通信电子线路大纲第六章.doc

通信电子线路教学教案第6章 调幅、检波与混频电路一、教学目标本章介绍了调制、解调的基本概念、组成、工作原理及四种调幅方式普通调幅、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅，同时介绍了四种调幅方式的解调方法，混频的基本概念、混频典型电路和倍频的基本概念；以及一种常用的倍频电路晶体管倍频器。1. 了解调制、解调的基本概念和相应的工作原理；2. 掌握振幅调制与解调原理，重点掌握四种调幅方式普通调幅、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅中的普通调幅、双边带调幅、单边带调幅；3. 了解解调（检波）的基本概念及其内涵，掌握包络检波、同步检波的工作原理，判断这两种方法的区别，掌握包络检波、同步检波的特点和应用场所；4. 掌握混频的基本概念和混频典型电路、工作原理，了解混频虽然与调幅、检波同属于线性频谱搬移过程，但在参数和电路设计上须认真考虑混频干扰的影响，采取措施尽量避免或减小混频干扰的产生及引起的失真。5. 了解倍频的基本概念，掌握一种常用的倍频电路晶体管倍频器。二、教学重点（1）、掌握调制、解调的基本概念，重点掌握四种调幅方式普通调幅、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅，对于相同调制信号产生的已调波信号的时域波形不一样，频谱不一样，带宽不完全一样，调制与解调的实现方式与难度不一样，适用的通信系统也不一样。（2）、掌握混频的基本概念和混频典型电路、工作原理，了解混频虽然与调幅、检波同属于线性频谱搬移过程，在工作原理上基本相同。（3）、单边带调幅信号的三种产生方法，分析各种方法的优缺点，相移滤波法的工作原理；了解两信号相乘是实现线性频谱搬移的最直接方法，所以模拟乘法器是进行调幅、检波和混频的最常用器件。在有关专用集成电路里，具有相乘功能的双差分电路也是最常见的。（4）、掌握二极管峰值包络检波器的工作原理，虽然由于二极管峰值包络检波器电路简单而被广泛采用。但要注意，它只适用于普通调幅信号的检波, 而且要正确选择元器件的参数，以免产生惰性失真与底部切割失真。（5）、同步检波（乘积检波）需要一个与发射端载频同频同相（或固定相位差）的同步信号。对于普通调幅、双边带调幅和残留边带调幅, 可以从接收已调波中直接提取同步信号；而对于单边带调幅，则必须在发射端另外专门发送一个载频信号供接收方提取。采用第8章将要介绍的锁相环电路是提取同步信号的好方法。（6）、了解倍频的基本概念，掌握一种常用的倍频电路晶体管倍频器，在使用时应注意两点：一是倍频次数一般不超过34；二是要采用良好的输出滤波网络。三、教学难点1. 四种调幅方式普通调幅、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅的特点，产生方法，解调应采用方法，即何时采用同步检波、何时采用包络检波；2. 单边带调幅信号的三种产生方法，分析各种方法的优缺点，相移滤波法相关电路的工作原理；3. 同步检波（乘积检波）中一个与发射端载频同频同相（或固定相位差）的同步信号的产生；4. 二极管峰值包络检波器的工作原理和实际电路的分析。四、教学方法本章主要以调幅、检波与混频为中心环节，涉及的知识点多，而且比较杂，内部逻辑性差；但它不仅是我们通信电子线路的重点，同时调幅、检波与混频是我们通信电子线路的难点，为了让学生能很好地掌握这部分知识，本人先把所有地知识点加以整理，调整其内部的逻辑关系，从调幅的工作原理开始重点讲解，在板书的同时，组织学生进行讨论，给学生分析了调幅的工作原理，认真分析Ma的含义，它与Umax、Umin和Ucm之间的关系，请同学们用表达式给出；每个条件都包含振幅和相位两个方面的要求；使学生开始就掌握正弦波振荡器工作状态，同时教会学生自主学习的方法，要求学生对这些基本概念进行理解，达到灵活的地步，对相关正弦波振荡器的判断能做到举一反三。本章教学以“调幅、检波与混频”这个基本概念为中心来安排教学程序，强调学生通过AM、DSB、SSB的典型电路和调幅信号的表达式、波形来理解调幅电路的基本工作原理，掌握AM、DSB、SSB调制的频谱结构、功率谱等重要概念，然后通过图形演示单边带调幅信号产生的方法：1 滤波法；2 相移法；3 相移滤波法；然后介绍了高电平调幅电路和低电平调幅电路；在介绍包络检波与同步检波的工作机理上，重点分析了他们的区别区别，最后我们分析了混频原理及特点，讨论了六种常见的混频干扰。五、教学手段根据本章课的教学特点，我采用多媒体教学和板书教学相结合的教学手段。首先我应用多媒体课件给出了通调幅信号的表达式、波形，然后组织学生对调制系数Ma的含义和它与幅度调制的关系，让学生来理解调幅的内含；然后通过板书推导了给出了AM、DSB、SSB调制的频谱结构、功率谱：这样学生就从根本上掌握这三种调制方式的内在联系和本质区别，有利于我们学生对这些概念的了解和掌握。而对SSB调制信号的产生本人则着了重点讲解，通过分析能产生SSB信号的三种典型电路，得出它们各自的优缺点，最后给出相移滤波法的实现具体电路，并请学生根据我们的分析进行讲解。通过本人板书画图和动画演示，给出包络检波与同步检波的具体电路，分析它们的电路功能，让学生从电路来来理解这两种检波方式的区别，掌握那些调制方式可以既可以用包络检波，又可以用同步检波；那些调制方式只能用包络检波或只能用同步检波。最后我们分析了混频原理及特点，本人把重点公式的理论推导在板书教学中完成，讨论了六种常见的混频干扰。所有这些教学手段的应用，不仅能把基本概念讲解清晰，有利于学生的这些知识的掌握；同时因为采用多种教学手段，也提高课堂教学效益，使较难的知识变得浅显易懂。六、教学时间由于本章是不仅通信电子线路中的重点之一，也是难点之一，内容多，概念多，内部知识的逻辑关系较为复杂，在理清本章知识的相互关系后，对这部分内容讲解顺序着一定的调整，本章共分三次课，用九课时进行教学。七、教学过程本章主要介绍了反馈型正弦波振荡器的基本组成、工作原理及几种常用反馈型正弦波振荡器电路，分析了三端振荡器的构成原则和电容式振荡器的两种改进类型，同时介绍了振荡器的频率稳定分析的判断以及晶体振荡器中的几种振荡现象和相应的措施。本人从反馈型正弦波振荡器相关基本知识的入手，通过分析模拟电路中所学的反馈电路的基本原理，温故知新，由浅入深，从容易到困难，来完成本章课程的教学任务。本人把本次教学内容分概述、反馈振荡器的工作原理和LC正弦波振荡器、振荡器的频率稳定度、晶体振荡器和晶体振荡器中的几种振荡现象等五个方面基础知识来进行教学。第一讲1、概述1.1调制解调的概念，调制电路与解调电路的基本功能；1.2调制的分类：（1）脉幅调制(PAM)，脉宽调制(PDM)和脉位调制(PPM)；（2）调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。2、振幅调制与解调原理2.1 普通调幅(Am)方式1.1 普通调幅信号的表达式、波形在介绍普通调幅信号的表达式、波形以后，组织学生就下列两个问题进行讨论（1）、认真分析调制系数Ma的含义，它与Umax 、Umin和Ucm之间的关系，请同学们用表达式给出（2）、讨论Ma的值与调幅调制的关系，分三种情况讨论； 1.2 普通调幅信号的频谱1.3 普通调幅信号的功率谱普通调幅信号的产生和解调方法(1) 包络检波(2) 同步检波2.2双边带调幅方式 （1）双边带调幅信号的特点（2）双边带调幅信号的产生与解调方法2.3单边带调幅方式单边带调幅信号产生的方法：1 滤波法2 相移法3 相移滤波法2.4残留边带调幅方式第二讲3、调幅电路3.1高电平调幅电路3.2低电平调幅电路1 单片集成模拟乘法器2 模拟乘法器调幅电路4 检波电路4.1包络检波电路4.2同步检波电路重点掌握包络检波与同步检波的区别，掌握那些调制方式可以既可以用包络检波，又可以用同步检波；那些调制方式只能用包络检波或只能用同步检波。第三讲5 混 频5.1混频原理及特点5.2 混频干扰1. 信号和本振产生的组合频率干扰2 一个外来干扰和本振产生的组合频率干扰3 两个外来干扰和本振产生的组合频率干扰4 外来干扰和信号、本振产生的交叉调制干扰5 包络失真和强信号阻塞干扰6 减小或避免混频干扰的措施(1) 选择合适的中频(2) 提高混频电路之前选频网络的选择性，减少进入混频电路的外来干扰，这样可减小交调干扰和互调干扰。(3) 采