通信工程论文

河北石油职业技术学院 毕业设计（论文） 系部 : 电子工程系 专业： 通信技术 班级： 09-1 班 姓名 : 张宇 二 一二 年 六 月 八 日 毕业设计（论文）任务书 09 级电子工程系 通信技术 专业 设计（论文）题目 高频调幅电路分析与应用 学生姓名 张宇 性别 男 年龄 22 班级 09-1 班 设计（论文）地点 大城县北四岳卓越玻璃钢 制品厂 时间：自 2012 年 3 月 19 日至 2012 年 6 月 15 日 指导教师 张小谦 职称 副教授 职称 系 主 任 刘彦儒 专业教研室主任 张淑青 教务处负责人 王黎明 发任务书日期 2012 年 3 月 19 日 校外（实习）指导教师信息表 姓名 韩德发 性别 男 出生年月 1979-8-1 专业技术 职务（最高） 学历 大学本科 名称 通信工程师 等级 高级 发证单位 劳动和社会保障部 获取时间 1996-06 职业资格等级（最高） 名称 通信工程师 等级 高级 发证单位 劳动和社会保障部 获取时间 1990-03 当前专职工作背景 单位名称 大城县北四岳卓越玻璃钢制品厂 职务 产品经理 任职时间（年月） 2000-06 学历：大专、大学本科、硕士研究生、博士研究生 专业技术职务名称：例如，助理工程师、工程师、高级工程师、助理讲师、讲师、副教授、教授、助理政工师、政工师、高级政工师等。 获取时间：年月，例如 1982-01 职业资格等级：指导校 外指导教师所拥有的最高职业资格等级证书，例如，会计师、建造师、经济师等等。 当前专职工作背景单位名称：填写实习单位的全称 职务：填写指导教师的职务，例如：部门经理、车间主任、站长、总经理、工程师等。 一、设计（论文）题目： （宋体小四 ,行距 21） 高频调幅电路分析与应用 二、技术要求： （宋体小四 ,行距 21） 对高频调幅电路有一个全面深入的了解，能独立自主分析高频调幅电路 . 三、该题的目的和意义： （宋体小四 ,行距 21） 提高社会实践能力 ,使理论与实践得到更好的结合。为以后深入的学习通信行业打下良好 的基础 四、设计计算应包括的内容： （宋体小四 ,行距 21） 现场计算 ；参考数据 五、设计应完成的图纸： （宋体小四 ,行距 21） 设计计算数据表格 现场所拍下的图片 六、设计说明书应包括的内容： （宋体小四 ,行距 21） 毕业设计说明书 校外指导老师任务表信 七、学生应阅读的参考书、参考资料、手册和应补充的知识： （宋体小四 ,行距 21） 八、其他要求： （宋体小四 ,行距 21） 无 九、毕业设计进度： （ 1）毕业设计调研：（共 14 周） 时间： 3 月 19 日至 6 月 15 日 地点： 大城县北四岳卓越玻璃钢制品厂 调研内容： （宋体小四 ,行距 21） 高频调幅电路分析与应用 （ 2）搜集资料和确定答案： 3 月 19 日至 3 月 25 日共 6 天 （ 3）设计计算： 3 月 26 日至 4 月 1 日共 7 天 （ 4）绘图： 4 月 2 日至 4 月 15 日共 14 天 （ 5）便携设计说明书： 4 月 16 日至 5 月 31 日共 46 天 （ 6）准备答辩： 6 月 1 日至 6 月 15 日共 14 天 备注： （宋体小四 ,行距 21） 同一题目的其他设计者：无 指导教师：张小谦 毕业设计（论文）成绩评定 指导教师评语： 指导教师： 年 月 日 专业答辩委员会评语： 专业答辩委员会主任： 年 月 日 毕业设计（论文）评为： 指导教 师：（签字） 系主任（签字） 系 （章） 年 月 日 毕业设计（论文）说明书 二 O O 九 级 电子工程 系 通信技术 专业 09-1 班 题 目 高频调幅电路分析与应用 姓 名 张宇 学号 2009P00517 指导教师 张小谦 职称 副教授 职称 阅读教师 职称 职称 二 O 一二 年 六 月 十二 日 毕业设 计（论文）说明书 （一）毕业设计（论文）题目： （宋体小四 ,行距 21） 高频调幅电路分析与应用 （二）毕业设计（论文）使用的原始数据： 1、 载波功率 2、 上、下边频功率 3、 总平均功率 4 最大瞬时功率 5、 大信号包络检波器的惰性失真避免条件 6、 为了避免负峰切割失真，必须 7、 非线性失真系数 Kf 2cmL12cUPRccma RUMPP 1)2(21 221 ca PM 241ca PMPPP 221 21 1(21 221 cacc PMPPPPP ca PM )21 2Lcma RUMP 2)1( 22m ax am ax2aLL 21mFmCR )1( aim mU )1( aim mU 8、 高频滤波系数 F （三）毕业设计（论文）的内容： 1、调幅原理 2、高电平调 幅电路分析 3、低电平调幅电路分析 4、检波电路分析 5、调幅信号的接收实例 （调幅收音机） （四）设计图名称： 1 调制信号和载波的波形图 2 集电极调幅电路图 3 理想化静态调幅特性图 4 基极调幅电路图 5 单二极管开关调幅电路电路图 6 K( 2t)与 u2 的波形图 7 二极管平衡调幅电路图 8 环形调幅电路图 9 环形电路的开关函数波形图 10 实际的环形电路图 11 双平衡混频器组件的外壳和电原理图 12 1496 芯片内部电路图 13 1496 构成的调幅器图 14 检波器输入输出波形图 15 大信号包络检波器 电路组成图 16 大信号包络检波器 工作原理图 17 大信号包络检波器的惰性失真 波形现象图 18 同步检波原理图 19 MC1596 组成的同步检波器 20 振幅检波器组成方框图 21 来复试收音机电路图 22 来复试收音机方框图 23 收音机磁性天线的绕制图 24 小功率调幅发射机电路 （五）毕业设计（论文）工作自 2012 年 3 月 19 日起 至 2012 年 6 月 15 日 （六）毕业设计（论文）进行地点 廊坊德基机械科技股份有限公司 （七）主要参考资料及文献 1. 周雪模拟电子技术 .西安：西安电子科技大学出版社， 2002 2. 胡宴如 .高频电子线路第三版 .北京：高等教育出版社， 2004 3. 林春方 .高频电子线路（第 2 版） .北京：电子工业出版社， 2007 4. 黄亚平 .高频电子技术 .北京：机械工业出版社， 2002 学 生 姓 名： 张宇 日期 2012.6.10 指导教师姓名： 张小谦 日期 2012.6.10 毕业设计（论文）说明书 高频调幅电路分析及应用 摘要：调幅的方法按电平的高低可区分为高电平调制和低电平调制，前者是直接产生满足发射机输出功率要求的已调波；后者是在低功率电平上产生已调波，再经过线性功率放大到所需的发射功率。 一般普通调幅发射机都采用高电平调制。它的优点是不必采用效率低的线性功率放大器，从而有利于提高整机效率。高电平调制电路必须兼顾输出功率、效率和调制线必的要求。 双边带调制和单边带调制通常都是低电平调制。调制电路的输出 功率和效率不是主要指标，调制电路的形式，非线性器件类型及工作状态选择不受输出功率和效率的限制，因而具有更大的灵活性，可以更好地提高调制线性和抑制载波输出。 关键词：调幅；高低电平调幅；分析及应用 Abstract:Divided into high modulation and low modulation amplitude modulation method can be high or low level, the former is directly attributable to meet the transmitter output power requirements of the modulated wave； the latter is a low power level of the modulated wave,after linear power amplification to the required transmit power. Ordinary AM transmitter with high modulation. Its advantage is that you do not have to adopt the low efficiency of linear power amplifier, which improves machine efficiency. The high modulation circuit must take into account the requirements of the output power, efficiency, and modulation of line will be. Double sideband modulation and single sideband modulation are usually low modulation. Output power and efficiency are not the main indicators of the modulation circuit, modulation circuit in the form of the nonlinear device type and state selection is not the limit of the output power and efficiency, and thus has greater flexibility, you can better improve modulation linearity and suppressed carrier output Keywords: AM； high and low amplitude modulation； analysis and application 目录 第一章 序言 1.1调 制基本原理 第二章 调幅原理 2.1 振幅调制的分类 2.2普通调幅信号的波形及表达式 2.3普通调幅信号的产生和解调方法 2.4 双边带调幅 2.5 单边带调幅 2.6 残留边带调幅 第三章 高电平调幅电路分析 3.1高电平调幅的原理分析 3.2 集电极调幅电路 3.3集电极调幅电路的电流与功率 3.4.基极调幅 3.4.1 基极调幅电路分析 3.4.2基极调幅电路的电流与功率 3.4.3基极调幅电路的特点 第四章 低电平调幅电路分析 4.1低电平调幅的原理分析 4.2 单二极管开关状态调幅电路 4.2.1 单二极管开关状态伏安特性的折线近似 4.2.2 二极管开关状态调幅频谱分析 4.3 二极管平衡调幅电路分析 4.3.1二极管平衡调幅电路的工作原理 4.4 模拟乘法器构成的调幅器 第五章 检波电路分析 5.1调幅信号的解调 5.2 检波电路的功能 5.3 检波电路的分类 5.4 包络检波 （二极管大信号包络检波器 ） 5.5 同步检波 5.6检波电路的组成 5.7检波电路的主要技术指标 第六章 调幅信号的接收实例 （ 调幅收音机 ） 6.1电路原理 6.2制作与调试 第七章 小功率调幅发射机的设计 7.1 电路原理 7.2 制作与调试 致谢 参考文献 第一章 序言 1.1调制基本原理 调制和解调是通信系统的重要组成部分，没有调制和解调，就无法实现信号的远距离通信。所谓调制，就是将我们要传输的低频信号 “ 装载 ” 在高频振荡信号上，使之能更有效地进行远距离传输。 所要传输的低频信号是指原始电信号，如声音信号、图像信号等，称为调制信号，用 u (t)表示；高频振荡信号是用来携带低频信号的 , 称为载波，用uc (t)表示；载波通常采用高频正弦波，受调后的信号称为已调波，用 u (t)表示。 具体地说 , 调制就是用调制信号控制载波的某个参数 , 并使 其与调制信号的变化规律成线性关系。因此 , 对模拟信号具有三种调制方式：调幅、调频和调相。 调幅，英文是 Amplitude Modulation（ AM）。属于基带调制。使高频载波的频率随信号改变的调制（ AM）。 调频（ FM），就是高频载波的频率不是一个常数，是随调制信号而在一定范围内变化的调制方式，其幅值则是一个常数。与其对应的，调幅就是载频的频率是不变的，其幅值随调制信号而变。 第二章 调幅原理 2.1 振幅调制的分类 振幅调制可分为普通调幅（ AM），双边带调幅（ DSB-AM），单边带调幅（ SSB-AM）与残留边带调幅（ VSB-AM） 几种不同方式。 2.2 普通调幅信号的波形及表达式 设载波 uc(t)的表达式和调制信号 u (t)的表达式分别为 根据调幅的定义，当载波的振幅值随调制信号的大小作线性变化时，即为调幅信号，则已调波的波形如图 4.1（ c）所示， 图 4.1（ a）、（ b）所示分别为调制信号和载波的波形。 由图可见，已调幅波振幅变化的包络形状与调制信号的变化规律相同，而其包络内的高频振荡频率仍与载波频率相同，表明已调幅波实际上是一个高频信号。 可见，调幅过程只是改变载波的振 幅，使载波振幅与调制信号成线性关系，即tUtu ccmc cos)( tUtu m co s)(使 Ucm变为 Ucm+KaUm cost ，据此，可以写出已调幅波表达式为 Ma 称为调幅系数， Umax 表示调幅波包络的最大值， Umin 表示调幅波包络的最小值。 Ma表明载波振幅受调制控制的程度，一般要求 0 Ma1 ，以便调幅波的包络能正确地表现出调制信号的变化。 Ma1 的情况称为过调制 , 下图所示为不同 Ma时的已调波波形。 为了分析调幅信号所包含的频率成分，可将式（ 4-3）按三角函数公式展开，得 可见 ，在已调波中包含三个频率成分： c、 c+ 和 c- 。 c+ 称为上边频， c- 称为下边频。由此而得到调幅波的频谱如下图所示。 由调幅波的频谱可得，调幅波的频带宽度为 BW=2F 式中， F为调制频率。 ttUkUtu cmacmAM co s)co s()( ttUUkU ccmmacm c o s)c o s1( ttU UU ccmccm c o s)c o s1( ttMU cacm co s)co s1( m i nm a xm i nm a xm i nm a x2 UU UUU UUU UkU UMcmcmmacmca ttMUtu cacmAM co s)co s1()( ttMUtU cacmccm co sco sco s tUMtU ccmaccm )c o s (21c o s tUM ccma )c o s (21 若调制信号为复杂的多频信号，则其频谱如 下 图 所示。 例如语音信号的频率范围为 3003400Hz，则语音信号的调幅波带宽为 2 3400=6800Hz。观察调幅波的频谱发现，无论是单音频调制信号还是复杂的调制信号，其调制过程均为频谱的线性搬移过程，即将调制信号的频谱不失真地搬移到载频的两旁。因此，调幅称为线性调制。调幅电路则属于频谱的线性搬移电路。 若调制信号为单频余弦信号，负载电阻为 RL，则已调波的功率主要有以下几种。 1. 载波功率 2. 上、下边频功率 3. 总平均功率 4. 最大瞬时功率 2.3 普通调幅信号的产生和解调方法 （ 1）普通调幅信号的产生 2cmL12cUPRccma RUMPP 1)2(21 221 ca PM 241ca PMPPP 221 21 1(21 221 cacc PMPPPPP ca PM )21 2Lcma RUMP 2)1( 22m a x 普通调幅信号的产生可将调制信号与直流相加，再与载波信号相乘，即可实现普通调幅。可采用低电平调幅方法和高电平调幅方法。 （ 2）解调方法 1）包络检波 利用普通调幅信号的包络反映调制信号波 形变化这一特点，如能包络提取出来，就可以恢复原来的调制信号。 2）同步检波 同步检波必须采用一个与发射端载波同频率同相的信号，这个信号称为同步信号。 2.4 双边带调幅 双边带调幅信号中仅包含两个边频，无载波分量，其频带宽度仍为调制信号频率的 2 倍。 2.5 单边带调幅 单边带调幅信号中仅包含一个边频。 2.6 残留边带调幅 残留边带调幅是指信号发送信号中包括一个完整边带、载波及另一个边带的小部分的调幅方法。 双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅只能采用同步检波！ 第三章 高电平调幅电路分析 3.1 高电平调幅的原理分析 高电平通常是用调幅信号控制末级丙端谐振功率放大器来进行调幅的，属于这类调幅电路的有基极调幅电路和集电极调幅电路 3.2 集电极调幅电路 图 1-1 是集电极调幅的原理电路。低频调制信号 u(t) 与丙类放大器的直流电源 vcT 相串联，因此放大器的有效极电极电源电压 VCC等于两电压之和，随调制信号变化。图中的电容器 C 是高频旁路电容，它的作用是短路高频电流，而对调制信号相当于开路。 图 1-1 集电极调幅电路 对于丙类高频功率放大器，当基极偏置 Vbb，激励 高频信号电压振幅 Ubm和集电极有效回路阻抗 Rp不变，只改变集电极有效电源电压时，集电极电流脉冲在欠压区可认为不变。而在过压区，集电极电流脉冲幅度将随集电极电源电压 VCC变化。因此集电极调幅必须工作在过压区。 集电极调幅是高电平调幅，它只能产生普通调幅波。要求电路输出功率高效率高。 设基极激励信号电压为 则基极瞬时电压为 又设集电极调制信号电压为 则集电极的有效电压为 上式中，调幅指数 。 由此可见，要想得到 100%的调幅 ，调制信号电压的峰值应等于直流电压 vcT。 3.3集电极调幅电路的电流与功率 在线性调幅时，由集电极有效电源 VCC 所提供的集电极电流的直流分量 IC0 和集电极电流的基波分量 IC1m 与 VCC成正比，如图 1-2 所示。 图 1-2 理想化静态调幅特性 当 时，则 （ 1-3） （ 1-4） 在载波状态时， 。此时 其对应的功率和效率为： 直流电源 vcT 输入功率 载波输出功率 集电极损耗功率 集电极效率 当处于调幅波峰（最大点）时，电流和电压都达到最大值： 则对应的各项功率和效率为： 有效电源输入功率 高频输出功率 集电极损耗功率 集电极效率 （常数） 以上各式说明，在调制波峰处所有的功率都是载波状态相应功率的 倍，集电极效率不变。 在调制信号（音频）一周内的电流的平均值 (1-5) 由此得出一个结论：在线形调幅时，集电极被调丙类放大器的平均直流电流不变。 由集电极有效电源电压 VCC 供给被调放大器的总平均功率为 (1-6) 式中，由集电极直流电源 vcT 所供给的平均功率则为 (1-7) 由调制信号源 u(t) 所供给的平均功 率为 (1-8) 在调制一周内平均输出功率为 (1-9) 在调制信号一周内平均集电极损耗功率为 (1-10) 在调制信号一周内平均集电极效率为 (1-11) 综上所述，可得出如下几点结论： 1.调制信号一周内平均功率都是载波状态对应功率的 倍。 2.总输入功率分别由 vcT 和 u(t) 所供给， vcT 供给用以产生载波功率的直流功率 P=T ， u(t)则供给用以产生边带功率的平均输入功率 P 。 3.集电极平均损耗功率等于载波点的损耗功率的 倍 。 应 根 据 这 一 平 均 损 耗 功 率 来 选 择 晶 体 管 ， 以 使 。 4.在调制过程中，效率不变，这样可保证集电极调幅电路处于高效率下工作。 5.因为调制信号源 u(t)需要提供输入功率，故调制信号源 u(t) 一定要是功率源。大功率集电极调幅就需要大功率的调制信号源，这是集电极调幅的主要缺点。 3.4.基极调幅 3.4.1基极调幅电路分析 图 2-1 是基极调幅电路。图中 C1,C3为高频旁路电容； C2为低频旁路电容；B1为高频变压器； LC回路谐振于载波频率 c，通频带为 2Fmax 。 图 2-1 基极调幅电路 基极调幅电路的基本原理是利用丙类功率放大器在电源电压 Vcc，输入信号振幅 Ubm，谐振电阻 Rp不变的条件下，在欠压区改变 Vbe，其输出电流随 Vbe变化这一特点来实现调幅的。 3.4.2基极调幅电路的电流与功率 (可自行推导与验证 ) 3.4.3基极调幅电路的特点是： 1必须工作在欠压状态下； 2载波功率和边频功率都由直流电源 Vcc提供； 3调制过程中效率是变化的； 4 ，即集电极平均损耗功率 小于载波状态下的集电极损耗功率。 第四章 低电平调幅电路分析 4.1低电平调幅的原理分析 低 电平调幅是现在低功率电平级产生已调波，再由限行高频功率放大器放大到所需发射功率电平。常用的低电平调幅电路主要有模拟乘法器调幅电路（工作频率一般在几十兆赫兹以下）和二管平衡调幅电路（工作频率可高达几吉赫兹）等。 4.2 单二极管开关状态调幅电路 所谓开关状态调幅电路是指二极管在不同频率电压作用下进行频率变换时，其中一个电压振幅足够大，另一电压振幅较小，二极管的导通或截止受大振幅电压的控制，近似认为二极管处于开关状态。 4.2.1单二极管开关状态伏安特性的折线近似 单二极管电路的原理电路如图 2-1 所示 (负载略 )，输入信号 u1 和控制信号（参考信号） u2同时作用在非线性二极管上。 图 3-1 单二极管开关调幅电路电路 忽略输出电压 Uo的反作用，加在二极管两端的电压 UD为 UD=u1+u2 （ 2-2） 二极管可等效为一个受控开关 ,控制电压就是 u2。 图 2-3 二极管伏安特性的折线近似 二极管开关状态调幅电路分析可认为二极管的通断主要由 u2 控制 ,可得 (2-4) 一般情况下 ,Vp 较小 ,有 u2Vp,可令 Vp=0(也可在电路中加一固定偏置电压E0,用以抵消 Vp)，式 (2-4)可进一步写为 （ 2-5） 由于 u2 U2mcos 2t,则 u2 0 对应于 2n - /2 2t 2n + /2, n=0,1,2, 故有 （ 2-6） 上式也可以合并写成 （ 2-7） 式中， g(t)为时变电导，受 u2的控制； K( 2t)为开关函数，它在 u2的正半周时等于 1，在负半周时为零，即 （ 2-8） 时变电导 g(t)为 （ 2-9） K( 2t)是周期性函数 ,可用傅里叶级数展开为 : （ 2-10） 图 2-11 K( 2t)与 u2的波形图 4.2.2 二极管开关状态调幅频谱分析 若 u1 U1mcos 1t为单频率信号，代入 (2-12)式有 （ 2-13） 可以看出 ,流过二极管的电流 iD中的频率分量有： 1. 输入信号 u1和控制信号 u2的频率分量 1 和 2 2. 控制信号 u2的频率 2 的偶次谐波分量； 3. 由输入信号 u1 的频率 1 与控制信号 u2 的奇次谐波分量的组合频率分量 (2n+1) 2 1， n=0,1,2, 。 4.3 二极管平衡调幅电路分析 图 2-14（ a）是二极管平衡电路的原理电路。它是由两个性能一致的二极管及中心抽头变压器 T1、 T2组成。 图 2-14 二极管平衡调幅电路 4.3.1 二极管处于大信号工作状态 ,伏安特性可用折线近似。 u2u1，二极管开关主要受 u2 控制。忽略输出电压的反作用 ,则加到两个二极管上的电压 uD1、 uD2为 uD1=u2+u1 uD2=u2u1 由于加到两个二极管上的控制电压 u2 是同相的 ,因此两个二极管的导通、截止时间是相同的 ,其时变电导也是相同的。由此可得流过两管的电流 i1、 i2分别为 i1、 i2在 T2次级产生的电流分别为 （ 2-15） 但两电流 i1、 i2 流过 T2 的方向相反，在 T2 中产生的磁通相消，故次级总电流 iL应为 （ 2-16） 将式（ 3-13）代入上式，有 （ 2-17） 考虑 u1 U1mcos 1t，代入可得 (2-18) 当考虑 RL的反映电阻对二极管电流的影响时 ,要 用包含反映电阻的总电导来代替 gD。如果 T2 次级所接负载为宽带电阻，则初级两端的反映电阻为 4RL。对i1、 i2各支路的电阻为 2RL。此时总电导为 （ 2-19） 4.3.2 图 2-20 为二极管环形调幅电路，与二极管平衡电路相比，多接了两只二极管VD3和 VD4，四只二极管组成一个环路，因此称为二极管环形电路。 图 2-20 环形调幅电路 二极管环形电路的分析与二极管平衡电路相同。根据图 2-20（ b）（ c）中电流的方向，平衡电路 1 和 2 在负载 RL上产生的总电流为 （ 2-21） 其中 （ 2-22） 由此可见 K( 2t)、 K( 2t )为单向开关函数， K( 2t)为双向开关函数，且有 (2-23) 图 3-24 环形电路的开关函数波形图 由此可得 K( 2t- )、 K( 2t)的傅里叶级数 （ 2-25） 当 u1=U1mcos 1t时 （ 2-26） 图 2-27 实际的环形电路 图 2-28 双平衡混频器组件的外壳和电原理图 4.4 模拟乘法器构成的调幅器 可以看出，普通调幅波，双边带调幅波和单边带调幅波都含有调制信号和载波的乘积项，所以可以用模拟乘法器来构成调 幅器。 图 2-29 1496芯片内部电路图 采用集成模拟乘法器 1496 来构成调幅器，图 2-29 为 1496 芯片内部电路图，它是一个四象限模拟乘法器的基本电路，电路采用了两组差动对由 V1 V4 组成，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路，即V5与 V6，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。 D、 V7、V8为差动放大器 V5、 V6的恒流源。进行调幅时，载波信号加在 V1 V4的输入端，即引脚的 8， 10 之间；调制信号加在差动放大器 V5、 V6 的输入端，即引脚 1、 4 之间， 2、 3 脚外接 1K 电阻，以扩大调制信号动态范围 ，已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚 6、 12之间）输出。 用 1496集成电路构成的调幅器电路图如图 2-30所示，图中 Rp1用来调节引出脚 1， 4 之间的平衡， Rp2用来调节 8， 10之间的平衡，三极管 V 为射极跟随器，以提高调幅器带负载能力。 图 2-30 1496构成的调幅器 第五章 检波电路分析 5.1调幅信号的解调。 调幅信号的解调是从已调振幅调制信号中取出调制信号。通常将这种解调称为检波。完成这种解调作用的电路称为振幅检波器，简称检波器。 5.2 检波电路的功能 检波电路的功能是从调制信号中不失真地恢复出原调制信号。当输入信号为高频等幅波时，检波器输出为直流电压，如图 2-2（ a）所示。当输入信号是正弦调制的调幅信号时，检波器输出电压为正弦波，如图 2-2（ b）所示，当输入信号为脉冲调制调幅信号的时，检波器输出电压为脉冲波，如图 2-2（ c）所示。 图 2-2 检波器输入输出波形 从信号的频谱来看，检波电路的功能是将已调波的边频或边带信号频谱般移到原调制信号的频谱处。如图 9-20 (b)，输入信号频谱为 c， c ，而通过检波电路后输 出信号的频率为 。这样的频谱搬移过程正好与振幅调制的频谱搬移过程相反。 5.3 检波电路的分类 根据输入调制信号的不同特点，检波电路可分为两大类：包络检波和同步检波。 包络检波是指检波器的输出电压直接反映输入高频调幅波包络变化规律的一种检波方式。根据调幅波的波形特点，显然只适合于普通调幅波的解调。 同步检波主要应用于双边带调幅波和单边带调幅波的检波。因为双边带调幅波和单边带调幅波的频谱中缺少一个载波频率分量，不能用包络检波器解调，必须用在检波器输入端加一个本地载波信号的同步检波器实现解调。 5.4 包络检 波（大信号包络检波器） 1 大信号包络检波器 (1) 电路组成 (2) 工作原理 2 大信号包络检波器的惰性失真 (1) 形成原因 RL CL 过大使二极管在截止期间 CL 的放电速度太慢，以致跟不上调幅波包络的下降速度 ，出现如图所示的失真现象。 (2) 波形现象 (3) 避免条件 3 大信号包络检波器的负峰切割失真 图中： 相当于给 V 加了一额外的反偏电压，当 RL 比 Ri2大得多的情况下， URL就很大使得输入调幅波包络的大小在某个时段小于 URL，导致 V 在这段时间截止，产生非线性失真。其底部被 切去，形成 “ 负峰切割失真 ” 。 4 克服负峰切割失真的方法 为了避免负峰切割失真，必须 因而 也就是说，负峰切割失真本质上是由于检波器交、直 流负载不等而引起，为此可采用如图的措施来减小交 直流负载的差别。 am ax2aLL 21mFmCRim2iL LRL URRRU )1( aim mU im2iLLRL URR RU 2iL2ia RR Rm LL2i /R RR )(L（直流负载 交流负载）RRLR 2L1L RR R 2i2L1L / RRR 5.5 同步检波器 (1) 电路特点 对 AM、 DSB、 SSB 等调幅波均适用 工作时需要有一同步参考信号 (与载波同频同相 )。 (2) 同步检波原理 设： 则： 分析可知其中含有频率分量 0、 F、 2fc、 (2fc F) 用一 低通滤波器后再隔直便得到低频调制 信号。 )(i tuttmU caim co s)co s1( tUtu crmr cos)( )()()( riMz tutuKtu ttmUUK c2acmimM c o s)c o s1( 原理：调幅信号 ui(t) 加到 1 脚，同步信号 ur(t) 加到 8 脚。检波输出信号从 9 脚输出，经过型低通滤波器滤除高频分量，最后由隔直电容去除直流后，得到所需的低频输出信号 uo(t)。 5.6检波电路的组成 图 2-3 振幅检波器组成方框图 调幅信号的频谱由载频和边频分量组成，并不包含调制信号本身的频率分量，但它包含有调制信号的信息。为了解调出原调制频率 ，检波器必须包含有非线性器件，以便调幅信号通过它产生新的频率分量，其中包含有所需的 分量，然后由低通滤波器滤除不需要的高频分量，取出所需 的调制信号。所以检波电路的组成如图 2-3 所示，应由三部分组成，即高频输入回路，非线性器件和低通滤波器。 5.7检波电路的主要技术指标 （一）电压传输系数 Kd 检波电路的电压传输系数是指检波电路的输出电压和输入高频电压振幅之比。 当 输 入 为 高 频 等 幅 波 ， 即 时， Kd 定义为输出直流电压与输入高频电压振幅 Uim 的比值，即 （ 2-4） （二）等效输入电阻 Rid 检波器往往与前级高频放大器的输出端连接，检波器的等效输入电阻将作为放大器的负载影响放大器的电压增益和通频带。 实际上，检波器的输入阻抗是复数，可看成由电阻和电容并联组成。通常输入电容与高频谐振回路构成谐振，所以可只考虑输入电阻 Rid的影响。 因为检波器是非线性电路， Rid的定义与线性放大器是不相同的。 Rid的定义为输入等幅高频电压的振幅 Uim与输入高频电流脉冲的基波分量振幅的比值，即 （ 2-5） （三）非线性失真系数 Kf 非线性失真的大小，一般用非线性失真系数 Kf 表示。当输入为单频调制的调幅波时， Kf定义为 （ 2-6） 式中 U ， U2 ， U3 分别为输出电压中调制信号基波和各次谐波分量的有 效值。 （四）高频滤波系数 F 高频滤波系数定义为 F，输入高频电压的振幅 Uim 与输出高频电压的振幅Uom 的比值，即 （ 2-7） 第六章 调幅信号的接收实例 （ 调幅收音机 ） 通常的中、短波收音机是最典型 的调幅信号接收设备。自己动手组装 收音机，几乎是所有无线电爱好者乐 此不疲的课题。通过收音机的制作， 我们便可对调幅信号的接收原理和电路构成有一个直观和具体的了解。 图 15所示为来复式收音机电路 图，可以接收 535 1605 kHz的中波调 幅广播，电路结构简单、制作调试容易、工作稳定可靠，非常 适合初学者练习组装。 6.1 电路原理 这是一种直接放大式收音机。晶 体管 VT1采用来复式电路结构，既是高 频放大管，又是音频放大管。晶体管 VT2构成射极跟随器，起阻抗转换与匹 配作用。可变电容器 C1与 L1组成调谐 回路，转动 C1即可调台。 整机电路由调谐回路 、 高频放 大、倍压检波、音频放大和射极跟随 器等部分组成，图 16所示为电路工作 原理方框图。无线电调幅信号由 L1、 C1调谐回路选择接收后，进入晶体管 VT1进行高频放大。放大后的高频信号 送入二极管VD1、 VD2进行倍压检波， 检波后得到的音频信号再次进入 VT1进 行音频 放大，然后经 VT2射极跟随器驱 动耳机发声。 高频阻流圈 L3 和电容 C3完成高频 信号与音频信号的 分流。由于高频阻流圈 L3对高频信号 阻抗很大，因此 VT1集电极输出的高频 信号只能经 C3至倍压检波电路进行检 波。而 VT1集电极输出的音频信号则可 经 L3至 VT2 基极。 6.2 制作与调试 收音机磁性天线需自己动手制 作。选取一根直径 10mm、长 60mm左 右的圆形中波磁棒，用牛皮纸在磁棒 上裹两圈形成一个圆桶状骨架。用多 股纱包漆包线在牛皮纸骨架上平绕 60 圈为 L1 ，间隔几毫米后再同向绕 12圈 为 L2 ，如图 17所示。磁性天线的线圈 应能够在磁棒上来回移动。 由于电路比较简单，可用洞洞板 （万能电路板）进行装制，图 18所示 为采用洞洞板制作的电路板。 调试时 ， 首先调整晶体管工作 点。调节偏置电阻R2 ，使 VT1集电极 电流为 1.2mA即可。 其次校准频率刻度。 可用前面自 制的高频信号发生器做信号源，转动收 音机可变电容器收听高频信号发生器的 信号，比较自制收音机与高频信号发生 器调谐旋钮旋出的角度，并通过左右移 动收音机磁性天线线圈在磁棒上的相对 位置来校准。如收音机频率指示偏高， 应将其天线线圈向磁棒的顶端移动。如 收音机频率指示偏低，应将其天线线圈 向磁棒的中间移动。 第七章 小功率调幅发射机的设计 7.1 电路原理 图 是一个小功率调幅发射机的电路。其特点是电路简单、取材方便、调试容易、实验效果良好。可用来作调幅广播与接收、无线电话等多项实验。该电路由低频 振荡 (低频放大 )、高频振荡及调制发射三部分电路组成。 图 小功率调幅发射机电路 其中晶体管 VTl 及其外围元件构成 RC 移相振荡器。 F=1/（ 2 RC） =1KHz,输出的信号作为低频调制信号。当插头插入插口 CK 后， RC 振荡器变为低频放大器 ,可由外部输入音频信号经放大后作为低频调制信号。 RW、 C5 构成交流负 反馈网络，调节 RW可连续地改变交流负反馈的强度，从而改变了放大器的增益，因此改变了输出的低频振荡信号或音频信号的幅度，所以 RW可作为调幅度调节电位器