高频电子技术

1、任务4.2调幅电路例题例1：画出下列已调波的波形和频谱图(设 3 c=5Q)(1) u(t)=(1+sin Q t)sin 3 ct (V);(2) u(t)=(1+0.5cos Q t)cos 3 ct (V)；(3) u(t)=2 cos Q t cos 3 ct (V)。解：(1)为ma=1的普通调幅波，其波形与频谱图如图例 7-1 (a)、(b)所示；(2) 为m=0.5的普通调幅波，其波形与频谱图如图例 7-1 (c)、(d)所示；(3)为双边带调 幅波，其波形与频谱图如图例7-1 (e)、(f)所示。IV0 5V 0.5V0.25V0 2SVL1>17图例7-1例2:对于低频

2、信号二: m及高频信号J.' °试问，将:'对(t)进行振幅调制所得的普通调幅波与I：、(t)线性叠加的复合信号比较，其波形及频谱有何区别？图例7-2解：将：对uc(t)进行振幅调制所得的普通调幅波的波形与频谱图参见图例7-1(c)、(d),而陀(0与uc(t)线性叠加的复合信号的波形与频谱图如图例7-2所示。例3:已知两个信号电压的频谱如例 7-3图所示，要求：(1) 写出两个信号电压的数学表达式，并指出已调幅波的性质；(2) 计算在单位电阻上消耗的边带功率和总功率以及已调波的频带宽度。2V毎 ojr o.3z°ggg g io3 10011圏例7-3(a

3、)2VI4I403 : 0 3ZIg9“1031000.1图例7 3(b)解：(1)图a)为普通调幅波，图b为双边带调幅波。1 maU cm = °.32Ucm显ma =0.332F =1000.1 -10 =0.1KHz =102 HzUam (t)二 Ucm(1 ma COSt)COS ct二 Ucm(1 ma cos2二 Ft)cos ctuAM (t) =2(1 0.3COS2二 102t)cos2 二 106tVuDSB(t) =0.6cos200 二 tcos2 二 106tVu 21载波功率Pc = 4- 22W二2W2R 211双边带信号功率Pdsbma2Pc0.32

4、 2W=0.09W22Pam = Pc Pdsb = (2 0.09)W = 2.09WAM与DSB波的频带宽度相等BW =2F = 200 Hz例4：已知某普通调幅波的最大振幅为10V,最小振幅为6V,求其调幅系数m解:= 0.25例5：已知调制信号及载波信号的波形如图例 7-4所示，示意画出普通调幅波的波形。 解：根据普通调幅波的包络线形状与调制信号相似这一特点，示意画出的普通调幅波的波形如图例7-5所示图例7-4例6:若调制信号频谱及载波信号频谱如图例7-6所示，示意画出DSB调幅波的频谱。lllhESB频谙Ifc图例7-7图例7-6解：双边带调幅波的频谱图如图例 7-7。例7：一调幅发

5、射机输出功率Pav=100Vy平均调幅系数m=0.3，试求其中的边带功率Pdsb, 若要求一双边带发射机输出相同的边带功率， 已知泄漏的载波功率低于边带功率 20dB, 试求双边带发射机的输出功率 Pavo解：因为轧-.'Za所以' I-11 (W1 +丄就 2 l + lxo.3a 22 1 2采用双边带发射机时，其泄漏的载波功率为Pc=PdsbX 10-2=4.306 X 0.01=0.04306(W，所以，双边带发射机的输出功率 Pav=Pc+PDs=0.04306+4.306=4.34366 (W。例8:某调幅波的表达式为 -: L I"1； . I'

6、.-T :： ：, -:.； C V)(1) 说明调幅波u(t)的类型，计算载波频率和调制频率；(2) 计算调幅波的调幅系数；(3) 如抑制掉u(t)中的频率为10kf的分量，说明调幅波的类型。解：(1) u(t)为普通调幅波，载波频率为10kHZ，调制信号频率为1kHZ(2) u(t)可写成：u(!) =100(1+0.4cos2ffx 10s/)sin 2ffxl0*f (V)，m=0.4(3) 抑制掉载波分量，则u(t)为双边带调幅波例9:如图例7-8所示电路，当载波电压uc足够大时，即UCm>>UQm，这时可以认为二极管 工作在受Uc控制的开关状态，即二极管在uc>0

7、(二:二0)时导通、在UcV 0( : m V 0)时截止，此时，便组成了斩波调幅电路。(1) 试述电路工作原理；(2) 画出输出电压Uo(t)波形，并分析其频谱。图例7-8解：二极管平衡斩波调幅电路的等效电路如图例7-8所示，图中rd为二极管导通时的电阻，而开关S的作用可用开关函数Si(t)来表示，即coscos<£rt<0S(t)为幅度等于1、频率为fc的方波，波形如图例7-9 (b)所示。考虑到R»rd，贝U输 出电压为L0cos*»ttcos故输出电压Uo ( t)也可以写成，Uo ( t)2.*?S(t)Uo(t)的波形如图例7-9 (c)所

8、示，它仿佛是调制信号 -的波形被S(t) “斩 去” 一部分而变成频率为f c的脉冲，故称为斩波，这种调幅方法称为平衡斩波调幅。Si(t)可展成下列傅里叶级数：1222易(f)二Icos t3/cosTe/+ 2 7T3?r5tt绘费九豪疲后仿蚪曲谀爭仃(/)cos5Z + 图例FT平衡斩波调幅器的波形可见，Uo(t)中的组合频率为F和(2p+1) f c± F，与平衡调幅相比，组合频率分量 大大减少。如在输出端接一个中心频率为 fc、带宽为2F的带通滤波器，就可获得双边 带调幅信号，其波形如图例7-9 (d)所示。例10:二极管环形斩波调幅器电路如图例7-10所示。图中二J；.匚芸

9、；;f,：>>'；丄，；>> 一，二极管具有理想特性。'(1)试述电路工作原理；(2)画出输出电压u°(t)波形，并分析其频谱。图例二极管坏册斩波调幅器解：(1)Uc(t)正半周时，V和V2导通，V3和V4截止，一牛：；Uc(t)负半周时，V和V2截止，V3和V导通，”儿厂。即输出电压为(2 )由上述工作原理可得，输出电压(t)如图例7-11( c)所示，它可看作是 二 和双向开关函数S(t)的乘积，即Uo ( t)2 .仁| S(t)。双向开关函数S(t)的表达式为cos（0cos<x<0双向开关函数S(t)的波形如图例7-11

10、(b)所示，S(t)可展开成下列傅里叶级数:444）二-cos & COS 3也丿 4 COS + 71 c 3tt c 5x故 叫(f)二一盘 C(£)cosm岭(f)CO£?e< + 嗨 C) cos 5®+ 7T3x5 兀显然，Uo (t)只含有(2p+1) fc± F的频率分量。如果在输出端接一个中心频率为仁，通带宽度为2F的带通滤波器，就能获得双边带调幅波UDsB(t)，其波形如图例7-11(d)所示。h1h祁PLI#小出电区at誉(d：轻曹週熬嵐刊轲僧号晌谨忑圏例旷口环形靳波调幅器的波形例11 :已知某调幅波表达式为：山唯)=20(1 +0.2cos100n t)cos10 7 n t (V)，求：(1)调幅度na ； (2)通频带(带宽)fbw ；( 3)调制信号频率;(4) 调幅类型。解: (1) ma =20%(2)心=100Hz(3) 调制信号频率 F=50Hz 或| 二 100二 rad/s(4) 普通调幅波例12:某发射机输出级在负载R-=100 Q上的输出信号为u(t)=4(1 + 0.5