第5章振幅调制、解调与混频电路

1、第5章 振幅调制、解调与混频电路 概述概述 为了有效地传输信息，需要对信号进行调制，调制是通讯系统中的重要环节,将需要传送的基带信号加到高频信号上去的过程称为调制。 按调制方式，调制分为幅度调制、角度调制（频率调制和相位调制）。 按调制信号，调制可分为模拟调制和数字调制,但就调制的基本原理来说，特别是在载波调制形式上，模拟调制可以认为是数字调制的理论基础。 幅度调制根据信号的不同，分为普通调幅、抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅等类型。频谱变换电路 频谱变换电路：分为频谱（线性）搬移电路和频谱非线性变换电路。 频谱（线性）搬移电路：能将有用信号的频谱沿频率轴进行不失真搬移的电路，称为频谱搬

2、移电路。振幅调制、解调和混频电路都属于频谱搬移电路，其频谱搬移是利用电路中非线性器件的相乘作用来实现的。 频谱非线性变换电路：角度调制与解调，将输入信号频谱进行特定的非线性变换。 振幅调制电路的作用是：实现低频调制信号对高频载波振幅进行控制，把调制信号的频谱不失真地搬移到载频的两侧，即实现将调制信号的信息“装载”到高频载波中，以满足信息传输的需要。 51 振幅调制的基本原理 用待传输的低频信号去改变高频载波振幅的过程，称为振幅调制简称调幅， 有普通调幅(AM)、抑制载波双边带调幅(DSB)和单边带调幅(SSD)三种。1普通调幅波(AM) AM调幅电路组成模型如图51(a)所示。调幅信号表达式a

3、k：与调幅电路有关的常数 ，即调幅灵敏度。AM调幅信号的波形及频谱调幅系数普通调幅波的功率普通调幅波的功率 载波频率 每个边频功率 调制信号一个周期内的平均功率 2. . . . . ( 6 - 8 )2c mo TUPR2211()221 .(6-9)4ccacmaoTm UPPRmP 2211()221 .(6-9)4ccacmaoTm UPPRmP 21=+.(6 -1 0 )2cco a vo To Tao TPPPPPmP 21=+.(6 -1 0 )2cco a vo To Tao TPPPPPmP AM调幅波的特点 1、调幅波的振幅在载波振幅上、下按调制信号的规律变化，即调幅波包

4、络随调制信号而变化； 2、调制信号的频谱不失真地搬移到载频的两侧； 3、调幅波中含有载频、上边频和下边频； 4、调幅波频带宽BW=2F； 5、调幅发射机发送功率利用率低（小于0.3）。2双边带调幅波(DSB) DSB调幅电路组成模型如图所示。DSB调幅信号表达式DSB调幅信号的波形及频谱DSB调幅波的特点 1、调幅波的振幅在零值上、下按调制信号规律变化，即调幅波的包络正比于 2、调制信号通过零值时，调幅波高频相位要反相180度； 3、调幅波中只含有上边频和下边频而没有载频分量，发送功率利用率高； 4、调幅波频带宽BW2F。3单边带调幅波(SSB) SSB调幅电路的组成模型如图所示， 图中带通滤

5、波器中心频率调谐在 SSB调幅信号的波形及频谱或SSB调幅信号的特点 1、单频调制时SSB调幅信号为等幅波，其包络不直接反映调制信号的变化规律； 2、SSB调幅信号频谱只含有一个边频，带宽小，BW=F； 3、发送功率利用率高。52相乘器电路 1、非线性器件的相乘作用 (1)幂级数分析法20112212331212120()()()()()nnnnniaa uua uua uua uua uu1( )1()!Qnnnu EQnd f uafEndun12120()nnmn mmnmuuC uu1200nmn mmnnmmia C uu幂级数分析法 由上式可见，器件电流中出现了两个电压的相乘项2a

6、2u1u2：，它由特性中二次方项产生的，同时也出现了由高次方项产生的众多无用相乘项。 一般来说，非线性器件的相乘作用是不理想的。220112212221233223 1323 123 12()(2)(33)iaa uua ua ua u ua ua ua u ua u u12p qpq 则组合频率通式：p和q是包括零在内的正整数。令u1=U1mcos1t， u2=U2mcos2t (p+q)为偶数的组合频率分量，是由幂级数大于或等于(p+q)的各偶次方项产生的； (p+q)为奇数的组合频率分量，是由幂级数中n大于或等于(p+q)的各奇次方项产生的。 P和q是包括0在内的正整数，其中P=1，q1

7、的组合频率分量 是有用相乘项产生的和频和差频，而其他组合频率分量都是无用相乘项所产生的。显然各组合频率分量的强度都会随P+q的增大而趋于减小。减少非线性器件产生的无用组合频率分量的几种措施 选用具有平方律特性的器件或选择合适的工作点，使器件工作在特性接近于平方律的区段。 采用平衡电路，利用电路的对称结构来抵消失真分量。 合理设置输入信导的大小，使器件土作在受大信号控制下的时变状态。H (j)u1u2uoVDiDp=1，q=1的组合频率分量(1,1=12)是有用相乘项产生的，而其它分量是不需要的。可通过滤波器取出。12211212( )12()1()()()2!1()!QQQQnnQif Uuu

8、f Uuf Uu ufUu ufUu un2110111122112(),(),()2!QnnnQnnmnQnnnf Uua uf Uuna ufUuCa u（2）线性时变电路分析法在 上用泰勒级数展开1120112()()()()QQif Uuf Uu uI ug u u01110112111101121()(cos)coscos2()(cos)coscos2QmmmQmI uf UUtIItItg uf UUtggtgt01111111011111111(cos)21(cos)cos,1,2,3,1(cos)21(cos)cos,1,2,3,QkmQQkQIf UUt dtIf UUtkt

9、dtkgf UUt dtgf UUtktdtk 是与U2无关的系数，但是它们都随ul变化，即随时间变化，因此，称其为时变系数或称时变参量。 是当输入信号U2 0时的电流，称为时变静态电流(或称为时变工作点电流)，用 表示。 是增量电导在U2 0时的数值，称为时变增量电导，用 表示。 上式表明，就非线性器件的输出电流与输入电压之间的关系是线性的，类似于线性器件但它们的系数却是时变的因此把这种器件的工作状态称为线性时变工作状态，具有这种关系的电路称为线性时变电路。 可见，在线性时变工作状态下，非线性器件的作用不是直接将ul与u2相乘，而是由Ul控制的特定周期函数 与u2相乘。 p是包括零在内的正整

10、数输出频率分量 其中 (或其中一个分量)为有用分量其他均为无用分量，这些无用分量的频率均远离有用分量的频率，故很容易用滤波器将其滤除因此，线性时变工作状态适宜于实现频谱搬移功能。如用于振幅调制，可令U1为载波，U2为调制信号。H (j)u1u2uoVDiDp=1，q=1的组合频率分量(1,1=12)是有用相乘项产生的，而其它分量是不需要的。可通过滤波器取出。（3）开关分析法 开关工作是线性时变状态的特例。0DDDpDDpg uuViuV11000DDDg uuiu 图所示二极管电路中，当U2为小信号，U1足够大，使得二极管处于受U1控制的半周导通的开关状态， 此时二极管可用如图(b)所示的开关

11、电路等效，图中时变电导等于输出电流中各频率分量 控制信号U1和输入信号U2的频率分量。 控制信号U1频率的偶次谐波分量。 （3）控制信号U1频率的奇次谐波与输入信号U2频率的组合频率分量。 可见，无用组合频率分量进一步减少。2二极管双平衡相乘器 (1)二极管平衡相乘器 二极管平衡相乘器电路如图所示。 二极管平衡相乘器电路如图所示，图中二极管性能一致，变压器Tr1、Tr2均有中心抽头，令N1=N2。U2为小信号，U1为大信号，可使二极管工作在开关状态，略去负载的反作用，可得 可见，输出电流中只含有 的奇次谐波的组合分量，其他组合频分量均被抑制掉了。(2)二极管双平衡相乘器 二极管双平衡相乘器由两

12、个二极管平衡相乘器组成，如图所示。 四只二极管特性相同，变压器Tr1、Tr2均有中心抽头。U1为大信号，使二极管工作在开关状态，U2为小信号。 当U1为正半周时V1、V2导通，V3、V4截止；当U1为负半周时， V3、V4导通V1、V2截止。略去负载的反作用，可得： 可见二极管双平衡相乘器输出电流中只含有 各奇次谐波与 的组合频率分量，即只含有 为奇数的组合频率分量，若 较高，则 及以上等组合频率分量很容易被滤除，所以二极管双平衡相乘器具有接近理想的相乘功能。53 振幅调制电路 振幅调制电路可分为低电平和高电平调幅电路两大类。 在低功率级完成调幅的称为低电平调幅，它通常用来实现双边带和单边带调

13、幅。广泛采用的有二极管环形相乘器和双差分对集成模拟相乘器。 在功放级完成调幅的称为高电平调幅，用于产生普通调幅波，通常在丙类谐振功放中进行。1、低电平调幅电路 （1）双差分对模拟相乘器调幅电路(2)二极管平衡与环形调幅电路 只要令二极管平衡相乘器和二极管双平衡相乘器的U1为载波信号，U2为低频调制信号，它们就构成双边带调幅电路。 一般要求载波信号Ucm大于低频调制信号10倍以上并使二极管工作在开关状态。为了减小载调，应很好地设计和制作变压器，挑选特性相同的二极管以及采取一些补偿措施，以改善电路的对称性。环形混频器 若采用成品环形混频器，考虑到混频组件变压器的低频特性较差，调制信号一般都加到两变

14、压器的中心抽头上，即加到I端口，载波信号加到L端口，双边带调幅信号由R端口输出。13572468(a)T1VD4VD1VD2VD35678LO1F34RF12(b)T21 3 5 72 4 6 8(a)T1VD4VD1VD2VD35678LO1F34RF12(b)T2(3)单边带调幅电路 单边带调幅信号由双边带调幅信导去掉一个边带后获得，可采用滤波法和移相法。滤波法 滤波法电路组成模型如图所示。 由于双边带调幅信号上、下边带衔接处频率间隔很小，对带通滤波器要求很高，使得制作困难。实用中常采用先降低载频，再进行多级调制和滤波，最后获得所需的单边带信号，从而降低了带通滤波器的制作难度。移相法 移相

15、法实现电路模型如图所示。 它采用两只相乘器，一只用于直接对相乘，另一只用于对移相90后两者相乘，两只相乘器输出信号相加或相减。就可以消去一个边带，而另一边带檀加后输出。 移相法的优点是省掉了滤波器，但这种方法要求在很宽的音频范围准确地移相90。是很困难的。为了克服这一缺点，可将滤波法和移相法结合使用，形成了改进型移相滤波法 高电平调幅通常在丙类谐振功率放大器中进行，用来产生AM调幅波。它有基极调幅、集电极调幅等。2高电平调幅电路基极调幅 基极调幅是利用基极偏压随调制信号变化而实现的调幅。 由谐振功放静态基极调制特性可知受调放大器只有工作在欠压状态时，输出电压才随基极偏压有近似线性变化，所以基极

16、调幅时应选择载波状态在调制特性欠压区线性段的中点，才可获得失真比较小的调幅信号。 故基极调幅放大器效率比较低。集电极调幅 集电极调幅是将调制信号加到谐振劝放三极管酌集电极回路，使得放大器集电极电源电压随调制信号变化，而实现的调幅。 由集电极调制特性可知，当c c较大时，放大器工作在欠压状态，输出电压c m随c c的变化很小；当c c较小时，放大器工作在过压状态，输出电压c m随c c有近似线性的变化，所以集电极调幅受调放大器必须工作在过压状态。故集电极调幅放大器效率高，但需要较大的调制信号功率。54 振幅检波电路 解调是调制的逆过程，从高频调幅信号中取出原调制信号的过程称为振幅解调，也称振幅检

17、波，简称检波。 1振幅检波的基本原理 振幅检波电路也是一种频谱搬移电路，它的作用是将振幅调制信号频谱不失真地搬回到零频率附近。同步检波电路模型工作原理 相乘器：用以实现频谱的线性搬移 低通滤波器：用以滤除不需要的高频分量。 同步信号：与被解调的调幅波载频同频同相的高频等幅余弦波电压称为同步信号。 调幅波与同步信号相乘后的输出信号的频谱被不失真地搬移到载频的两边，一边搬到2倍载频上，一边搬到零频率上。 经低通滤波器滤除载频为2倍载频上的调幅信号，即可得到解调电压输出。 特点：可以解调任何调幅信号。包络检波电路 由于普通调幅信号中含有载频分量，而且调幅波的包络与调制信号成正比，所以可以利用调幅波自

18、身的载波分量作为同步信号，通过非线性器件的相乘作用直接进行解调，称为包络检波电路。 特点：电路简单，使用广泛。2二极管峰值包络检波电路 峰值包络检波要求高频输入信号的振幅大于0.5伏，所以又称为大信号峰值包络检波器。电路组成 组成：由输入回路、二极管v和RC低通滤波器组成 。 v为检波二极管，采用高频二极管，要求其正向导通电阻及正向压降越小越好。 RC为低通滤波器，用以滤除高频信号，取出直流和低频信号，要求 RL为检波器实际负载电阻，要求RL R。 Cc为检波器输出耦合电容，用来隔除直流耦合低频交流，以便在RI上产生解调低频信号。11cRCRC5.5 混混 频频 混频电路又称变频电路，它的作用

19、是将已调信号的载频变换成另一载频，而其调制类型及调制参数均保持不变。它也是频谱搬移电路，在频域中起着频率的加、减作用。 常用的混频电路有晶体管混频、二极管混频和双差分对混频电路等。 例如, 在超外差式广播接收机中, 把载频位于535 kHz1605kHz中波波段各电台的普通调幅信号变换为中频为465kHz的普通调幅信号。 把载频位于88 MHz10.8MHz的各调频台信号变换为中频为10.7MHz的调频信号。 把载频位于四十几兆赫至近千兆赫频段内各电视台信号变换为中频为38 MHz的视频信号。5.5.1 混频的基本原理混频的基本原理 混频电路也是一种频谱搬移电路，因而在电路组成上与振幅调制和解

20、调电路相似，同样也是由具有相乘功能的非线性器件(或模拟相乘器)和带通滤波器组成。 混频电路的输入是载频为fc的高频已调波信号us(t)和频率为fL的本地正弦波信号(称为本振信号)uL(t), 输出是中频为fI的已调波信号uI(t)。通常取fI=fL-fc。 以输入是普通调幅信号为例,若us(t)=Ucm1+ku(t)cos2fct, 本振信号为uL(t)=ULmcos 2fLt, 则输出中频调幅信号为uI(t)=UIm1+ku(t)cos 2fIt。 可见, 调幅信号频谱从中心频率为fc处平移到中心频率为fI处, 频谱宽度不变, 包络形状不变。 特点: 混频电路的输入输出均为高频已调波信号。

21、调幅电路是将低频调制信号搬移到高频段, 检波电路是将高频已调波信号搬移到低频段, 而混频电路则是将已调波信号从一个高频段搬移到另一个高频段。 混频电路通常位于接收机前端, 不但输入已调波信号很小, 而且若外来高频干扰信号能够通过混频电路之前的选频网络, 则也可能进入混频电路。 选频网络的中心频率通常是输入已调波信号的载频。 混频电路是广播外差式接收机的重要组成部分当在接收不同频道信号时使本振频率也跟随输入信号载频而变化，始终保持中频的恒定，从而使后级中频放大器增益选择性和稳定性得到很大的改善，提高了接收机的接收灵敏度和选择性。5.5.2混频电路 采用二极管、晶体管及双差分对模拟相乘器可以构成混

22、频电路。 在高质量通信设备中以及工作频率较高时(微波波段)常使用二极管平衡混频器或环形调频器，其优点是电路简单、工作频带宽、组合频率分量少、噪声低，但它没有混频增益。使用中要求本振信号足够大，以保证二极管工作在开关状态。 随着双差分对集成模拟相乘器产品性能的不断改善和提高，双差分对混频器应用也越来越多。它的优点是输出信号频谱纯净、混频干扰小，对本振信号大小无严格的限制，主要缺点是噪声较大。 晶体管混频电路也是常用的一种混频电路，在广播、电视、通信设备的接收机以及测旦仪器巾有较广泛的应用。它的特点是电路简单要求的本振信号幅度较小，并有一定的混频增益。 实际电路中，晶体管通常工作在线性时变状态，由

23、于场效品体管的转移特性具有二次特性，所以场效晶体管混频电路有增益高、噪声低、组合频率分量少、动态范围大、工作频率高等优点。二极管环型混频器的原理电路 晶体三极管混频器晶体三极管混频器 中波AM收音机的变频电路 FM收音机变频电路 5.5.4混频干扰 混频电路中的非线性器件对于实现频谱搬移这一功能是必不可少的。 但是另一方面, 其非线性特性不但会产生许多无用的组合频率分量, 给接收机带来干扰, 而且会使中频分量的振幅受到干扰, 这两类干扰统称为混频干扰。它们都会使有用信号产生失真。 由于以上两个特点, 混频电路的干扰来源比其它非线性电路要多一些。 分析这些干扰产生的具体原因, 提出减小或避免干扰

24、的措施, 是混频电路讨论中的一个关键问题。 混频器产生的混频干扰主要有信号与本振的组合频率干扰、外来干扰与本振的组合频率干扰、交调干扰和互调干扰等。 (1)信号与本振的组合频率干扰 有用信号与本振信号在混领器中由于非线性器件的作用，除了产生了有用的中频信号外，还产生了许多无用但接近于中频频率的组合频率分量而形成的干扰，在接收机输出端产生哨叫声，故又称为干扰哨声。 (2)外来干扰与本振的组合频率干扰 外来干扰信导与本振信导加入混频器后，由于非线性器件的作用，产生了接近于中频频率的组合频率分量而形成干扰。这种干扰表现为中台和哨叫声，其中员严重的干扰是中频干扰和镜像干扰。 频率等于或接近于中频的干扰

25、信导加入混频器后所产生的于扰称为中频干扰；频率以人为铀与允相对称的干扰信导，加入混频器后所产生的干扰，称为镜像干扰。 (3)交叉调制干扰 有用信号和干扰信号同时加入混频器，由混频器非线性特性的高阶项形成的干扰。 其现象是接收有用信号电台时，同时听到干扰台声音，若对信号台频率失谐，干扰台声音随之减弱，并随信号台声音的消失而消失。 (4)互调干扰 两个(或多个)干扰信号同时加到混领器，它们同时与本振信号相互混领产生的组合频率分量接近于中领，在接收机输出端产生哨叫声或杂乱的干扰声，这种干扰称为互调干扰o (5)减小或避免混频干扰的措施 选择合适的中频，提高混频级前端电路的选择性，以减小进入混频器的外

26、来干扰采用具有平方律特性的混频器件。 混频电路的输入除了载频为fc的已调波信号us和频率为fL的本振信号uL之外, 还可能有从天线进来的外来干扰信号。 外来干扰信号包括其它发射机发出的已调波信号和各种噪声。 假定有两个外来干扰信号un1和un2, 设其频率分别为fn1和fn2。 us、uL和un1、un2以下分别简称为信号、本振和外来干扰。 假定混频电路中的非线性器件为晶体管, 其转移特性为: i=a0+a1u+a2u2+a3u3+a4u4+ u=us+uL+un1+un2=Uscos2fct+ULcos2fLt +Un1cos2fn1t+Un2cos 2fn2t 晶体管输出的所有组合频率分量

27、为: f=|pfLqfcrfn1sfn2|, p、 q、 r、 s=0, 1, 2, 在这些组合频率分量中, 只有p=q=1, r=s=0对应的频率分量fI=fL-fc才是有用的中频, 其余均是无用分量。 若其中某些无用组合频率分量刚好位于中频附近, 能够顺利通过混频器内中心频率为fI的带通滤波器, 就可以经中放、检波后对有用解调信号进行干扰, 产生失真。 另外, 由幂级数分析法可知, p、q、r、 s值越小所对应的组合频率分量的振幅越大, 相应的无用组合频率分量产生的干扰就越大。p、q、 r、 s值较大所对应的组合频率分量的干扰可忽略。 那么, 满足这两个条件的无用组合频率分量有哪些呢?它们

28、的来源又是什么呢? 下面以音频调幅信号为例, 对混频干扰的几种不同形式和来源进行讨论, 最后给出了解决措施。1. 信号和本振产生的组合频率干扰信号和本振产生的组合频率干扰 有用信号与本振信号在混领器中由于非线性器件的作用，除了产生了有用的中频信号外，还产生了许多无用但接近于中频频率的组合频率分量而形成的干扰，在接收机输出端产生哨叫声，故又称为干扰哨声。 先不考虑外来干扰的影响。 若信号和本振产生的组合频率分量满足 |pfLqfc|=fIF 式中F为音频, 则此组合频率分量能够产生干扰。 例如, 当fc=931 kHz, fL=1396 kHz, fI=465kHz时, 对应于p=1, q=2的

29、组合频率分量为: |1396-2931|=466(kHz)=465(kHz)+1(kHz) 466 kHz的无用频率分量在通过中放后, 与中频为465 kHz的调幅信号一起进入检波器中的非线性器件, 会产生1kHz的差拍干扰, 经扬声器输出后类似于哨声, 故称这种干扰为干扰哨声。 2 一个外来干扰和本振产生的组合频率干扰一个外来干扰和本振产生的组合频率干扰 外来干扰信导与本振信导加入混频器后，由于非线性器件的作用，产生了接近于中频频率的组合频率分量而形成干扰。这种干扰表现为中台和哨叫声，其中员严重的干扰是中频干扰和镜像干扰。 频率等于或接近于中频的干扰信导加入混频器后所产生的于扰称为中频干扰；

30、频率以人为铀与允相对称的干扰信导，加入混频器后所产生的干扰，称为镜像干扰。 若外来干扰和本振产生的无用组合频率分量满足 |pfLrfn1|=fI, p、 r=0, 1, 2, 则也会产生干扰作用。 通常将这类组合频率干扰称为寄生通道干扰, 其中中频干扰和镜频干扰两种寄生通道干扰由于对应的p、 r值很小, 故造成的影响很大, 需要特别引起重视。 1) 中频干扰。 当p=0, r=1时, fn1=fI, 即外来干扰频率与中频相同。例如中频为465kHz, 则同样频率的外来干扰即为中频干扰的来源。 2) 镜频干扰。 当p=r=1时, fn1=fL+fI。因为fc=fL-fI, 所以fn1与fc在频率

31、轴上对称分列于fL的两旁, 互为镜像, 故称fn1为镜像频率(简称镜频)。 例如fI=465 kHz, fc=1MHz,则镜频为1930kHz。若外来干扰中含有1930kHz的镜频, 就会产生镜频干扰。 3 两个外来干扰和本振产生的互相调制干扰两个外来干扰和本振产生的互相调制干扰 若两个外来干扰能够进入混频电路, 并且和本振共同产生的组合频率分量满足 |fLrfn1sfn2|=fI 则也会产生干扰作用, 通常称为互相调制干扰(简称互调干扰)。 其中r=1, s=2和r=2, s=1 两个组合频率分量影响最大, 由于r+s=3, 故称为三阶互调干扰。显然, 其中两个外来干扰频率与载频的关系分别为

32、: -fn1+2fn2=fc 2fn1-fn2=fc 经分析可知, 这两个组合频率分量均是从四次方项a4u4中产生, 振幅分别是 a4Un1U2n2UL和 a4U2n1Un2UL。 例如fI=465kHz, 若在接收fc=16 MHz的调幅信号时, 如果有两个频率分别为159MHz和158MHz的外来干扰也能通过选频网络进入混频电路, 就会产生三阶互调干扰。 实际上, 互调干扰的产生与有没有信号无关, 只取决于满足式的外来干扰能否进入混频电路。 4 外来干扰和信号、外来干扰和信号、 本振产生的交叉调制干扰本振产生的交叉调制干扰 若设u=us+uL+un, 在输出电流表达式中, 偶次方项均会产生

33、中频分量, 其中四次方项a4u4产生的中频分量为3a4UsU2nULcos 2(fL-fc)t。 显然, 这个中频分量与二次方项a2u2产生的有用中频分量a2UsULcos2(fL-fc)t不同, 因为它的振幅是受外来干扰un的振幅Un控制的。 若Un是交变信号, 则此中频分量就会如同一个干扰迭加在有用中频分量上。通常称这种干扰为交叉调制干扰(简称交调干扰)。 其中由四次方项产生的称为三阶交调干扰。虽然四次以上偶次方项也会产生交调干扰, 但影响较弱。交调干扰的特点 一是当信号消失, 即us=0, 则它也消失； 二是能否产生交调干扰与外来干扰的频率无关, 只取决于此外来干扰能否顺利通过混频电路之

34、前的选频网络。 显然, 能产生交调干扰和互调干扰的外来干扰频率都靠近信号载频。 例如, 混频电路之前的选频网络带宽为10 kHz, 若fc=560 kHz, 则位于555 kHz565kHz范围内的外来干扰都可能产生三阶交调干扰。5 包络失真和强信号阻塞干扰包络失真和强信号阻塞干扰 若设u=us+uL, 则在输出电流表达式中, 电压偶次方项均会产生中频分量。 其中二次方项产生的振幅为a2UsUL, 四次方项产生的振幅为 a4(U3LUs+ULU3s)。 可见, 实际中频分量振幅并非与信号振幅Us成正比。Us越大, 失真越严重。因为Us就是已调波的包络, 所以称此为包络失真。 若Us太大, 包络

35、失真太严重, 使晶体管进入饱和区或截止区, 则无法将调制信号解调出来, 通常称这种现象为强信号阻塞干扰。 6 减小或避免混频干扰的措施减小或避免混频干扰的措施 从以上分析可知, 产生混频干扰的根本原因是器件的非线性特性。 混频干扰又可分成两类, 一类是由于非线性特性产生了众多无用组合频率分量而引起的, 另一类是由于非线性特性产生了一些受外来干扰控制或与调制信号不成线性关系的有用频率分量而引起的。 针对混频干扰产生的具体原因, 可以采取以下三个方面的措施来减小或避免。(1) 选择合适的中频。如果将中频选在接收信号频段之外, 可以避免中频干扰和最强的干扰哨声。比如对于535kHz1605kHz的中

36、波波段, 中频选为465kHz, 则产生中频干扰的465 kHz外来干扰无法通过混频电路之前的选频网络。(2) 来源于p=0, q=1分量最强的干扰哨声要求fc与fI的差值在音频范围内, 这个条件在整个中波波段都不会满足。尤其是采用高中频(中频高于接收信号频段), 还可以避免镜频干扰和其它一些寄生通道干扰。 (3)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。对于镜频可采用陷波电路将它滤掉。(4) 采用具有平方律特性的场效应管、 模拟乘法器或利用平衡抵消原理组成的平衡混频电路或环形混频电路, 可以大大减少无用组合频率分量的数目, 尤其是靠近有用

37、频谱的无用组合频率分量, 从而降低了各种组合频率干扰产生的可能性。6.7 实例介绍实例介绍 6.7.1HA11440内部的视频检波器内部的视频检波器 HA11440是日本日立公司生产的彩色电视机图像中放集成电路, 主要包括三级图像中频放大、同步视频检波、视频放大、AFT鉴相等几个模块。 其中视频检波器模块如图6.7.1所示。 视频检波器模块组成和工作原理如下： V58V61和R78R83组成射随式恒压源电路, 分别为V49、V50和V44V46提供一个基极偏压。 V44V46组成三个恒流源, 分别由每管的集电极输出。 V54V57和V41、V43、V45共七个管子组成双差分模拟乘法器同步检波电

38、路, R61和R62是负反馈电阻。V46V51六个管子组成差分放大限幅电路, 其中V47、 V49和V48、V50是一个共射共基电路对, V51是射随式恒压源。 自图像中放输出的图像中频调幅信号分成两路, 一路经V42、V43射随后从V47、V48的基极输入差分放大限幅电路, 、 脚之间外接的LC谐振回路从输出等幅信号中提取38 MHz中频信号后, 分别经V52、V53射随后从V54V57的基极输入检波电路； 另一路分别经V40、V42射随后, 从V41、V43的基极输入检波电路。 视频检波负载电阻是R76、R77, 从检波电路中V54、V55集电极输出的视频信号经HA11440内部的视频放大器放大后, 再由外接的低通滤波器取出。 6.7.2MC3361B中的混频电路中的混频电路 美国Motorola公司生产的MC3361B是低功耗FM解