帶寬帶放大器放大器高頻變壓器或傳輸線變壓器作負(fù)載高頻變壓器或傳輸線變壓器作負(fù)載晶體管工作區(qū)：晶體管工作區(qū)：線性區(qū)線性區(qū)放大器工作狀態(tài)：放大器工作狀態(tài)：A A（甲）類（甲）類高頻諧振小高頻諧振小信號放大器信號放大器3.1 3.1 高頻小信號放大器高頻小信號放大器分類：分類：窄帶窄帶放大器放大器選頻網(wǎng)絡(luò)作負(fù)載選頻網(wǎng)絡(luò)作負(fù)載（重點）（重點）第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器 高頻小信號諧振放大器是由高頻小信號諧振放大器是由放大電路放大電路（由晶（由晶體管、場效應(yīng)管或集成電路組成）與體管、場效應(yīng)管或集成電路組成）與選頻電路選頻電路（主要是（主要是LCLC諧振回路）組成諧振回路）組成 作用作用是將微小的高頻信號進(jìn)行是將微小的高頻信號進(jìn)行線性放大線性放大，選選出中心頻率出中心頻率（輸入信號對應(yīng)）的信號，并（輸入信號對應(yīng)）的信號，并濾除濾除不不需要的干擾頻率信號。需要的干擾頻率信號。主要討論高頻小信號諧振放大器的主要性能主要討論高頻小信號諧振放大器的主要性能指標(biāo)：指標(biāo)：電壓增益、功率增益、通頻帶和矩形系數(shù)電壓增益、功率增益、通頻帶和矩形系數(shù)等。等。高頻小信號諧振放大器的分析方法主要采高頻小信號諧振放大器的分析方法主要采用用Y Y參數(shù)等效電路法參數(shù)等效電路法線性分析方法。線性分析方法。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器RL2LC5V(b)431交流交流等效電路：去掉直流偏置電路。等效電路：去掉直流偏置電路。放大器的負(fù)載放大器的負(fù)載:是一個抽頭并聯(lián)諧振回路，對信號是一個抽頭并聯(lián)諧振回路，對信號頻率頻率0 0諧振，完成諧振，完成阻抗匹配阻抗匹配和和選頻濾波選頻濾波的功能。的功能。工作狀態(tài)：放大器工作在工作狀態(tài)：放大器工作在A(A(甲甲)類狀態(tài)。類狀態(tài)。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器 2.提高放大器穩(wěn)定性的方法提高放大器穩(wěn)定性的方法方法一方法一：選擇：選擇小的管子小的管子方法二：從電路上消除晶體管的反作用：方法二：從電路上消除晶體管的反作用：中和法中和法、失配法失配法（1）中和法）中和法 Yre的反饋電電導(dǎo)很小，可以忽略，用中和電容的反饋電電導(dǎo)很小，可以忽略，用中和電容Cn來抵來抵消消Yre的虛部（即的虛部（即Cbc）的影響）的影響根據(jù)電橋平衡：根據(jù)電橋平衡：得中和條件：得中和條件：020 10011bcnjLjLjCjC第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器發(fā)射裝置：發(fā)射裝置：3.2 3.2 高頻功率放大器的原理和特性高頻功率放大器的原理和特性 無線電發(fā)射機(jī)中，放大高頻信號無線電發(fā)射機(jī)中，放大高頻信號,高效高效輸出大功率輸出大功率為目的為目的1 1、使用高頻功率放大器的目的、使用高頻功率放大器的目的2 2、高頻功率信號放大器使用中需要解決的兩個問題、高頻功率信號放大器使用中需要解決的兩個問題高高功功率率輸出輸出高高效效率率輸出輸出第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器iCuBEQ0C類類(丙類丙類)：工作點工作點Q選在截止點外，信號導(dǎo)通角小于選在截止點外，信號導(dǎo)通角小于180。通角：通角：uces時，功放工作在欠壓狀態(tài)時，功放工作在欠壓狀態(tài);u如果如果ucemin=uces，功放工作在臨界狀態(tài)，功放工作在臨界狀態(tài);u如果如果uceminU1,二極管開關(guān)二極管開關(guān)主要受主要受u2控制控制。（1）忽略輸出電壓的反作用）忽略輸出電壓的反作用若若忽略輸出電壓的反作用忽略輸出電壓的反作用，則加到兩個二極管的電壓，則加到兩個二極管的電壓uD1、uD2為：為：uD1=u2+u1 uD2=u2-u1高頻電子線路高頻電子線路第5章 頻譜的線性搬移電路 69 由于加到由于加到兩個二極管兩個二極管上的上的控制電壓控制電壓u2是同相的是同相的,因此兩個二極管的因此兩個二極管的導(dǎo)通、截止時間是相同的導(dǎo)通、截止時間是相同的,其其時變電導(dǎo)也是相同時變電導(dǎo)也是相同的。由此可得流過兩的。由此可得流過兩管的電流管的電流i1、i2分別為分別為111221212221()()()()()()DDDDig t ug Kt uuig t ug Kt uui1、i2在T2次級產(chǎn)生的電流分別為:1111212222LLNiiiNNiiiN但兩電流流過但兩電流流過T2的的方向相反方向相反,在在T2中產(chǎn)生的中產(chǎn)生的磁通相消磁通相消,故故次級總電流次級總電流iL應(yīng)為應(yīng)為1212LLLiiiii高頻電子線路高頻電子線路第5章 頻譜的線性搬移電路 701112112112112122coscos()cos()22cos(3)cos(3)33LDDDDDig Utg Utg Utg Utg Ut212()LDig Kt u顯然有以下頻率分量：1基頻分量；(2n+1)2 1分量 與一般二極管電路相比較，消去了2的偶次諧波和2的基波分量，這是利用平衡原理抵消的緣故。當(dāng)通過帶通濾波器后，可以得到我們想要的分量，如2 1，實現(xiàn)了頻譜搬移?？紤]u1U1cos1t,代入上式可得：高頻電子線路高頻電子線路第5章 頻譜的線性搬移電路 71三種開關(guān)函數(shù)波形關(guān)系圖三種開關(guān)函數(shù)波形關(guān)系圖:2t02t012t)u2(t)2t012t)2t012t)1222222()()()()1()()KtKtKtKtKtKt 稱為雙向開關(guān)函數(shù)稱為反向開關(guān)函數(shù)稱為正向開關(guān)函數(shù),三者之間的關(guān)系為:說明：說明：222cosuUt22210()10uKtu22200()10uKtu22210()00uKtu高頻電子線路高頻電子線路第5章 頻譜的線性搬移電路 72222222210()()()10()()1uKtKtKtuKtKt 由此可得K K（2 2t-t-）、K K(2 2t t）的傅里葉級數(shù):所以：222222222212()1()1222coscos3cos52352(1)cos(21)(21)444()coscos3cos5354(1)cos(21)(21)nnKtKttttntnKttttntn 高頻電子線路高頻電子線路第5章 頻譜的線性搬移電路 73 圖示二極管平衡電路，輸入信號圖示二極管平衡電路，輸入信號u u1 1=U=U1 1COSCOS1 1t t，u u2 2=U=U2 2COSCOS2 2t,t,且且 2 21 1，U U2 2UU1 1。輸出回路對輸出回路對 2 2諧振，諧振，諧振阻抗為諧振阻抗為R R0 0，帶寬，帶寬B=2FB=2F1 1(F(F1 1=1 1/2/2）。）。（1 1）不考慮輸出電壓的反作用，求輸出電壓）不考慮輸出電壓的反作用，求輸出電壓u u。的表示式；。的表示式；CH6重點內(nèi)容如下：重點內(nèi)容如下：(1)調(diào)制：用調(diào)制信號去控制載波信號的某一個參量的過程。定義：定義：信號 載波信號：（等幅）高頻振蕩信號 正弦波 方波 三角波)cos(tUuccc鋸齒波調(diào)制信號：需要傳輸?shù)男盘枺ㄔ夹盘枺┱Z言圖像 tUu cos數(shù)據(jù)已調(diào)信號（已調(diào)波）：經(jīng)過調(diào)制后的高頻信號（射頻信號）振幅調(diào)制解調(diào)（檢波)混頻（變頻）屬于 頻譜線性搬移電路(2)解調(diào)：調(diào)制的逆過程，即從已調(diào)波中恢復(fù)原調(diào)制信號的過程。調(diào)調(diào)相相的的逆逆過過程程鑒鑒相相調(diào)調(diào)頻頻的的逆逆過過程程鑒鑒頻頻振振幅幅調(diào)調(diào)制制的的逆逆過過程程振振幅幅檢檢波波(7)振幅調(diào)制分三種方式：)()()(SSBDSBAM單單過過帶帶調(diào)調(diào)制制抑抑制制載載波波的的雙雙邊邊帶帶調(diào)調(diào)幅幅普普通通調(diào)調(diào)幅幅（5）相位調(diào)制：調(diào)制信號控制載波相位，使已調(diào)波的相位隨調(diào) 制信號線變化。（6）解調(diào)方式：（4）頻率調(diào)制：調(diào)制信號控制載波頻率，使已調(diào)波的頻率隨調(diào)制 信號線性變化。（3）振幅調(diào)制：由調(diào)制信號去控制載波振幅，使已調(diào)信號的振 幅 隨調(diào)制信號線性變化。6.1.1 振幅調(diào)制信號分析振幅調(diào)制信號分析1.調(diào)幅波的分析調(diào)幅波的分析1)表示式及波形 設(shè)載波電壓為 uC=UCcosct 調(diào)制電壓為 u=U cost 通常滿足 c。根據(jù)定義，已調(diào)信號的振幅隨調(diào)制信號u線性變化，由此可得振幅調(diào)制信號振幅振幅Um(t)：調(diào)幅度調(diào)幅度(調(diào)制度調(diào)制度)：ka又稱為調(diào)制靈敏度?？傻谜{(diào)幅信號的表達(dá)式：mCCCaCaC()()cos(1cos)UtUUtUk uUk UtUmtCaCCUUkUUmttmUttUtucCcmAMcos)cos1(cos)()(2、調(diào)幅信號波形波形特點：（1）調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律與調(diào)制）調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律與調(diào)制信號波形一致信號波形一致 (2)調(diào)幅度調(diào)幅度ma反映了調(diào)幅的強弱程度，可以看反映了調(diào)幅的強弱程度，可以看出：出：caUUUmminmax21 一般m值越大調(diào)幅越深：ttmUucacAM cos)cos1()cos1()(tmUtUacm tUuccc cos tUu cos)1(maxacmUU cU)1(minacmUU 實實際際電電路路中中必必須須避避免免包包絡(luò)絡(luò)失失真真過過調(diào)調(diào)幅幅時時百百分分之之百百最最大大調(diào)調(diào)幅幅時時未未調(diào)調(diào)幅幅時時,1)(10aaammm返回1ma 1ma 由于：tUtmtUttmUuccacccacAM coscoscoscos)cos1(相加器 乘法器AMu直流cu u 乘法器 相加器 uAMucu3、AM信號的產(chǎn)生原理框圖可見要完成AM調(diào)制，其核心部分是實現(xiàn)調(diào)制信號與載波相乘。（1）由單一頻率信號調(diào) 幅 tmtmtUttmUucacacccacAM)cos(21)cos(21coscos)cos1(含含傳傳輸輸信信息息下下邊邊頻頻分分量量含含傳傳輸輸信信息息上上邊邊頻頻分分量量不不含含傳傳輸輸信信息息載載波波分分量量:)(ccc 可見,調(diào)幅波并不是一個簡單的正弦波，包含有三個頻率分量：4、調(diào)幅波的頻譜、調(diào)幅波的頻譜 調(diào)制信號c載波調(diào)幅波返回c+上邊頻caUm21c-下邊頻caUm21cU強調(diào)重要的結(jié)論：1.普通調(diào)幅波不是簡單的余弦波，它包含有三個頻率 分量：載波 fc、上邊頻 fc+F、下邊頻 fc-F3.載波分量不包含調(diào)制信號的信息，上下兩個邊頻才攜帶者 調(diào)制信息，它們的振幅反映了調(diào)制信號的振幅大小。4.調(diào)幅波從頻譜的角度看，就是把低頻調(diào)制信號的頻譜線性 對稱地搬移到高頻載波的兩邊，故屬于線性頻譜變換。2.上下兩個邊頻分量對稱的分布在載波兩邊，它們的振幅 為 ，且是包絡(luò)振幅 的一半。cmaUmcmaUm213)調(diào)幅波的功率調(diào)幅波的功率平均功率平均功率(簡稱功率簡稱功率)是對恒定幅度、恒定頻率的正弦波是對恒定幅度、恒定頻率的正弦波而言的。調(diào)幅波的幅度是變化的，所以它存在幾種狀態(tài)下而言的。調(diào)幅波的幅度是變化的，所以它存在幾種狀態(tài)下的功率，如載波功率、最大功率及最小功率、調(diào)幅波的平的功率，如載波功率、最大功率及最小功率、調(diào)幅波的平均功率等。均功率等。在負(fù)載電阻在負(fù)載電阻RL上消耗的載波功率為上消耗的載波功率為在負(fù)載電阻在負(fù)載電阻RL上，一個載波周期內(nèi)調(diào)幅波消耗的功率為上，一個載波周期內(nèi)調(diào)幅波消耗的功率為L2CcL2Cc2d21RUtRuP2c22CLcL2AM)cos(1 )cos1(21d)(21tmPtmURtRtuPc22CL4221PmmURP邊頻21 d212cavmPtPP22m載波功率邊頻功率調(diào)制信號周期內(nèi)平均功率調(diào)制信號周期內(nèi)平均功率 1coscos11 coscoscos22AMccccccccutUmttUtmUtm UtAM信號的平均功率調(diào)幅波的最大功率和最小功率，它們分別對應(yīng)調(diào)制信號的最大值和最小值為:Pmax=Pc(1+m)2 Pmin=Pc(1m)2 Pmax限定了用于調(diào)制的功放管的額定輸出功率PH,要求PHPmax。某發(fā)射機(jī)的輸出級在某發(fā)射機(jī)的輸出級在RL=100負(fù)載上的輸出電壓信負(fù)載上的輸出電壓信號為號為vs(t)=4(1+0.5cost)cosct(V)，求發(fā)射機(jī)總的輸，求發(fā)射機(jī)總的輸出功率出功率Pav、載波功率、載波功率Pc和邊頻功率和邊頻功率PSB各為多少？各為多少？課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 某發(fā)射機(jī)的輸出級在某發(fā)射機(jī)的輸出級在RL=100負(fù)載上的輸出電壓信號為負(fù)載上的輸出電壓信號為vs(t)=4(1+0.5cost)cosct(V)，求發(fā)射機(jī)總的輸出功率，求發(fā)射機(jī)總的輸出功率Pav、載波功、載波功率率Pc和邊頻功率和邊頻功率PSB各為多少？各為多少？2224802 1000.5180 19022102CcLavcSBavcUP=mW2RmPPmWPPPmW 載波功率總平均功率邊頻功率課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 為了提高功率利用率為了提高功率利用率,可以只發(fā)送兩個邊頻分量而不可以只發(fā)送兩個邊頻分量而不發(fā)送載頻分量發(fā)送載頻分量,或者進(jìn)一步僅發(fā)送其中一個邊頻分量或者進(jìn)一步僅發(fā)送其中一個邊頻分量,同樣同樣可以將調(diào)制信息包含在調(diào)幅信號中?？梢詫⒄{(diào)制信息包含在調(diào)幅信號中。這兩種調(diào)幅方式分這兩種調(diào)幅方式分別稱為別稱為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅抑制載波的雙邊帶調(diào)幅(簡稱雙邊帶調(diào)幅，簡稱雙邊帶調(diào)幅，DSB)和和抑制載波的單邊帶調(diào)幅抑制載波的單邊帶調(diào)幅(簡稱單邊帶調(diào)幅，簡稱單邊帶調(diào)幅，SSB)。調(diào)幅波的功率調(diào)幅波的功率012o2o1o2o1o高頻電子線路uAM(t)=Um(t)cosct=UC(1+mcost)cosct雙邊帶信號雙邊帶信號 在在AM調(diào)制過程中，如果將載波分量抑制，就調(diào)制過程中，如果將載波分量抑制，就形成抑制載波的雙邊帶信號，它可以形成抑制載波的雙邊帶信號，它可以用載波和調(diào)制用載波和調(diào)制信號直接相乘得到信號直接相乘得到，即：，即：uDSB(t)=kUCUcost cosct高頻電子線路雙邊帶信號雙邊帶信號uDSB(t)=kUCUcost cosct高頻電子線路n 雙邊帶抑制載波調(diào)幅方式中，不含固定載波分量，因雙邊帶抑制載波調(diào)幅方式中，不含固定載波分量，因而可以有效地利用發(fā)射機(jī)的功率傳遞信息。但它是雙邊而可以有效地利用發(fā)射機(jī)的功率傳遞信息。但它是雙邊帶信號，所占帶信號，所占帶寬仍為調(diào)制信號最高角頻率的兩倍帶寬仍為調(diào)制信號最高角頻率的兩倍。雙邊帶信號雙邊帶信號max2FBW 高頻電子線路n 由于由于DSB信號的上、下兩個邊帶是完全對稱的，它們都攜帶了調(diào)信號的上、下兩個邊帶是完全對稱的，它們都攜帶了調(diào)制信號的全部信息，因此從有效傳輸信息的角度看，只要傳送一個制信號的全部信息，因此從有效傳輸信息的角度看，只要傳送一個邊帶就夠了，這就是單邊帶調(diào)幅，簡稱邊帶就夠了，這就是單邊帶調(diào)幅，簡稱SSB?？梢赃x擇上邊帶也可?？梢赃x擇上邊帶也可以采用下邊帶。以采用下邊帶。雙邊帶信號雙邊帶信號高頻電子線路單邊帶信號單邊帶信號 單邊帶（單邊帶（SSB）信號是由）信號是由DSB信號經(jīng)邊帶濾波器濾除一個邊帶信號經(jīng)邊帶濾波器濾除一個邊帶或在調(diào)制過程中或在調(diào)制過程中,直接將一個邊帶抵消而成。單頻調(diào)制時直接將一個邊帶抵消而成。單頻調(diào)制時,當(dāng)取上邊帶時當(dāng)取上邊帶時()cos()()cos()SSBcSSBcutUtutUt（617）（618）取下邊帶時取下邊帶時cuDSBuuktu)(電壓表達(dá)式普通調(diào)幅波載波被抑制雙邊帶調(diào)幅波單邊帶信號波形圖 頻譜圖 c0-c+cmaUm21 c-c+cmaUm21 信號帶寬,2F2 F2,2 F,c-c+課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)kHzFBW10522max 某調(diào)幅發(fā)射機(jī)的制式為普通調(diào)幅波，已知調(diào)制信號頻某調(diào)幅發(fā)射機(jī)的制式為普通調(diào)幅波，已知調(diào)制信號頻率為率為100Hz5kHz，載波頻率為，載波頻率為500kHz，載波功率為，載波功率為1010W，調(diào)制系數(shù)為，調(diào)制系數(shù)為0.5，試求：，試求：（1 1）該調(diào)幅波的頻帶寬度；）該調(diào)幅波的頻帶寬度；（2 2）該）該調(diào)幅波的總功率；調(diào)幅波的總功率；（3）最大）最大調(diào)幅系數(shù)下的調(diào)幅系數(shù)下的總功率?？偣β省Ｕn課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)WmPPaCav25.11)211(2 某調(diào)幅發(fā)射機(jī)的制式為普通調(diào)幅波，已知調(diào)制某調(diào)幅發(fā)射機(jī)的制式為普通調(diào)幅波，已知調(diào)制信號頻率為信號頻率為100Hz5kHz，載波頻率為，載波頻率為500kHz，載波功率為載波功率為1010W，調(diào)制系數(shù)為，調(diào)制系數(shù)為0.5，試求：，試求：（1 1）該調(diào)幅波的頻帶寬度；）該調(diào)幅波的頻帶寬度；（2 2）該調(diào)幅波的總功率；該調(diào)幅波的總功率；（3）最大）最大調(diào)幅系數(shù)下的調(diào)幅系數(shù)下的總功率?？偣β?。課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)WmPPaCav15)211(21am 某調(diào)幅發(fā)射機(jī)的制式為普通調(diào)幅波，已知調(diào)制某調(diào)幅發(fā)射機(jī)的制式為普通調(diào)幅波，已知調(diào)制信號頻率為信號頻率為100Hz5kHz，載波頻率為，載波頻率為500kHz，載波功率為載波功率為1010W，調(diào)制系數(shù)為，調(diào)制系數(shù)為0.5，試求：，試求：（1 1）該調(diào)幅波的頻帶寬度；）該調(diào)幅波的頻帶寬度；（2 2）該調(diào)幅波的總功率；該調(diào)幅波的總功率；（3）最大）最大調(diào)幅系數(shù)下的調(diào)幅系數(shù)下的總功率?？偣β?。AM信號的產(chǎn)生可以采用高電平調(diào)制和低電平調(diào)制兩信號的產(chǎn)生可以采用高電平調(diào)制和低電平調(diào)制兩種方式完成。種方式完成。u目前目前AM信號大都用于無線電廣播信號大都用于無線電廣播,因此多采用高電因此多采用高電平調(diào)制方式。平調(diào)制方式。u高電平調(diào)制主要用于高電平調(diào)制主要用于AM調(diào)制調(diào)制,這種調(diào)制是在高頻功這種調(diào)制是在高頻功率放大器中進(jìn)行的。通常分為基極調(diào)幅、集電極調(diào)率放大器中進(jìn)行的。通常分為基極調(diào)幅、集電極調(diào)幅以及集電極基極幅以及集電極基極(或發(fā)射極或發(fā)射極)組合調(diào)幅。組合調(diào)幅。振幅調(diào)制電路振幅調(diào)制電路低電平調(diào)幅電路低電平調(diào)幅電路 用單二極管電路和平衡二極管電路作為調(diào)制電路用單二極管電路和平衡二極管電路作為調(diào)制電路,都可以完成調(diào)幅都可以完成調(diào)幅信號的產(chǎn)生信號的產(chǎn)生。uuo(t)H(j)VDucuDiDi(a)0(b)fFfc2fc3fcuAMDSBDSB調(diào)制電路調(diào)制電路 單二極管電路只能產(chǎn)生單二極管電路只能產(chǎn)生AM信號信號,不能產(chǎn)生不能產(chǎn)生DSB信號，二極管信號，二極管平平衡電路和環(huán)形電路可以產(chǎn)生衡電路和環(huán)形電路可以產(chǎn)生DSB信號信號。圖619 二極管平衡調(diào)制電路 帶通濾波器T1RLT2ucVD1VD2N2uD1uD2AN1N1OBN2ON1uN2uo(t)DSBDSB調(diào)制電路調(diào)制電路2()22coscos()cos()22cos(3)cos(3)33LDcDDcDcDcDcig Kt ug Utg Utg Utg Utg Ut(633)iL中包含中包含F(xiàn)分量和分量和(2n+1)fcF(n=0,1,2,)分量分量,若若輸出濾波器的中心頻率為輸出濾波器的中心頻率為fc,帶寬為帶寬為2F,諧振阻抗為諧振阻抗為RL,則輸出電壓為則輸出電壓為 22cos()cos()4coscosoLDcLDcLDcuRg UtRg UtR gUtt(634)DSBDSB調(diào)制電路調(diào)制電路SSBSSB調(diào)制電路調(diào)制電路 SSB信號是將雙邊帶信號濾除一個邊帶形成的。根信號是將雙邊帶信號濾除一個邊帶形成的。根據(jù)濾除方法的不同據(jù)濾除方法的不同,SSB信號產(chǎn)生方法有好幾種信號產(chǎn)生方法有好幾種,主要主要有有濾波法濾波法和和移相法移相法兩種。兩種。SSBSSB調(diào)制電路調(diào)制電路圖626 濾波法產(chǎn)生SSB信號的框圖 音 放F1第路話調(diào)制器上邊帶濾波器音 放F2第路話調(diào)制器上邊帶濾波器單邊帶信號產(chǎn)生器fc F1fc F2頻率合成器第 一混頻器第 二混頻器線性放大功放f1f2fc500 kHz下邊帶濾波器（2)移相法同相分量f(t)cosct和正交分量f(t)sinct為兩個DSB信號，兩個分量相加時為下邊帶信號;兩個分量相減時，為上邊帶信號。BBcc()()cos()sinSutf ttf tt6.2.1 調(diào)幅解調(diào)的方法調(diào)幅解調(diào)的方法從高頻已調(diào)信號中恢復(fù)出調(diào)制信號的過程稱為解調(diào)，又稱為從高頻已調(diào)信號中恢復(fù)出調(diào)制信號的過程稱為解調(diào)，又稱為檢波。檢波。解調(diào)是調(diào)制的逆過程，解調(diào)是調(diào)制的逆過程，實質(zhì)上是將高頻信號搬移到低頻端實質(zhì)上是將高頻信號搬移到低頻端，這種搬移正好與調(diào)制的搬移過程相反。這種搬移正好與調(diào)制的搬移過程相反。搬移是線性搬移，故所有的線性搬移電路均可用于解調(diào)。搬移是線性搬移，故所有的線性搬移電路均可用于解調(diào)。對于振幅調(diào)制信號對于振幅調(diào)制信號,解調(diào)就是從它的幅度變化上提取調(diào)制信解調(diào)就是從它的幅度變化上提取調(diào)制信號的過程。號的過程。是指檢波器輸出電壓與輸入已調(diào)波的包絡(luò)成正比的是指檢波器輸出電壓與輸入已調(diào)波的包絡(luò)成正比的 檢波方法。這種方法檢波方法。這種方法只適用于只適用于AM波波。是是本地載波和發(fā)送載波必須保持同頻同相本地載波和發(fā)送載波必須保持同頻同相，即完全，即完全 同步的檢波方法。它對于同步的檢波方法。它對于AM、DSB、SSB、VSB都都 適用，但解調(diào)適用，但解調(diào)AM信號比包絡(luò)檢波復(fù)雜。信號比包絡(luò)檢波復(fù)雜。DSB和和SSB信號的包絡(luò)不同于調(diào)制信號，不能用包絡(luò)檢波，信號的包絡(luò)不同于調(diào)制信號，不能用包絡(luò)檢波，必須使用同步檢波。必須使用同步檢波。為了正常地進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)載波應(yīng)與調(diào)制為了正常地進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)載波應(yīng)與調(diào)制端的載波電壓完全同步端的載波電壓完全同步(同頻同相同頻同相)。同步檢波也可解調(diào)同步檢波也可解調(diào)AM信號，信號，但因它比包絡(luò)檢波器復(fù)雜，所以很少采用。但因它比包絡(luò)檢波器復(fù)雜，所以很少采用。同步檢波的框圖及輸入、輸出信號頻譜同步檢波的框圖及輸入、輸出信號頻譜同步檢波又可以分為同步檢波又可以分為乘積型乘積型和和疊加型疊加型兩類。它們兩類。它們都需要用恢復(fù)的載波信號都需要用恢復(fù)的載波信號ur進(jìn)行解調(diào)。進(jìn)行解調(diào)。同步檢波器同步檢波器6.3.1 混頻器原理混頻器原理 1.混頻器的變頻作用混頻器的變頻作用 混頻器是頻譜的線性搬移電路，是一個三端口（六端）網(wǎng)絡(luò)混頻器是頻譜的線性搬移電路，是一個三端口（六端）網(wǎng)絡(luò)本地振蕩信號本地振蕩信號)(LLfu一個中頻輸出信號：一個中頻輸出信號：)(IIfu兩個輸入信號與輸出信號之間的關(guān)系：兩個輸入信號與輸出信號之間的關(guān)系：的包絡(luò)形狀相同，頻譜結(jié)構(gòu)相同，只是填充頻譜不同，即，其中心的包絡(luò)形狀相同，頻譜結(jié)構(gòu)相同，只是填充頻譜不同，即，其中心頻率：頻率：su輸輸入入信信號號Iu與與輸輸出出信信號號cLIfff 其中其中 輸輸出出高高中中頻頻輸輸出出低低中中頻頻cLcLIfffff6.3 混頻器原理及電路混頻器原理及電路 uc(fc)uL(fL)uI(fI)混頻器混頻器tuc(t)tuI(t)tuL(t)有兩個輸入信號：有兩個輸入信號：高頻調(diào)制波高頻調(diào)制波)(ccfufcfc+Ffc+Ffuc的頻譜的頻譜fcfLfuL的頻譜的頻譜fIfI-FfI+FfuI的頻譜的頻譜tuc(t)tuc(t)tuL(t)tuL(t)tuI(t)tuI(t)混頻器是頻譜的線性搬移電路，完成頻譜線性搬移功能的關(guān)鍵混頻器是頻譜的線性搬移電路，完成頻譜線性搬移功能的關(guān)鍵是獲得兩個輸入信號的乘積項，具有這個乘積項，就可以實現(xiàn)所需是獲得兩個輸入信號的乘積項，具有這個乘積項，就可以實現(xiàn)所需的頻譜線性搬移功能。的頻譜線性搬移功能。2max I I=L L-c c乘法器乘法器 帶通濾帶通濾 波器波器混頻器的一般結(jié)構(gòu)框圖混頻器的一般結(jié)構(gòu)框圖設(shè)輸入已調(diào)波信號：設(shè)輸入已調(diào)波信號：ttUuccc coscos tUuLLLcos那么兩信號的乘積項為：那么兩信號的乘積項為：tttUUtttUUucLcLLcLcLcI)cos()cos(cos21coscoscos 2.混頻器的基本工作原理：混頻器的基本工作原理：LuLL-cL+cuI 本振信號本振信號:ucc如果帶通濾波器的中心頻率為如果帶通濾波器的中心頻率為 cLI ,帶寬帶寬 max2 B則經(jīng)帶通濾波器的輸出為：則經(jīng)帶通濾波器的輸出為：ttUttUUttUUuIILccLLcI coscoscoscos21)cos(cos21I uIucuL可見輸出中頻信號可見輸出中頻信號 的的包絡(luò)形狀沒有變化，只是填充頻率包絡(luò)形狀沒有變化，只是填充頻率Iu由由 c 變化成變化成 I cLuLuc 非線形非線形 元件元件 帶通濾帶通濾 波器波器(1)調(diào)幅調(diào)幅(DSB為例為例)u乘法器帶通濾波器uDSBuo2max o（2）檢波）檢波 uDSB乘法器低通濾波器uou max（3）混頻）混頻 uDSB=uc乘法器uL帶通濾波器uII I=L L-c c L c3.振幅調(diào)制、檢波與混頻器的相互關(guān)系振幅調(diào)制、檢波與混頻器的相互關(guān)系 I I=L L-C C2 maxmax三種頻譜線性搬移功能三種頻譜線性搬移功能混混 頻頻 干干 擾擾 除了有用信號之外的所有信號統(tǒng)稱為干擾。混頻器件除了有用信號之外的所有信號統(tǒng)稱為干擾?；祛l器件的非線性是產(chǎn)生各種干擾的根源，混頻干擾主要包括：的非線性是產(chǎn)生各種干擾的根源，混頻干擾主要包括：信號與本振自身形成的組合頻率干擾；信號與本振自身形成的組合頻率干擾；外來干擾與本振形成的副波道干擾；外來干擾與本振形成的副波道干擾；外來干擾之間形成的互調(diào)干擾；外來干擾之間形成的互調(diào)干擾；外來干擾與信號形成的交調(diào)干擾；外來干擾與信號形成的交調(diào)干擾；CH7重點內(nèi)容如下：重點內(nèi)容如下：頻率調(diào)制頻率調(diào)制又稱調(diào)頻FM，使高頻信號的振蕩頻率按調(diào)制信號的規(guī)律變化，而振幅保持恒定的一種調(diào)制方式。調(diào)頻信號的解調(diào)成為鑒頻鑒頻或頻率檢波。調(diào)頻和調(diào)相統(tǒng)稱為角度調(diào)制角度調(diào)制，屬于頻譜的非線性非線性變換變換，其抗干擾和噪聲的能力較強?？垢蓴_和噪聲的能力較強。相位調(diào)制相位調(diào)制又稱調(diào)頻PM，使高頻信號的相位按調(diào)制信號的規(guī)律變化，而振幅保持恒定的一種調(diào)制方式。調(diào)相信號的解調(diào)成為鑒相鑒相或相位檢波。任意正弦波信號：任意正弦波信號：)()()(tCOSUtCOSUtuomooomo 如果利用調(diào)制信號如果利用調(diào)制信號 tCOSUtu )(去控制三個參量中的某個，去控制三個參量中的某個，可產(chǎn)生調(diào)制的作用可產(chǎn)生調(diào)制的作用:amphitude modulation AM:)cos1()(tmUtUomom frequency modulation FM:)()(tuktfc phase modulation PM:)()(tukttpo 角度調(diào)制角度調(diào)制 AMAM DSB 屬于頻譜屬于頻譜線性搬移電路線性搬移電路,調(diào)制信號寄生于已調(diào)調(diào)制信號寄生于已調(diào)信號的振幅變化中信號的振幅變化中FMPM 調(diào)制方式中：調(diào)制方式中：屬于頻譜的非線性搬移電路屬于頻譜的非線性搬移電路,已調(diào)波為等幅波已調(diào)波為等幅波,調(diào)調(diào)制信息寄生于已調(diào)波的頻率和相位變化中制信息寄生于已調(diào)波的頻率和相位變化中 SSB 7.1 調(diào)頻信號調(diào)頻信號設(shè)設(shè):載波載波)cos()(oootUtu 調(diào)制信號：調(diào)制信號：tUtu cos)(FM波波 PM波波(1)瞬時頻率：瞬時頻率：)()(tuktFo dttduktpo)()(3.調(diào)頻信號與調(diào)相信號的比較調(diào)頻信號與調(diào)相信號的比較(2)瞬時相位：瞬時相位：otFodttuktt 0)()(opotuktt )()(3)最大頻偏最大頻偏 UktukFFmmax|)(|Ukdttdukppmmax|)(|(4)最大相位：最大相位：UkdttukmFtFmfmax0|)(|Uktukmppmpmax|)(|(5)表達(dá)式表達(dá)式:sincossincos)(cos)(cos)(0ofoofootfoFMtmtUtUktUdttuktUtUtu coscoscoscos)(cos)(cos)(opoopoopoPMtmtUtUktUtuktUtUtu CH8重點內(nèi)容如下：重點內(nèi)容如下：1 1、自動增益控制自動增益控制 (Automatic Gain(Automatic Gain ControlControl，簡稱，簡稱AGCAGC)，它主要用于接收機(jī)中，它主要用于接收機(jī)中，控制接收機(jī)的增益，以維持整機(jī)輸出恒定，控制接收機(jī)的增益，以維持整機(jī)輸出恒定，使之幾乎不隨外來信號的強弱變化。使之幾乎不隨外來信號的強弱變化。2 2、自 動 頻 率 控 制自 動 頻 率 控 制 (A u t o m a t i c(A u t o m a t i c Frequency ControlFrequency Control，簡稱，簡稱AFCAFC)，它主要用，它主要用于維持電子設(shè)備中工作頻率的穩(wěn)定。于維持電子設(shè)備中工作頻率的穩(wěn)定。3 3、自動相位控制自動相位控制 (Automatic Phase(Automatic Phase ControlControl，簡稱，簡稱APCAPC)，又稱為，又稱為鎖相環(huán)路鎖相環(huán)路(Phase Lock Loop(Phase Lock Loop，簡稱，簡稱PLL)PLL)，它用于鎖定，它用于鎖定相位，能夠?qū)崿F(xiàn)許多功能，是應(yīng)用最廣的一相位，能夠?qū)崿F(xiàn)許多功能，是應(yīng)用最廣的一種反饋控制電路。種反饋控制電路。總結(jié)：鎖相環(huán)的工作原理圖10-10 鎖相環(huán)的基本構(gòu)成參 考 信 號PDur(t)LFud(t)VCOuc(t)uo(t)輸 出 信 號一、工作原理一、工作原理 1、電路結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu) 鎖相環(huán)是一個相位負(fù)反饋控制系統(tǒng)鎖相環(huán)是一個相位負(fù)反饋控制系統(tǒng)。它由。它由鑒相器鑒相器(Phase Detector，縮寫為，縮寫為PD)、環(huán)路濾波器環(huán)路濾波器(Loop Filter，縮寫為，縮寫為LF)和和電壓控制振蕩器電壓控制振蕩器(Voltage Controlled Oscillator，縮寫為，縮寫為VCO)三個基本部件組成，如圖三個基本部件組成，如圖10-10所示。所示。(1)鑒相器鑒相器(PD)：是相位比較器，它把輸出信號：是相位比較器，它把輸出信號uo(t)和參考信和參考信號號ur(t)的的相位相位進(jìn)行比較，產(chǎn)生對應(yīng)于進(jìn)行比較，產(chǎn)生對應(yīng)于兩信號相位差兩信號相位差e(t)的誤差電壓誤差電壓ud(t)。環(huán)路濾波器環(huán)路濾波器(LF)：其作用是濾除：其作用是濾除誤差電壓誤差電壓ud(t)中的高頻成中的高頻成分和噪聲，保證環(huán)路性能，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。分和噪聲，保證環(huán)路性能，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。電壓控制振蕩器電壓控制振蕩器(VCO)：受控制電壓：受控制電壓uc(t)的控制，使其的控制，使其振振蕩頻率蕩頻率向向參考頻率參考頻率靠近，靠近，使兩者頻率誤差越來越小，直至使兩者頻率誤差越來越小，直至頻差消除而被鎖定。頻差消除而被鎖定。參 考 信 號PDur(t)LFud(t)VCOuc(t)uo(t)輸 出 信 號 2、工作原理 設(shè)參考信號為：()sin()rrrru tUtt(10-10)設(shè)輸出信號為設(shè)輸出信號為：()sin()oooou tUtt(10-11)兩信號之間的兩信號之間的瞬時相差瞬時相差為：為：0000()()()()()errrrtttttt（10-12）由頻率和相位之間的關(guān)系可得兩信號之間的由頻率和相位之間的關(guān)系可得兩信號之間的瞬時頻差瞬時頻差為為00()()errdtdtdtdt(10-13)因此，鎖相環(huán)的工作原理鎖相環(huán)的工作原理為：為：首先首先鑒相器鑒相器把把輸出信號輸出信號和和參考信號參考信號的的相位相位進(jìn)行比較進(jìn)行比較，產(chǎn)產(chǎn)生一個生一個反映兩信號相位差大小的反映兩信號相位差大小的誤差電壓誤差電壓；此電壓經(jīng)此電壓經(jīng)環(huán)路濾波器環(huán)路濾波器過濾后得到過濾后得到控制電壓控制電壓；最后由控制電壓去最后由控制電壓去控制振蕩器的控制振蕩器的振蕩頻率振蕩頻率，使，使其向參考其向參考頻率靠近，直到兩者頻率相等而相位同步實現(xiàn)鎖定。頻率靠近，直到兩者頻率相等而相位同步實現(xiàn)鎖定。參 考 信 號PDur(t)LFud(t)VCOuc(t)uo(t)輸 出 信 號