非线性(下)基本要求11级

1、电子线路(非线性部分)基本要求第四章 振幅调制、解调与混频电路一、调幅波一)调幅波基本性质1. 普通调幅波AM或： Vm(t) = Vm(t) - V m0 = K a*V Q(t)(1 )定义：Vm(t) = Vm0+ Ka*V Q (t)(2) 数学表达式：当：Vc(t)= V cm COS 3 ct ； Vq (t)= V Qm COSQ t 时Vo(t) = (V m0+ K a* V Qm COS Q t) COS 3 ct =V m0* (1+ M a*COS Q t)COS 3 比M a= K a* V Qm(3) 波形：(a) Ma1VmO0.5Ma*Vmo0.5Ma*Vmo1

2、3 C- Q3 C3 C+ Q(5) 带宽：BW = 2F = 2 Q /2 n(6) 功率:Pav=Po(1+0.5Ma 2)= Po+ P SB其中载波功率 Po = 0.5*V mo2/RL ,边频功率(两边)FSb=0.5 Ma 2 Po(或：PaV为各频率分量的功率之和)要求：已知数学表达式、波形、频谱中一个会求其他两个2 . 双边带调幅波DSB(1)数学表达式:(2)波形：Vq (t)过零点时，Vo (t)的相位出现180 突变。0.5 ka*V Q m0.5 ka*V Qm3 C- Q3 C+ Q(5)功率：22*0.5*( 0.5 Ka* V Qm) /RL(4)带宽：BW =

3、 2F = 2 Q /2 n(1)C-(上边频)(下边频)单边带调幅波SSB数学表达式： Vo (t) =0.5 Ka* V Qm COS ( 3 c+ Q ) t 或：Vo (t) =0.5 Ka* V Qm COS ( 3 C- Q ) t 波形：v(t)或Vo (t) = Ka* V Qm COSQ t * COS 3 比=0.5 Ka* V Qm COS ( 3 C+Q ) t + 0.5 Ka* V Qm COS ( 3 c- Q ) t3 C- Q 3 C3 C3 C+ Q)调幅波实现框图1) AM :Y A mxy XY-Vq (t)VC (t)$2) DSB:VQ (t)VC

4、(t)YB PF3) SSB:a) 滤波法:VQ (t)XA mXYB PFVC (t)b)移相法三)调幅波解调Ri21)包络解调：适用于普通调幅波，要求已调波是大信号(1)A、B C三点波形(2 )惰性失真的现象、产生原因和不失真条件RC.,1 - M a max : max M a max(3)负峰切割失真的现象、产生原因和不失真条件Mamax 勺, Zl ( Q )为检波器(B点往右看)的交流负载；Zl (0)为直流负载Zl(O)对上面电路 Zl (0) =RL, Zl ( Q ) = (RL/Ri2 )(4) 提高输入电阻的方法三极管射极包络检波电路(5) 克服负峰切割失真的方法Vsv

5、 Q (t)2)同步解调：适用于三种调幅波vrvs (t):输入信号(调幅波)vr (t):同步信号，应和载波vc(t)同频同相，即vr (t)= V rm cos w ct、乘法器1、正向导通时的二极管线性时变状态：定义和频率分量2、工作于开关状态下的二极管乘法器(双平衡)1：1D1D4D21：1i：iD3vo -RL1:1vc(t)Vc (t)二Vcm cOS ct是大信号，二极管在 Vc(t)控制下工作于开关状态。设二极管的导通电阻Rd=0 ,分析工作原理，求vo(t)其包含的频率成分。3、双差分对电路1)基本双差分对电路v1v2側阪沖阪)的表示式及2) MC1496 ( MC15962

6、v2 v1ii :Ui Wh(2VT)当 Vi=Vimcos it ,且V1m 260mv 时,-I-I空th()Re2Vt2v2a?Re2v 444-cos( t)cos(3 t)cosW rt)-.ReK2C it)如V2 =V2mC0S（3 2t ）,则i中包含的频率分量有：2二厂2上3、， 2 士 5、1 222K1C t)cos( t) cos(3 t) cos(5 t) - (单向开关函数)2 兀55兀444&( t) cos( t) cos(3 t) cos(5 t)-(双向开关函数)兀55兀三、混频1、超外差接收机的组成框图:2、混频实现模型Vs (t)Vl (t)vI (t)

7、BPF: f0 = f I ; BW = 2F3、混频电路（1）由二极管构成的单平衡或双平衡混频电路（vl应是大信号，vs应是小信号）例:1:1 1C1 + +43 卜-A?卜BvL)Vvs+ RL VL1:1Rs1vssRs2D4D3DC)vLs(2 )用乘法器(如 MC1496或MC1596和带通滤波器组成的混频电路。P246图4-2-14中 Vc 改为 VL (t), vQ (t)改为 VS (t), BPF 的 fo = f L - f C = f I , BW = 2F1K1K3K93K99* +12V104丄+voL C RT1 T2T3 T451104v1 =Vcm Cos ct

8、 10uFv2 二V, mcosl】t ir10KT5 MC1596GM47KW6K8T7T81K-8V50050050010上图电路既可作为调幅电路（ AM DSB也可作为同步解调电路又可作为混频电路,般工作在开关状态， w都是幅度很大的单一频率的参考信号（载波，同步信号，本振）作混频器用时，不会产生中频寄生通道干扰，但会产生镜像干扰。（分析）当上图作为调幅电路时，调 2、3脚之间的电阻可调输入调制信号的动态范围（即允许 的最大输入幅度）。调电位器 W（ 47k）可调输出信号中的载波分量。作同步解调电路时，滤波器应是LPF。（3）三极管混频电路（P260图4-3-7中波广播收音机中的混频电路

9、）三极管始终导通，利用发射结的非线性进行混频，工作在线性时变状态:03YDD2 ccV8272k76k82k2要求：1）求产生的组合频率。电路类型输入信号4卄/亠口 参考信 口号滤波器调幅调制信号载波BPFf = f-1 o1 c好）Vc(t)=Vcm COS%tBw =2F max同步检波调幅波同步信号LPF :fH - FmaxVs(t)%亿）=如COSCO衣混频高频已调波本振信号BPF :fo = f|= fL fcVs(t)VL(t) =%皿 COSOO LtBw = 2F max2）画出直流通路、本振等效电路、混频等效电路（输入信号、本振信号、中频选频回路）会求各个谐振回路的谐振频率

10、，忙-fc = f| = 465kHz4、混频失真1 ）四种干扰产生的来源2）干扰哨声：如当p、q取某一值时，士 pfi_ 士 qfc fi + F，其中 F 为音频p 1fc応卩fiq - p3）寄生通道干扰：当：pfi_ 一qfM =fi，或 qfM 一 pfL = fi 时，fM信号也会变频成中频信号形成干扰。fcq最典型的：中频干扰 （p=0,q=1）和镜像干扰（p=1,q=1）四、频谱搬移概念调幅、调幅波解调和混频都是频谱搬移过程。组成框图：乘法器+滤波器P229表4-1-1以及滤波器的主要参数第五章角度调制、PM，FM的数学表达式3与的关系：二晋t(t 0+ (一般令妒0)设： 载

11、波：vc(t) =Vcmeos -ct调制信号：v=VmC0Si 11) PM :定义(t) = ct - kpv (t) =.：ct kpV mcost =j：ct - Mpcost瞬时相位与调制信号成线性关系其中Mp =kpVm，称调相指数（与 V。m成正比，与 Q无关）。-;：（tH一ct二M pCOSi 1，相位偏移（相移）与调制信号成正比。最大相移：刖m（t）L广Mp瞬时频率：d(t)= =国c M pOsin0tdtcp频率偏移（频偏）：=（t） - （t- -M Z1 sint最大频偏=打=| = (t)|max 二 Mp 或 fM pF2） FM :定义：（t） =c kfUi

12、 （t）h kfVmCosxt瞬时频率与调制信号成线性关系n (t) = - (t C =k V m cos】t 频率偏移(频偏)与调制信号成正比。_tt瞬时相位：(t)=(t)dt =(Cc + LkfVe cosOtdt=%tkfVmsint =%t M f sintQk调频指数：Mf - (与V Qm成正比，与 Q成反比)Q相移：-“ (t) = (t) - ，ct = M f sin i最大相移：m 二 M f不管是Mf还是Mp都表示最大相移最大频偏：* 二 KfV m = M f角频率或：=fm = M fF频率对比:PM时，fm 二 Mp F如已知vt)、v(t)和kp或kf会求：

13、瞬时相位、相位偏移.: ;:(t)、瞬时频率(t)、频率偏移.V .(t)、调相指数M p,调频波的数学表达式 v(t)、最大频偏- 、最大相移二、FM , PM波频谱、带宽1. 频谱特点： 边频无限多，间隔都是1 振幅由VJn(Mf)确定，当n为偶数，两边频同极性，当n为奇数，则反极性。 M f越大，具有较大振幅的边频分量越多。 对不同的n, Jn(Mf)都要过零点，即对任一阶 n,当Mf取某一值时，Jn(Mf)=0,例如：J(2.4) =0,说明Mf=2.4时，无载波分量。 载波经调频后， 总功率不变(等幅波)改变Mf仅仅引起载波分量和各边频分量之间功 率重新分配但总功率不变。 FM PM及其解调是非线形频谱变换，不是不失真的频谱搬移，不能用乘法器和滤波器组成的电路模型来实现。* Jn(mf)0.80.6J0理解图5-1-4的物理意义，并根据其定 性画调频波的频谱图0.40.20.20.4J J3 J J. J 4 J6 J7 J8 J9 J1.02有效带宽BWcr =2(M f 1)F =2(.：fm F)三、调频电路1、变容二极管：结电容大小随外加反偏电压