高频电子线路—考前15天冲刺.ppt

高频电子线路-总结与复习,2015年12月,题型题量分值分布,第一章：绪论（10%，简答）第二章：串、并联谐振第三章：放大器（二三章共30%，简答+计算）第四章：振荡器（15%，简答）第五章：频谱搬移第六章：振幅调制解调（五六章共35%，计算）第七章：振幅调制解调（10%，计算）,第01讲：绪论1、无线通信系统框图，各模块作用2、为什么要调制？调制类型有哪些？,二、通信系统概述组成,基带信号与基带信号传输,信号频带：在通信系统中被传输的信号，一般情况下都不是单一频率的信号，而是频带信号，即由在一定频率范围内的许多频率分量组成。而它所占有频率范围的大小，则称为这个信号所占有的频带宽度。,举例：1.电话信号的频带是3003400Hz。2.我国电视图象信号的频带是06MHz。3.调频广播88108MHz。,二、通信系统概述信号,为什么要调制？1、有效发射电磁波-调制到高频可以减小天线尺寸；2、有效利用频带；3、提高抗干扰能力。,调制方式：调幅基带信号控制载波幅度调频基带信号控制载波频率调相基带信号控制载波相位,为什么要调制到高频？,射频电路特点与现象,趋肤效应：这是由于交流信号只是部分渗透到金属，因此只在导体的外表面薄层中流过。当频率升高时，趋肤效应将更加明显，导致交流电阻大大高于直流电阻，引起信号传输途径中的损耗增加。,辐射：这是指信号泄漏到空间中。本质上，这意味着从导体媒体旁路掉，即不是所有的信号源能量输送到负载。辐射也引起一些耦合效应，如电路元件间、电路和它的环境间、从环境到电路的耦合等。“电磁干扰”（EMI），就是由于射频/微波频率的信号辐射引起的。因此，为了减小干扰，需要接地、屏蔽、隔离和滤波。,高频电子线路第2章-高频电路基础,卢新祥2015年09月,第02讲：基础1、串并联谐振回路-幅频特性（b）等效电路;（c）阻抗特性;（d）辐角特性,并联阻抗为,(211),绍兴文理学院,(2）并联谐振回路。,定义：使电抗为零的频率为并联谐振频率0,令Zp的虚部为零,求解方程的根就是0,可得,式中,Q为回路的品质因数,有,当时,。回路在谐振时的阻抗最大,为一电阻R0,绍兴文理学院,（216）,（217）,图28表示了并联振荡回路中谐振时的电流、电压关系。,绍兴文理学院,绍兴文理学院,绍兴文理学院,特性：,电压相位超前电流，回路呈感性,电压、电流同相位，回路呈电阻性,电压相位滞后电流，回路呈容性,串联谐振时,电容、电感支路电流大小相同、方向相反，构成的回路谐振电流绝对值是回路输入端电流的Q倍-电流谐振,回路通频带、选择性等分析同串联谐振回路,例1设一放大器以简单并联振荡回路为负载,信号中心频率fs=10MHz,回路电容C=50pF,(1)试计算所需的线圈电感值。(2)若线圈品质因数为Q=100,试计算回路谐振电阻及回路带宽。(3)若放大器所需的带宽B=0.5MHz,则应在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求?解：(1)计算L值。为获得大的输出电压信号，作为负载的并联振荡回路应调谐在信号的中心频率上，由式(22),可得,绍兴文理学院,将f0以兆赫兹(MHz)为单位,以皮法(pF)为单位,L以微亨（H）为单位，上式可变为一实用计算公式:,将f0=fs=10MHz代入,得,(2)回路谐振电阻和带宽。由式(212),绍兴文理学院,回路带宽为,(3)求满足0.5MHz带宽的并联电阻。设回路上并联电阻为R1,并联后的总电阻为R1R0,回路有载品质因数为QL。由带宽公式,有,此时要求的带宽B=0.5MHz,故,回路总电阻为,绍兴文理学院,需要在回路上并联7.97k的电阻。,绍兴文理学院,2)抽头并联振荡回路,指激励源/负载与LC并联谐振回路中电感/电容部分连接；作用:可通过改变抽头位置，实现回路与信号源的功率匹配，或实现阻抗变换接入系数P：表征回路与外电路连接的紧密程度,*回路谐振电流外电路电流常见抽头振荡回路,绍兴文理学院,例2如图211，抽头回路由电流源激励,忽略回路本身的固有损耗,试求回路两端电压u(t)的表示式及回路带宽。,图211例2的抽头回路,绍兴文理学院,解：由于忽略了回路本身的固有损耗,因此可以认为Q。由图可知,回路电容为,谐振角频率为,电阻R1的接入系数,等效到回路两端的电阻为,绍兴文理学院,回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅U=IR=2V,故,输出电压为,回路有载品质因数,回路带宽,绍兴文理学院,3)耦合振荡回路在高频电路中,有时用到两个互相耦合的振荡回路,也称为双调谐回路。把接有激励信号源的回路称为初级回路,把与负载相接的回路称为次级回路或负载回路。,绍兴文理学院,高频电子线路第3章-高频谐振放大器,卢新祥2015年10月,第3章高频谐振放大器,3.1高频小信号放大器3.2高频功率放大器的原理和特性3.4高频功率放大器的实际线路（作图）,谐振放大器：以各种选频电路作为负载的放大器，实现选频和阻抗变换,高频谐振放大器,高频小信号放大器,高频功率放大器,广泛应用于各种通信设备中,接收端,发射端,3.1高频小信号放大器,高频小信号谐振放大器-放大高频小信号，在无线接收设备中，高频小信号放大器用来选择并放大从天线上感应的微弱的已调信号。1）特点：被放大的信号幅度小，放大器件工作在线性区,一、概述,3）5项性能指标：*电压增益,*通频带宽度BW0.707,*选择性,*工作稳定性、噪声系数,二、高频小信号谐振放大器的工作原理及性能分析,晶体管微变等效电路-Y参数等效,2）晶体管Y参数等效电路-不管管子内部的物理过程，仅从管子的引脚端口处进行等效图3.2(b)可以得到晶体管Y参数等效电路的Y参数方程,(35a),(35b),图3.2(b)晶体三极管Y参数等效电路,Ib,Ic,在忽略rbe及满足CC的条件下,Y参数与混参数之间的关系为,(31),(32),(33),(34),Y参数与频率有关，窄带下视为常数，由厂家给出,3)放大器的性能参数忽略管子内部的反馈,即令Yre=0,由图33可得,(36a),图33高频小信号放大器的高频等效电路,(36b),(3)输出导纳Yo,(39),(1)电压放大倍数K,(2)输入导纳Yi,(37),(38),(4)通频带B0.707与矩形系数K0.1；通频带B0.707为,(310),矩形系数K0.1由单调谐回路决定近似为10,举例3-1：电路如图所示，单级谐振小信号放大器电路（取多级放大器中的一级）设工作频率f=30MHZ,晶体管采用3DG47，当静态工作点VCEQ=6V，IEQ=2mA时,其Y参数为Yie：gie=1.2msCie=12pfYoe:goe=1msCoe=9.5,=58.3ms,Yre,回路参数L=1.4H，接入系数P1=1，P2=0.3，回路空载品质因素QO=100。求：谐振时电压放大倍数AVO，带宽B0.707。,电路分析：*直流偏置电路采用分压式工作点稳定电路，设计好R1、R2、R3值，使静态工作点设置在器件的线性区。*采用带抽头的LC并联谐振回路做交流负载，完成阻抗变换和选频任务*前级放大器可视作本级放大器的带内阻的信号源（用电流源等效）*后级放大器可视作本级负载，用导纳表示包含电导和电纳（由电容引起）部分,*LF、CF组成电源滤波电路，消除各级放大器通过电源带来的相互干扰。,直流偏置电路（分压式工作点稳定电路）,利用R3上的直流负反馈，稳定静态工作点,交流通路,Y参数交流等效电路,其中G0=1/R0；R0=Q00L=Q0/0C；Q0：回路空载时品质因素,分析计算：见作业,回路调谐在信号频率fs上G0=1/R0=1/Q0SL；,3.1.4多级谐振放大器1多级单调谐放大器级联,(313),(314),(315),高频功率放大器,1、高频功放一般工作在丙类（集电极电流导通角小于180度）2、主要性能指标计算：直流功率、基波功率和效率；3、原理：为什么能输出所需余弦波？,(1)高频管工作在C类。在管子的基极回路中加反向偏置电压或零偏压，只有在激励信号为正而且幅值达到一定值后，管子才导通，产生基极脉冲电流iB，管子的集电极电流iC也是脉冲状电流。(2)输出回路采用选频回路，要能从失真的集电极电流中滤出基频，提取所需要号。,图312晶体管高频功率放大器的原理线路,3.2.1组成图312是一个采用晶体管的高频功率放大器的原理线路,除电源和偏置电路外,它是由晶体管、谐振回路和输入回路三部分组成的。,丙类,一、放大器工作状态的选择,一、为什么高频功放工作在丙类状态，能获得高的效率？,1、放大电路中放大器件的作用：用加到管子发射结上的信号控制集电极回路中直流电源所提供的直流能量（直流功率P0），使之转换成交流信号的能量输出（输出功率P1）。但这种转换不可能是百分之百，因为直流电源所供给的功率除换成交流信号的能量输出外，还有一部分以热能的形式消耗在集电结上（耗散功率PC）,2、三者关系：P0直流电源供给的直流功率P1交流输出功率PC集电结耗散功率（等于瞬时集电极电流iC和瞬时集电极电压vCE的乘积）P0=P1+PC=P1/P0=P1/(P1+PC),5、iC电流分析：设输入为一单频正弦信号，Vb=Vbmcost,则iC是一个周期同输入一样的脉冲状电流，对其分解后（傅氏级数展开），可得到iC=IC0+IC1cost+IC2cos2t+ICncosnt+其中IC0=IC1=ICn=为余弦脉冲分解系数，可查表获得（见附录）输入为正弦信号，输出为脉冲状电流，产生了严重的失真但iC中包含着与信号相同的基波分量，只要设法将它提取出来，并转换成输出电压，就可实现在高效率前提下获得不失真被放大信号的目的。,6、提取方法：集电极回路的负载采用选频网络，并调谐于信号的中心频率上，则回路对iC中基波分量呈现很大的谐振电阻RL，而对iC中谐波分量呈现阻抗很小，可视作短路。,二高频功放的能量关系,1、输出功率2、直流电源输出功率=流过电源的直流电流乘电源电压P03、耗散功率,4、效率与有关，称波形系数；关系曲线见Pag78集电极电压利用系数（1）,另：作业中相应的计算题,3.2.2高频谐振功放的工作状态（欠压、临界、过压）和性能指标（输出功率、效率等）与外部参数（谐振负载电阻RL、激励信号幅度Ubm、直流电源Ec、Eb等）的关系,在高频电路中，根据管子集电极脉冲电流的最大电流icmax是否进入饱和区？是否在临界线上？将高频功放工作状态分为：1）欠压工作状态：icmax在临界线的右边，此时交流输出电压幅度（Vcm）较小；临界工作状态：icmax在临界线上，交流输出电压幅度（Vcm=Ec-Vces）变大；过压工作状态：icmax过临界线进入饱和区，交流输出电压幅度Vcm较大。,2高频功放的工作状态,3.2.3高频功放的外部特性高频功放外特性-指放大器的工作状态和性能指标（P1、等）随外部参数变化的规律随负载不同变化-负载特性*,功率放大器的负载特性,在其他条件不变(VCC、VBB、vb为一定)，只变化放大器的负载电阻而引起的放大器输出电压、输出功率、效率的变化特性称为负载特性。,电压、电流随负载变化波形,讨论1：当RL由小变大，动特性曲线斜率的绝对值由大变小，在输入信号不变的条件下，功放的工作状态变化是：欠压临界过压,*在欠压和临界状态，动态工作点在管子的放大区，iC=iB集电极电流与基极电流一样是余弦尖顶脉冲。*在过压状态，动态工作点有一段时间进入了管子的饱和区，集电极电流脉冲出现了凹顶。,讨论2：当RL由小变大，各性能指标的变化-负载特性曲线,随RL增加，功放工作状态由欠压区向临界过渡，在此范围内，icmax不变（理想输出特性）或略有下降（实际），IC1、IC0基本不变或略有下降。Vcm=IC1RL随RL呈近似线性增长。RL继续增加，功放工作状态进入过压区，集电极电流icmax变小并出现下凹，使IC1、IC0急剧下降，而Vcm=IC1RL，基本不变。,效率：=P1/P0在欠压区，P0基本不变，它随P1增加而增加。到达临界进入过压状态，开始时P1的下降没有P0快，继续缓增，随着RL继续增加，P1的下降比P0快，下降。,2、直流馈电线路直流馈电线路包括集电极和基极馈电线路。,3.4高频功率放大器的实际线路（参考作业911题，作图）,图325集电极馈电线路两种形式(a)串联馈电;(b)并联馈电晶体管、电源、谐振回路三者是并联连接的,故称为并联馈电线路。,图326基极馈电线路的几种形式,2）基极馈电线路基极馈电线路也有串联和并联两种形式。图326示出了几种基极馈电形式,基极的负偏压既可以是外加的,也可以由基极直流电流或发射极直流电流流过电阻产生。,高频电子线路第4章-正弦波振荡器,卢新祥2015年12月,第4章正弦波振荡器,作用：产生一定频率和幅度的信号,4.1反馈振荡器的工作原理,掌握反馈振荡器的组成和基本工作原理,起振条件+平衡条件+稳定条件,掌握反馈振荡器能否振荡的判断方法。,组成：带选频网络的放大电路+反馈网络=闭合环路放大器通常是以某种选频网络(如振荡回路)作负载,是一调谐放大器;反馈网络一般是由无源器件组成的线性网络。要求振荡器在VS为零时，使得Vi=Vf,以保证Vo输出不变,环路增益,*由于电路中包含非线性的放大器件，振荡幅度最后会稳定在一个确定的值上。,在振荡建立的开始期间，经选频网络提取的所需信号分量很小，需经环路放大后再由反馈网络回送到放大器进行放大，再选频，再放大-，这样，振荡信号由小到大逐渐建立起来。,二、反馈振荡器的三个重要条件：（1）平衡条件：振幅平衡条件,=1,相位平衡条件,（2）起振条件：,1,（3）振荡的稳定条件：振幅稳定条件相位稳定条件,振幅,相位,4.2LC正弦波振荡器,以LC谐振回路作选频网络的反馈振荡器称为LC正弦波振荡器,1MHz,Po较大,fo精确稳定,起振时放大器T1。随着振荡幅度的增大，放大器进入非线性状态，且由于自给偏置效应使T减小，直至T=1，进入平衡状态,在回路谐振频率上构成正反馈，满足了振荡的相位条件。,二、互感耦合振荡器工作原理,（2）三点式振荡电路,三点式振荡器的相位平衡条件:,射同余异,三端式振荡器有两种基本电路,如图所示。(a)中X1和X2为容性,X3为感性,满足三端式振荡器的组成原则,反馈网络是由电容元件完成的,称为电容反馈振荡器,也称为考必兹(Colpitts)振荡器,两种基本的三端式振荡器(a)电容反馈振荡器;(b)电感反馈振荡器,考必兹Colpitts),Hartley哈脱莱,1）基本电容三点式反馈振荡器（Colpitts）图(a)是一电容反馈振荡器的实际电路,图(b)是其交流等效电路。,直流通路：保证放大器工作在放大区。,交流通路：射同余异满足相位平衡条件，可能振荡，频率,起振条件：,1,画出交流等效电路,推导：,1*,2*,（不考虑gie的影响）,4.2.4改进型电容三点式振荡器(Clapp克拉泼),C3C1，C3L3C32.L1C1L3C34.L1C10时,回路呈容性；L2C2L3C32.L1C1L3C34.L1C1L2C2=L3C3,设电路为电感三点式，,感性,感性,容性,则：f03fOSCf01、f02,设电路为电容三点式，,容性,容性,感性,则：f01、f02fOSCf03,高频电子线路第5章-频谱线性搬移电路,卢新祥2015年10月,频谱的搬移,频谱的线性搬移：搬移前后的频谱结构不发生变化，只是在频域上作简单的移动。如调幅及其解调、混频等。,*频谱搬移：会产生新的频率分量,*线性搬移：搬移后，信号的频谱结构（形状）不变（即各频率间的相对关系不变）,频谱的搬移,频谱的非线性搬移：输入信号的频谱不仅在频域上搬移，而且频谱结构也发生了变化。如调频、调相及其解调等。,频谱的搬移,在频谱的搬移电路中，输出信号的频率分量大多数情况下是输入信号中没有的，因此必须用非线性电路来完成。,频谱非线性搬移-实现频率调制、解调相位调制、解调,*通信系统中，频谱搬移电路十分重要频谱线性搬移-实现振幅调制、解调和混频,统称角度调制,第五章频谱的线性搬移电路,5.2二极管电路二极管平衡电路二极管环形电路5.3差分对电路,二极管平衡电路,加到两个二极管上的控制电压u2同相;,（540）,K(w2t)是单向开关函数,(534),单向开关,二极管平衡电路,回顾单向开关函数：,二极管平衡电路,为分析方便，设变压器线圈匝数比N1:N2=1:1,(542),T2,二极管平衡电路,u1U1cos1t,K(2t)是单向开关函数,可用傅里叶级数展开为,二极管平衡电路,由上式可以看出,输出电流iL中的频率分量有:（1）输入信号u1的频率分量1;（2）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)21,n=0,1,2,。,(544),输出iL中频率分量与两个信号加入位置有关,(三)二极管环形电路,二极管环形电路,在u2正负半周轮流导通,二极管环形电路=两个平衡电路，故又称二极管双平衡电路。,二极管环形电路,根据图中电流的方向，两个平衡电路在负载RL上产生的总电流为,iL=iL1+iL2=(i1-i2)+(i3-i4)（547）,二极管环形电路,两个平衡电路在负载RL上产生的总电流为iL=iL1+iL2=(i1-i2)+(i3-i4)（547）,（548）,(543),(549）,1,利用平衡电路的分析结果,得,二极管环形电路,单向开关,单向开关（晚半个周期）,双向开关,控制电压,由图可见K(2t)、K(2t)为单向开关函数，而K(2t)为双向开关函数,（550）,（551）,二极管环形电路,另从图中可见,K（2t-）、K(2t）的傅里叶级数:,(552),(553),二极管环形电路,二极管环形电路,，当u1=U1cos1t时,输出电流iL中只有控制信号u2的奇次谐波分量与输入信号u1频率1的组合频率分量(2n+1)21。,二极管电路小结,5.3差分对-模拟乘法器*,第五章频谱线性搬移电路,实验思考题:调节RP1为什么能改变输出信号类型?,模拟乘法器F1496,高频电子线路第6章：振幅调制、解调及混频,卢新祥2015年11月,第6章振幅调制、解调及混频,振幅调制：用待传输的低频信号去控制高频载波信号的幅值,解调：从高频已调信号中还原出原调制信号,混频：将已调信号的载波载频变换到另一个载频,振幅调制、解调和混频电路都是频谱线性搬移电路,6.1振幅调制6.2调幅信号的解调,第6章振幅调制、解调及混频,在发送端，将已调信号搬到确定的较高频段上，以实现频分复用。在接收端，将已调信号搬到较低频段上，便于更好的放大、滤波等处理，然后再解调。调制：用调制信号控制载波的某一参数振幅-振幅调制,角度调制,频率-频率调制相位-相位调制,6.1振幅调制,振幅调制：使高频载波的振幅与调制信号呈线性关系，其他参数（频率和相位）不变。有三种方式：普通调幅AM,也称为调幅波(单频调制、复杂调制)抑制载波的双边带调制DSB-SC,也称为双边带信号抑制载波的单边带调制SSB-SC,也称为单边带信号,6.1.1普通调幅波,简称AM调幅波,一、普通调幅表达式,载波信号,调制信号,普通调幅波幅值,普通调幅波信号,ka由调制电路决定,通过相乘实现！,(二)、单频调制,通常F1时,产生过调幅失真,2.单频调制时AM调幅波波形,3.单频调制时AM调幅波频谱,积化和差,4.单频调制时AM调幅波的功率,载波分量功率,边频分量功率：,由于,故,调幅波在调制信号一个周期内的平均功率：,当ma=1时，边频功率最大，但仅为PAV/3,4.单频调制时AM调幅波的功率,实际使用中，ma在0.11之间，平均值为0.3。可见普通调幅波中边频分量所占的功率非常小，而载波占绝大多数。,调幅波处于包络峰值时，高频输出功率最大，称为调幅波最大功率，也称峰值包络功率。即,6.1.2抑制载波的双边带和单边带调幅波,一、双边带调幅波,ka由调制电路和载波幅值决定。,1.表达式,DSB波：抑制了载波分量，只含上、下边带分量。,单频调制时,无载频分量！,通过相乘实现！,DSB和SSB,波形特点：双边带调幅信号的振幅g(t)与调制信号成正比;当调制信号正负半周变化时,载波相位被倒相(180度);,2.双边带调幅波波形DSB,3.双边带调幅波频谱,DSB波频谱,频谱特点：不含载波分量;带宽BWDSB=2F;双边带信号功率=上、下边带功率和;,二、单边带调幅波,1.表达式,SSB：只含一个边带分量,单频调制时,SSB实现：由DSB信号经边带滤波器滤除一个边带；或在调制过程中,直接将一个边带抵消。,上边带,单音调制的SSB信号波形,2.波形,单边带调制时（上边频）的频谱搬移,3.频谱,特点：*单频调制下，单边带信号波形虽为等幅波，但是幅度,*不含载波分量.*频带宽度BDSB=s/2*单边带信号功率等于上或下边带功率,、频率fc+F均包含调制信号的信息。,6.1.3振幅调制电路,主要要求：失真小、调制线性范围大、调制效率高。,调制信号与载波在发送设备的低电平级实现调制，然后经线性功率放大器放大（工作于欠压区）。适用于AM、DSB、SSB,主要要求调制线性度好，DSB、SSB波的载波抑制能力强,载漏：边带分量/泄漏载波分量（dB）。值越大则载漏越小,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。适用于AM调制,1.AM调制电路C,CS2.DSB调制电路（低电平）CS3.SSB调制电路（低电平）C+S,6.1.3振幅调制电路,(1)高电平调制(集电极调幅、基极调幅)(2)低电平调制,2)低电平调制实现AM调制,用单二极管电路、平衡二极管电路和模拟乘法器作为调制电路,都可以完成AM信号的产生。,*A单二极管电路:,iD中的频率分量有直流、s、c、2nC;（n=1、2、3，）（2n+1）CS（n=0、1、2、3，）,滤波器的中心频率,带宽,提取AM输出,二极管平衡电路,*B用平衡二极管电路产生AM信号（含载波分量）注意两个信号加入的位置，控制信号不能同时加到两个二极管上。,iL中的频率分量有：c、（2n+1）sc（n0，1，2，）。滤波器的中心频率,带宽,提取AM输出,图514差分对原理电路,线性通道,非线性通道,C利用差分对调制器产生AM信号。,若滤波器的中心频率,带宽,提取AM输出为,2.DSB调制电路（低电平）,常用的调制电路有：二极管平衡电路：注意两个信号加入的位置，控制信号（载波）同加到两个二极管上，保证输出中的载波分量被抑制；二极管环形电路：两个信号加入的位置任意。模拟乘法器:注意两个信号加入的位置。,C,CS,图619二极管平衡调制电路,A二极管平衡调制电路,为进一步减少组合分量,可采用环形调制器(双平衡调制器)u1=u,u2=uC的情况下,该式可表示为,(635),(636),经滤波后,有,B环形调制器(双平衡调制器),载波与调制电压位置可互换,双差分对电路的差动输出电流为,(641),(642),若U、UC均很小,上式可近似为,D双差分对产生DSB信号:,近似理想乘法器：与输入信号加入方式无关；不需要滤波器。,SSB信号是将DSB信号滤除一个边带形成的。根据滤除方法的不同,SSB信号产生方法有好几种,主要有：滤波法；移相法；,3.SSB调制电路,6.2调幅信号的解调,6.2.1调幅信号解调的方法,（1）包络检波是指解调器输出电压与输入已调波的包络成正比的检波方法。由于AM信号的包络与调制信号成线性关系,因此包络检波只适用于AM波。,图630包络检波的原理框图,解调器输出电压与输入已调波的包络成正比,（2）同步检波-通过某种形式的电路，将已调波与本地载波（与发送端载频同频同相）相乘，通过将已调波的频谱从高频段搬回到基带上实现解调。适用于DSB、SSB的解调，也可用于AM的解调。,6.2.2二极管峰值包络检波器1二极管串联峰值包络检波器图633(a)是二极管峰值包络检波器的原理电路(下页)。,图633二极管峰值包络检波器(a)原理电路(b)二极管导通(c)二极管截止,它是由输入回路、二极管VD和RC低通滤波器组成。,电路分析：1）电路组成:输入信号、非线性器件、负载输出（RC低通滤波）以串联形式连接；2）解调器输入：来自于前面的中频放大器的输出（大信号）,电路分析：3）RC低通滤波：C：对iD中的高频分量短路（滤除）；R：对iD中的低频分量（调制信号）转换成电压输出（包含直流）若设i为输入信号ui(t)中的中频载波频率，为其中的调制信号频率则对RC电路的希望是：Z（i）=0；Z（）=R,#检波（解调）实现：利用二极管单向导电性：1使检波在已调波的正半周进行，2形成不同时间常数的充放电回路检波工作过程分析（下页）,讨论1：输入为高频等幅波（虚线所示）,图634加入等幅波时检波器的工作过程,从这个过程可以得出下列几点:(1)检波过程就是信号源通过二极管给电容充电与电容对电阻R放电的交替重复过程。(2)加到二极管两端电压UD=UiUc，RCTC（输入AM的载波周期），放电慢,使得二极管负极永远处于正的较高的电位，从而也使二极管只在输入电压的峰值附近导通，u0（t）变化与信号的包络变化一致（包含直流），实现包络检波,直流分量+低频调制分量,；,(3)二极管电流iD包含平均分量Iav及高频分量。,(4)RC取值对检波器的性能影响较大RC取值小时，放电快，输出波纹大，平均电压下降RC取值大时，会使Uc（U0）跟不上峰值包络变化，出现失真,图636输入为AM信号时检波器的输出波形图,图638包络检波器的输出电路,（5）若只需输出调制信号，可在输出加隔直电容，再接负载,（6）若只需输出直流电压，可用低通滤波器取出直流分量Udc,2性能分析1)传输系数Kd检波器传输系数Kd或称为检波系数、检波效率,是用来描述检波器对输入已调信号的解调能力或效率的一个物理量。（由电路结构及参数决定，与输入信号无关）。,2)输入电阻Ri,图642惰性失真的波形,在二极管截止期间,电容C两端电压下降的速度取决于RC的时常数。当RC的放电速度小于AM包络下降速度，会造成二极管负向电压在若干载波周期里始终大于输入电压，二极管不导通，输出不能随包络变化，出现失真，称惰性失真。,3检波器的失真1)惰性失真,2)底部切削失真（负峰切削失真）产生这种失真后,输出电压的波形如图643(c)所示。这种失真是因检波器的交直流负载不同引起的。直流电阻R=R，交流电阻因为Cg较大,在音频一周内,其两端的直流电压基本不变,其大小约为载波振幅值UC,可以把它看作一直流电源。它在电阻R和Rg上产生分压。在电阻R上的压降为,图643底部切削失真,6.2.3同步检波1乘积型设输入信号为DSB信号,即us=Uscostcosct,本地恢复载波ur=Urcos(rt+),相乘,经低通滤波器的输出,且考虑r-c=c在低通滤波器频带内,有,U0,若恢复载波与发射载波同频同相时,即r=c,=0,则:uo=Uocost即无失真地将调制信号恢复出来。,若恢复载波与发射载频有一定的频差,即r=c+cuo=Uocosctcost引起振幅失真。,若有一定的相差,则uo=Uocoscost,2.叠加型叠加型同步检波是将DSB或SSB信号插入恢复载波,使之成为或近似为AM信号,再利用包络检波器将调制信号恢复出来。,U0,对DSB信号而言,只要加入的恢复载波电压在数值上满足一定的关系,就可得到一个不失真的AM波。,叠加型同步检波器原理电路,高频电子线路第7章：角度调制与解调,卢新祥2015年12月,第7章角度调制与解调电路,角度调制电路是频谱的非线性变换电路,都使载波信号的瞬时相位受到调变，统称为角度调制。,不同的是：频率调制使载波信号的频率随调制信号线性变化，而相位调制则使载波信号的相位随调制信号线性变化。,角度解调：鉴频=频率检波=频率解调；鉴相=相位检波=相位解调。,调频、调相之间存在密切关系-调频即调相、调相即调频,解调：从高频已调信号中还原出原调制信号；,7.1.2调频信号与调相信号,一、调频信号,载波信号：,调制信号：,调频波瞬时角频率：,(t)=c+kfu(t),rad/sV,=c+,瞬时相位：,附加相位,FM信号为,角频偏,设u(t)=Umcost,(t)=c+kfUmcost,=c+mcost,调频指数,最大角频偏,单频调制时，,则,二、调相信号,载波信号：,调制信号：,故调相信号为,(t)=ct+kpu(t),=ct+(t),rad/V,瞬时相位：,附加相位,调相指数，最大附加相移,（a）调制信号,（b）附加相位变化,（c）瞬时角频率变化,（d）调相信号,三、调频信号与调相信号的比较,调制信号u(t)=Umcost,载波信号uc(t)=Umcosct,调频,调相,瞬时角频率(t),c+kfu(t)=c+mcost,=cmsint,瞬时相位(t),=ct+kpu(t),=ct+mpcost,最大角频偏m,=kfUm=mf,=kpUm=mp,最大附加相位,mp=kpUm,例,已知,u(t)=5cos(2103t)V，,调角信号表达式为,uo(t)=10cos(2106t)+10cos(2103t)V,试判断该调角信号是调频信号还是调相信号，并求调制指数、最大频偏、载波频率和载波振幅。,解,=2106t+10cos(2103t),附加相位正比于调制信号，故为调相信号。,调相指数mp=10rad,载波频率fc=10