第4章 小结 频谱搬移电路 2013.4.28.

1、1第四章 频谱搬移电路小结4.5 4.3 非线性电路概念和频率变换本质非线性电路概念和频率变换本质4.5 本章小结本章小结 4.2 频谱搬移电路的基本工作原理频谱搬移电路的基本工作原理 (振幅调制电路、振幅解调电路、混频电路）振幅调制电路、振幅解调电路、混频电路） 4.4 频谱搬移电路的典型电路分析频谱搬移电路的典型电路分析 （振幅调制电路、振幅解调电路、混频电路）（振幅调制电路、振幅解调电路、混频电路）4.1频谱搬移电路频谱搬移电路概述概述4.1频谱搬移电路频谱搬移电路概述小结概述小结频率变换定义频率变换定义- 输出产生了与输入信号不同的频率分量信号。一输出产生了与输入信号不同的频率分量信号

2、。一般输入为两种信号，输出包含更多谐波或组合频率分量般输入为两种信号，输出包含更多谐波或组合频率分量调制、解调、混频等电路的共同特点是：调制、解调、混频等电路的共同特点是： 将输入信号进行频谱变换，以获得所需要的频谱输将输入信号进行频谱变换，以获得所需要的频谱输出信号。故称之为频率（频谱）变换电路出信号。故称之为频率（频谱）变换电路根据频谱变换的不同特点，频谱变换电路有：根据频谱变换的不同特点，频谱变换电路有：1 1、频谱搬移电路、频谱搬移电路（沿频率轴不失真搬移，也称线性频率变换电路）（沿频率轴不失真搬移，也称线性频率变换电路）2 2、非线性频率变换电路、非线性频率变换电路频谱搬移电路包括频

3、谱搬移电路包括（线性频率变换电路线性频率变换电路）非线性频率变换电路非线性频率变换电路调频、调相调频、调相鉴频、鉴相鉴频、鉴相混频混频振幅解调（检波）振幅解调（检波）振幅调制振幅调制3本章只介绍频谱搬移电路本章只介绍频谱搬移电路线性和频率非线性变换电路分别包含：线性和频率非线性变换电路分别包含：振幅调制、检波、混频振幅调制、检波、混频振幅调制定义振幅调制定义振幅调制信号的解调（检波）定义振幅调制信号的解调（检波）定义从（振幅）受调制的高频信号中还原出原调制的信号。从（振幅）受调制的高频信号中还原出原调制的信号。将要传送的基带信号装载到某一高频载频信号上，将要传送的基带信号装载到某一高频载频信号

4、上，使其振幅受调制的过程。使其振幅受调制的过程。混频定义：这是超外差接收机中的特有名称，指混频定义：这是超外差接收机中的特有名称，指在保持相在保持相同调制规律的条件下，将输入已调信号的载波频率从同调制规律的条件下，将输入已调信号的载波频率从fs变变换为固定换为固定fi的过程称为混频。的过程称为混频。5AM波的几种波形波的几种波形-调制前后波形和频谱调制前后波形和频谱5ut0(a )(b )(c )(d )(e )uCttttm 1uAM(t)UcmUc000uAM(t)m 1m 1uAM(t)0U0 F(a)fUc0(b)ffc10(c)ffcfc Ffc F2Fm/2m/2三种Ma的值对应的

5、波形2022-5-25Ma一般为0.2-0.54.2 频谱搬移电路的基本工作原理频谱搬移电路的基本工作原理6（1）由单一频率信号调）由单一频率信号调 幅幅tmtmtVttmVt)cos(21)cos(21coscos)cos1 ()(0a0a000a0AMv 调制信号0载波调幅波0+上边频0-下边频 普通调幅波的频谱图普通调幅波的频谱图频率频率：0， 0 载波幅度：载波幅度：V0边频幅度：边频幅度：0a21VMMa一般为0.20.5，所以边带的幅度小调幅波由于效率关系-引出双边带与单边带双边带与单边带 Ma小，一般为0.2-0.5有用的边频功率小边频功率小77 由公式推导,AM波的总平均功率为

6、载波功率与两个边带功率之和。而携带有用信号的功率只存在在两个边频功率上。P单边频 P总 2022-5-25效率为有用功与无用功相比，即P边频/P总=Ma2P上边频+P下边频+P载波P单边频4=效率当Ma为0.4时，效率为4%8 8ttmVtooacoscos)(v在调制过程中, 将输出信号的载波抑制就形成了抑制载波的双边带信号,简称双边带信号。它可用载波与调制信号相乘得到,其表示式为引出引出双边带与单边带双边带与单边带 1、双边带公式调制时,为了降低无用功率、提高效率-理想为50%），需将载波抑制，引出概念-双边带信号。2022-5-259 9双边带调制时的频谱图和波形图0 F(a)f0(b)

7、ffcfc F0(c)f 0- 0+ 0a21Vm 虚线表示无载波2022-5-25u0(a)uCtuDSB(t)0t(b)(c)t001800U(t)U costttmVtooacoscos)(v1010( )cos()( )cos()SSBcSSBcutUtutUt 单边带（SSB）信号是由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而成。为了进一步提高效率-理想为100%，只需保留一个边带，引出概念-单边带信号。2022-5-252、单边带（SSB）信号公式 1111图 单边带（上边带）调制时的频谱搬移 0F(a)f0(b)ffcfcF0(c)f2022-5-25

8、 单边带（SSB）信号频谱图和波形示意图tVm00acos(2思考：下边带调制时的公式和频谱搬移图？uSSB(t)0tfc FU12三种振幅调制信号比较三种振幅调制信号比较电压电压表达式表达式普通调幅波普通调幅波ttmV0a0cos)cos1 (载波被抑制双边带调幅波载波被抑制双边带调幅波ttVm00acoscos单边带信号单边带信号波形图波形图频谱图频谱图 0- 0+ 0a21Vm 0- 0+ 0a21Vm 信号信号带宽带宽)2( 2)2( 22 0- 0+ 理想效率理想效率 小于小于10% 5 0% 100%电路实现难度 简单简单 较难较难 难度较大难度较大tVm)cos(200atVm）

9、或00acos(2(或13132022-5-25从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。14142022-5-2515 在保持相同调制规律的条件下，在保持相同调制规律的条件下，将输入已调信号的载波频将输入已调信号的载波频率从率从fs变换为固定变换为固定fi的过程称为变频或混频。的过程称为变频或混频。 高频放大 fs fs 本地振荡 fo 混频 fofs=fi fi 低频放大 检波 中频放大 F F （以调幅为例（以调幅为例 ） 在接收机中，在接收机中， fi称为中频。一般其值为称为中频。一般其值为其中其中fo是本地振荡频率。是本地振荡频率。soi

10、fff 定义定义: :其中，其中，fi大于大于fs的混频称为上混频，的混频称为上混频， fi小于小于fs的混频称为下混频。的混频称为下混频。4.2.6混频概念、波形与频谱示意图混频概念、波形与频谱示意图16波形波形 经过混频器变频后，输出频率为经过混频器变频后，输出频率为soifffMHz)67 . 1 (MHz)465. 6165. 2(MHz465. 0 混频的结果：较高的不同的载波频率变为固定的较低的载混频的结果：较高的不同的载波频率变为固定的较低的载波频率，波频率，而振幅包络形状不变。而振幅包络形状不变。4.2.6. 混频器的输入输出波形频率举例：频率举例：17调幅是线性频率变换调幅是

11、线性频率变换 ( (一般是高本振一般是高本振) ) 频谱搬移频谱搬移 4.2.6混频器的频谱soifff其中，其中，fi大于大于fs的混频称为上混频，的混频称为上混频， fi小于小于fs的混频称为下混频。的混频称为下混频。181：画出调幅（AM）、检波和混频 三个过程前后的波形示意图、频谱示意图2：列表画出AM/DSB/SSB波形示意图、频谱示意图，分别写出其公式、优缺。2022-5-253：Ma的含义，一般其值小于1，为什么？ （指：对三种Ma值的波形示意图分析，并得出结论）作业与思考：194.3 小结 4.3.1非线性电路非线性电路后果-频率变化，, 2 , 1 , 0,qp结论结论:假设

12、作用在非线性器件上的两个电压均为余弦假设作用在非线性器件上的两个电压均为余弦信号信号,传输特性又包含传输特性又包含n次方的特性时（次方的特性时（n2）：输）：输出的频率分量包含以下的组合频率分量。出的频率分量包含以下的组合频率分量。=P1q2 )(i)(otntvi典型非线性公式：nqp非线性电路含有非线性电路含有二次方及以上项，二次方及以上项，不满足叠加原理后果不满足叠加原理后果-产生了频率变化产生了频率变化20即：假设传输特性即：假设传输特性 ： )()()(2i2i10otataatvvi设：设：tVtVti22m11mcoscos)(v则则 中有：中有：)(oti 直流分量；直流分量；

13、谐波分量：谐波分量：212 ,2组合频率分量：组合频率分量：21“非线性非线性”使输出产生了和频、差频以及倍频等信号使输出产生了和频、差频以及倍频等信号增加了基波分量)(i1tav 基波分量基波分量 1,2)()(iottnvi非线性一般关系：量现假设只考虑前三个分 4.3.1节小结节小结 “非线性的非线性的2次方产生乘积项次方产生乘积项”使输出产生了和频、差使输出产生了和频、差频以及倍频等信号频以及倍频等信号214.3.2、频率变换电路工作原理小结非线性器 件滤波器u1uou2本课程本课程要讨论的频率变换电路一般设定为线性时变系统要讨论的频率变换电路一般设定为线性时变系统,框图如下框图如下:

14、A点频率分量为ABB点频率分量为：特定频率，由滤波器特性定123 qA11A让两个信号同时作用于一个非线性元件让两个信号同时作用于一个非线性元件,其中一个振幅很小如其中一个振幅很小如u1,认为处于线性工作认为处于线性工作状态状态,另一个为大信号另一个为大信号时变时变工作状态如工作状态如u2,我们可以认为这个系统处于我们可以认为这个系统处于线性时变系统线性时变系统.输入点频率分量为：21；输入1输入222qA输出频率分量：22线性时变之开关状态时产生频率分量：线性时变之开关状态时产生频率分量：线性时变工作状态产生频率分量：- u1大 u2小， u2近似线性一般非线性状态产生频率分量：21qp,q

15、p1的偶次谐波分量、1和2分量以及|(2p+1)12|分量21qp,p三种状态输出频率分量不同4.3.3 非线性电路输出信号小结 n1 ； 2231、两个不同频率信号输入；、两个不同频率信号输入；2、经过非线性器件，产生各种新的频率；、经过非线性器件，产生各种新的频率；3、各种新的频率经过选频，留下需要频率的信号、各种新的频率经过选频，留下需要频率的信号为方便选出需要频率的信号，应尽量抑制无用频率信号为方便选出需要频率的信号，应尽量抑制无用频率信号 具体频率变换电路就是围绕此需求设置。具体频率变换电路就是围绕此需求设置。4.3.4 频率变换电路框图频率变换电路框图- 非线性电路设计中要考虑的具

16、体问题非线性电路设计中要考虑的具体问题思考题1、什么电路能产生频率变换（或频率变换电路的本质是？） 非线性电路能产生频率变换（频率变换电路的本质是电路中存在非线性，使输出信号中产生与输入信号不同的新的频率信号） 2、一般非线性电路输出信号是什么？3、频率变换电路原理框图？24非线性器 件滤波器u1uou2AB输入1输入2A点有各种组合频率分量从抗干扰角度，此f分量应少B点频率分量为：特定频率，由滤波器特性定21qp,qp254、变频电路设计思路：变频电路必须有新的频率分量-乘积项-产生差频（或和频）（1）从非线性器件的特性考虑，减少无用频率分量减少无用频率分量(如:场效应管,由于平方项函数关系

17、式,只有倍频、和频、差频分量；乘法器只有和频、差频分量；开关器件频率分量少，只有基次项。） （2）从输入信号的大小考虑(如:u1大 u2小，线性时变,减少无用频率分量减少无用频率分量)。（3）从电路形式考虑(如:开关元件平衡型、环型设计，抵消部分频率分量 )。 （4）其他电路设计（使非线性器件静态工作点合适-有非线性但非线性不大；减少无用频率分量，减少无用频率分量，使对滤波器的矩形系数要求降低等）但具体变频电路为避免太多干扰频率，需从以下四个方面考虑但具体变频电路为避免太多干扰频率，需从以下四个方面考虑: 26264.4.1.2 DSB-低电平调幅：低电平调幅： 乘法器调幅乘法器调幅、平衡调幅

18、器、平衡调幅器4.4.1典型的振幅调制电路典型的振幅调制电路4.4.1.1 AM-高电平调幅（三极管、场效应管）高电平调幅（三极管、场效应管） 低电平调幅（单二极管电路）低电平调幅（单二极管电路） 4.4.1.3 单边带调幅单边带调幅-滤波器法，相移法滤波器法，相移法2022-5-252727一般采用线性时变电路。一个信号大，一个信号小，按照傅里叶级数展开，小的信号没有新的频率分量产生。因此输出的频率分量减少一半详细原理见书P11821pC1、三极管调幅电路-调制信号可以加在集电极或基极调制信号可以加在集电极或基极小的信号一般是调制信号。21AM4.3.4 典型的振幅调制电路典型的振幅调制电路

19、- AM高电平调幅高电平调幅-三极管三极管 vb(t) + + VCC + VB B + VC(t) + vCE vBE + L C vc v + 集电极调幅电路输出的信号频率由LC选频网络定。00202020300023一般信号状态下的频谱图一般信号状态下的频谱图2828302021qp,qp显然与下页的图相比较，本图不容易用选频电路选出AM信号，对选频电路矩形系数要求高。29290020300线性时变电路的频谱示意图显然与上页图相比较，本图比上图容易用选频电路选出AM信号2022-5-2521pC0小的（线性）信号一般是调制信号。21因为此时可以容易用带通选频电路选出调幅信号。21 如同学

20、们思考02020304040304 n1 ； 230300)(222020VVaa022022Va001Va00VVa0221VVa02212222VaVa1 如果静态工作点和输入信号大小范围选择合适，非线性器件工作在满如果静态工作点和输入信号大小范围选择合适，非线性器件工作在满足平方律足平方律的区段。的区段。（见下公式，没有了三次方及以上项）（见下公式，没有了三次方及以上项）20020010)coscos()coscos(tVtVtVtVaaai2 平方律调幅平方律调幅-场效应管调幅场效应管调幅有时是利用特有的器件有时是利用特有的器件-如：特殊场效应管电压电流的特性为如：特殊场效应管电压电流

21、的特性为平方律平方律特性曲线特性曲线与上页的图相比较，更容易用选频电路选出AM信号2022-5-25AM31H(j)u1u2uoVDiDv单二极管电路的原理电路如图所示,输入信号u1和控制信号u2相加作用在非线性器件二极管上。单二极管电路的原理电路假设现在：U2信号属于大信号，也称控制信号；U1属于小信号，输出为开关信号，开关频率为22022-5-253、AM低低电平调幅电平调幅 单单二极管电路（2n+1）21,n=0,1,2,。1和和22n2AM输出：除了原输出：除了原频率频率信号和大信号的倍频，只有（信号和大信号的倍频，只有（2n+1）212221222coscos3cos5235DDDi

22、gtttu 2( )()DDDDig t ug Kt u)(121Lddvv tSRri32321. 普通调幅波的数学表示式普通调幅波的数学表示式载波信号：载波信号： tV000cosv调制信号：调制信号： tVcosv已知：已知： )cos1()cos1()(a00a0mtmVtVVkVtV式中式中ma设为调制度，设为调制度， 0aaVVkm假设：常用百分比数表示。常用百分比数表示。ttmV0a0AMcos)cos1(v2022-5-25上式为上式为普通调幅波的数学表示式普通调幅波的数学表示式4.4.1.1AM调制4、AM低低电平调幅电平调幅-乘法器乘法器 ttmVuut0a0ccos)co

23、s1 (1) (AM）（vtV000cosvtVcosvAM图 AM信号乘法器的实现方框图 对于a图：假设直流电平为1对于b图：ttmVuut0a0ccos)cos1 (1)(AM）（vttmVuuuuut0a0ccccos)cos1 (1 ()(AM）v书上P102344.3.4.2 低电平调幅低电平调幅-产生产生DSB信号信号图 双边带调幅信号的实现模型 ttmVtooacoscos)(v1、二极管平衡调幅器、二极管平衡调幅器-产生产生DSB信号信号书P1372022-5-25产生DSB信号有两种：2、乘法器调幅器、乘法器调幅器-产生产生DSB信号信号35)21)(1s0Ld1vv tSR

24、ri)21)(1s0Ld2vv tSRristSRriiiv )(1Ld212022-5-25DSB36.) 12cos() 12() 1(2.3cos32cos221)(0100tnntttSnstSRriiiv)(1Ld21二极管平衡调幅器s； （2n1）0s 0；因为因为0s ，且由于载波，且由于载波已经抵消，选频电路容易设计，直接选出已经抵消，选频电路容易设计，直接选出DSB，2022-5-25DSB 模拟相乘器模拟相乘器yxmOuuKu模拟相乘器是具有线性频率变换的非线性器件，模拟相乘器是具有线性频率变换的非线性器件，合理设置就可以只产生和频和差频两种输出信号。合理设置就可以只产生和

25、频和差频两种输出信号。 一般非线性器件一般非线性器件 无论电子器件具有何种非线性特性，必须是也只无论电子器件具有何种非线性特性，必须是也只能是其中的能是其中的一次相乘项才是对调幅有用的一次相乘项才是对调幅有用的，其它特，其它特性非但无用，往往有害（产生无用分量）。性非但无用，往往有害（产生无用分量）。 其中其中Km为相乘系数为相乘系数2、 乘法器实现调幅乘法器实现调幅即产生DSB信号书P1342022-5-2537DSB3838调幅波0+上边频0-下边频A. 滤波器法滤波器法2 单边带信号的产生单边带信号的产生2022-5-25SSB因为调制信号频率相对载波频率很低，上下边带很因为调制信号频率

26、相对载波频率很低，上下边带很相相近，近，滤除一个边带从技术上是十分困难的。滤除一个边带从技术上是十分困难的。单边带调制单边带调制-多次调制和滤波，使滤波器难度降低多次调制和滤波，使滤波器难度降低下面两个图是简单滤波和多次滤波频谱选择示意图，显然下图比上图的滤波器选择性要求低。4040 必须强调指出，提高单边带的载波频率决不能用倍频的必须强调指出，提高单边带的载波频率决不能用倍频的方法。因为倍频后，音频频率方法。因为倍频后，音频频率也跟着成倍增加，使原来的也跟着成倍增加，使原来的调制信号变了样，产生严重的失真。这是绝对不允许的。调制信号变了样，产生严重的失真。这是绝对不允许的。2022-5-25

27、SSB41412022-5-25SSB移相法原理：移相法原理：根据三角函数关系：根据三角函数关系：ttttccc)cos(21)cos(21coscosttttccc)cos(21)cos(21sinsin 欲取欲取“和频和频”，以上二式相减；欲取，以上二式相减；欲取“差频差频”，以上二式相加。据此，可画出移相法实现单边带调以上二式相加。据此，可画出移相法实现单边带调制的电路框图如图所示。制的电路框图如图所示。B 移相法移相法2022-5-2542SSB4343相移法相移法tKV)cos(02022-5-25SSB44理论上有理论上有1和和（2n1）12的均可以作为的均可以作为AM电路，电路，

28、只只有边带的是有边带的是DSBu1 u2的选择组合f分量简单分析u1 u2为一般项P1q2泰勒级数展开u1大 u2小，晶体管混频（线性时变）n12 ； n1 ； 2u2小，无新的f分量，有放大，干扰多u1 u2加在场效应管上21；22；1+2；1-2；1 ； 2平方律特性平方律特性（X1+X2）+ （X1+X2）2u1大 u2小，加在开关元件上1；2；2n1；（2n1）12周期性开关函数的傅立叶展开，干扰减半u1大 u2小，加在开关元件上（平衡型）2； （2n1）12有部分f分量（载波）抵消（中频信号幅度）u1大 u2小，加在开关元件上（环型）（2n1）12有更多f分量抵消（中频信号幅度）u1

29、 u2加在乘法器上12u1u2积化和差coscos2022-5-25AMDSB454.4.1节调幅 作业与思考：2022-5-251、典型的调幅电路分析（对应AM /DSB /SSB三种） 答：答：AM-高电平调幅（三极管、场效应管）高电平调幅（三极管、场效应管）; 低电平调幅（单二极管电路）低电平调幅（单二极管电路）;乘法器调幅乘法器调幅 DSB-平衡、环形调幅器；平衡、环形调幅器； 乘法器调幅乘法器调幅 SSB- 滤波器法，相移法滤波器法，相移法2、书P167 1,3,746464.4.2振幅解调小结4.4.2.1检波定义、分类检波定义、分类4.4.2.2典型的振幅解调（检波）电路典型的振

30、幅解调（检波）电路1、AM检波检波-包络检波包络检波-典型电路与失真典型电路与失真2、DSB,SSB检波检波-同步检波同步检波-典型电路与失真典型电路与失真2022-5-25474.4.2.1 定义和分类定义和分类检波：检波：从振幅受调制的高频信号中还原出原调制从振幅受调制的高频信号中还原出原调制信号。信号。检波主要的分类检波主要的分类（按照原理）（按照原理）： 包络和同步包络和同步472022-5-254848非线性非线性 电路电路低通低通滤滤 波器波器从已调波中检出包络信息从已调波中检出包络信息，只适用于，只适用于AM信号信号 输入输入 AM信号信号检出包络信息检出包络信息4.4.2典型的

31、典型的AM 振幅解调框图振幅解调框图1、包络检波包络检波2022-5-254949 图：二极管峰值包络检波器(a)原理电路 (b)二极管导通-充电-快 (c)二极管截止 -放电-慢uiCRVDuo(a)CRuoui(b)CR(c)uo1、 包络检波典型包络检波典型电路图uCU1U2uiU3uCU4tUAUB0通断断通(a )(b )(c )t00 0tUouoiDUav图 检波器的工作过程 2022-5-25本质：时间常数本质：时间常数不同不同 2022-5-25505151 产生的失真主要有：惰性失真；负峰切割失真；非产生的失真主要有：惰性失真；负峰切割失真；非线性失真；频率失真。重点掌握前

32、两种线性失真；频率失真。重点掌握前两种 如果检波电路的时间常如果检波电路的时间常数数RC太大，当调幅波包络朝太大，当调幅波包络朝较低值变化时，电容上的电较低值变化时，电容上的电荷来不及释放以跟踪其变化，荷来不及释放以跟踪其变化，所造成的失真称作所造成的失真称作惰性失真惰性失真。 惰性失真惰性失真( (对角线切割失真对角线切割失真) )包络检波器的包络检波器的失真失真2022-5-25措施：为减少失真，应使R,C以及Ma大小合适5252 惰性失真惰性失真( (对角线切割失真的解决措施对角线切割失真的解决措施) ) 实际上，调制波往往是由多个频率成分组成，即实际上，调制波往往是由多个频率成分组成，

33、即=minmax。为了保证不产生失真，必须满足。为了保证不产生失真，必须满足0)(112maxRCma 或或aammRC2max10)(112RCma2022-5-25这里要求合理的设置Ma、R、C5353 + + v C + R RL VC Cc vi D 考虑了耦合电容Cc和低放输入电阻RL后的检波电路负峰切割失真负峰切割失真( (底边切割失真底边切割失真) ) 隔直电容隔直电容Cc数值很大，可认数值很大，可认为它对调制频率为它对调制频率交流短路，电交流短路，电路 达 到 稳 态 时 ， 其 两 端 电 压路 达 到 稳 态 时 ， 其 两 端 电 压VCVim（ Vim 是载波信号的振幅

34、）是载波信号的振幅）。imLRVRRRV 失真最可能在包络的负半周发生。假定二极管截止，失真最可能在包络的负半周发生。假定二极管截止，Cc将将通过通过R和和RL缓慢放电，相对于高频载波一个周期内，其电压缓慢放电，相对于高频载波一个周期内，其电压VCVim将在将在R和和RL上分压。直流负载电阻上分压。直流负载电阻R上的电压为上的电压为2022-5-255454 + + v C + R RL VC Cc vi D 考虑了耦合电容Cc和低放输入电阻RL后的检波电路负峰切割失真负峰切割失真( (底边切割失真底边切割失真) )V i m（1-m）V i mttmVoimicos)cos1 (v)cos1

35、 (tmVimttmVoimicos)cos1 (v)cos1 (tmVim)cos1 (tmVimV R考虑失真指标，一般Ma为0.2-0.4小结：为减少失真，应使R,C以及Ma大小合适2022-5-25当当VR的值较大（见示意图，负峰失真越大）的值较大（见示意图，负峰失真越大）imLRVRRRV55它的特点是必须外加一个频率和相位都与被抑止的载波相同的电压，否则效率降低失真加大。同步检波的名称即由此而来同步检波的名称即由此而来。2、同步检波器、同步检波器乘积检波电路低通滤波器 vsV0ivr乘积检波器同步检波器分：乘积型和叠加型同步检波器分：乘积型和叠加型包 络检波器vsvrvv2022-

36、5-25 同步检波器用于对载波被抑止的双边带或单边带信号进行同步检波器用于对载波被抑止的双边带或单边带信号进行解调。它的特点是必须外加一个频率和相位都与被抑止的载波解调。它的特点是必须外加一个频率和相位都与被抑止的载波相同的电压。同步检波的名称即由此而来。相同的电压。同步检波的名称即由此而来。a、乘积型检波器、乘积型检波器-DSB乘积检波电路低通滤波器 vsV0ivr乘积检波器ttVt0smcoscos)(DSBv)cos()(0rmtVt载波v理想时：载波完全同步，为0，乘积后变成高频边带两个，基带频率一个tVt0rmcos)(载波vtttVVttVVtttVVU)2cos()2cos(21

37、cos2112cos21coscoscoscos00rmsm0rmsm00rmsm相乘2022-5-2520+20-型同步检波器原理型同步检波器原理-5757实际乘积型检波器实际乘积型检波器乘积检波电路低通滤波器 vsV0ivr乘积检波器tVVtcoscos21)(rmsmv非理想时：载波不能完全同步，不为0，由于COS 小于1，效率降低。型同步检波器，型同步检波器，02低通2022-5-25)cos()(0rmtVt载波v实际载波不能完全同步，不为0，cos5858tVt）（0smcos)(SSBvttVVtVtUSSB）（）（相乘cos2cos21cos0rmsm0rm同步检波器用于对载波

38、被抑止的单边带信号进行解调（以下边带为例）同步检波器用于对载波被抑止的单边带信号进行解调（以下边带为例）02乘积检波电路低通滤波器 vsV0ivr乘积检波器乘积型乘积型-SSB2022-5-25tVt0rmcos)(载波v原理原理-叠加后成普通叠加后成普通AMAM，5959b b. . 叠加型同步检波器分析叠加型同步检波器分析包 络检波器vsvrvvtVt0cmcos)(cvuDSB(t)= UC M costcosct叠加型：U叠加=uDSB(t)+ uC(t)= =UCM costcosct + UC cosct= UCcosct (M cost+ 1)= U普通AM(t)2022-5-2

39、560三种振幅调制与解调方式的分析三种振幅调制与解调方式的分析分类与电压分类与电压表达式表达式普通调幅波普通调幅波ttmV0a0cos)cos1 (载波被抑制双边带调幅波载波被抑制双边带调幅波ttVm00acoscos单边带信号单边带信号tVm)cos(200a)cos(2(00tVma或波形图波形图频谱图频谱图 0- 0+ 0a21Vm 信号信号带宽带宽)2(2)2(22 0- 0+ 调制优缺简单，效率低效率高，50%，性能较好效率高，100%，占用带宽窄，难度大解调方式包络同步（乘积或叠加）同步（乘积）解调优缺简单同步难同步难2022-5-25 0- 0+ 0a21Vm 61 在在保持相同

40、调制规律的条件保持相同调制规律的条件下，将输入已调信号的载波频下，将输入已调信号的载波频率从率从fs变换为固定变换为固定fi的过程称为变频或混频。的过程称为变频或混频。 高频放大 fs fs 本地振荡 fo 混频 fofs=fi fi 低频放大 检波 中频放大 F F （以调幅为例（以调幅为例 ） 在接收机中，在接收机中， fi称为中频。一般其值为称为中频。一般其值为其中其中fo是本地振荡频率。是本地振荡频率。soifff 1.1.定义定义其中，其中，fi大于大于fs的混频称为上混频，的混频称为上混频， fi小于小于fs的混频称为下混频。的混频称为下混频。4.4.3 混频器小结混频器小结62波

41、形波形 经过混频器变频后，输出频率为经过混频器变频后，输出频率为soifffMHz)67 . 1 (MHz)465. 6165. 2(MHz465. 0 混频的结果：较高的不同的载波频率变为固定的较低的载混频的结果：较高的不同的载波频率变为固定的较低的载波频率，而振幅包络形状不变。波频率，而振幅包络形状不变。2. 混频器的波形频率举例：频率举例：63调幅是线性频率变换调幅是线性频率变换 ( (一般是高本振一般是高本振) ) 频谱搬移频谱搬移 3混频器的频谱soifff其中，其中，fi大于大于fs的混频称为上混频，的混频称为上混频， fi小于小于fs的混频称为下混频。的混频称为下混频。公式推公式

42、推导见调导见调制章节制章节混频器原理-对s； （2n1）0s 这里由于这里由于0和和s相差不相差不大，均为大，均为M级，带宽较级，带宽较宽，所以滤波器方便实宽，所以滤波器方便实现，见下面频谱示意图。现，见下面频谱示意图。双边带调制频谱示意图上边带0+s下边带0-s下边带c-上边带c+混频频谱示意图s结论：混频很容易选出差频部分00输入已调波频谱本振频谱基带载波c65A.A.变频变频( (混频混频) )增益：增益：混频器输出中频电压混频器输出中频电压V Vimim与输入信号电压与输入信号电压V Vsmsm的的幅值之比。幅值之比。D.D.噪声系数：噪声系数：高频输入端信噪比与中频输出端信噪比的比值

43、。高频输入端信噪比与中频输出端信噪比的比值。C.C.选择性：选择性：抑制中频以外的信号的干扰的能力。抑制中频以外的信号的干扰的能力。B.B.非线性干扰：非线性干扰：抑制组合频率干扰、交调、互调干扰等干扰的能力。抑制组合频率干扰、交调、互调干扰等干扰的能力。（重点是中频干扰和镜像干扰）（重点是中频干扰和镜像干扰）4.混频器的性能指标665混频器工作原理非线性器 件滤波器u1uou2A点频率分量为ABB点频率分量为：差频（或和频），由滤波器频率定12 q2q让两个信号同时作用于一个非线性元件让两个信号同时作用于一个非线性元件,其中一个是已调波，一个是本振信号，输其中一个是已调波，一个是本振信号，输

44、出固定中频波的已调信号。出固定中频波的已调信号。电路原理同调幅电路，只是输入的基带信号变成了已调波信号，载波变成电路原理同调幅电路，只是输入的基带信号变成了已调波信号，载波变成了本机振荡信号，这里原理不再重复。了本机振荡信号，这里原理不再重复。不同点：由于两个信号中心频率接近，所以干扰增加，要重点考虑。不同点：由于两个信号中心频率接近，所以干扰增加，要重点考虑。频率为频率为1和和2的两个信号经过线性时变系的两个信号经过线性时变系统后，统后，A点产生了点产生了P21的信号，显然，的信号，显然，当有谐振频率当有谐振频率2-1的后续选频电路时，这的后续选频电路时，这个差频就被选出，输出个差频就被选出

45、，输出B点信号。点信号。6 混频器具体电路671晶体管混频器晶体管混频器 2二极管混频器 3乘法器混频器 具体电路原理同调幅电路，只是输入的基带信号变成了已调波信号，载波具体电路原理同调幅电路，只是输入的基带信号变成了已调波信号，载波变成了本机振荡信号，这里具体电路不再重复。变成了本机振荡信号，这里具体电路不再重复。不同点：由于两个信号中心频率接近，所以干扰增加，要重点考虑。不同点：由于两个信号中心频率接近，所以干扰增加，要重点考虑。68 调谐于调谐于i调谐于调谐于s6 混频器典型电路举例1本振频率本振频率f0与与fs同步变化同步变化soifff双调谐双调谐69 调谐于调谐于i调谐于调谐于s调谐于调谐于06.实际电路举例2-看具体收音机图706 举例3 二极管环形混频器选频放大干扰严重频谱示意图分析qpc调幅这里由于混频时这里由于混频时0和和s相差不大，均为相差不大，均为M级，所以干扰严重，级，所以干扰严重，先先假设只考虑三次谐波假设只考虑三次