高频处理电路及典型产品的制作

《电子技术基础与技能》

电子演示文稿

项目5高频处理电路及典型产品的制作无线电通信的任务是利用电磁波将各种电信号由发送端传送给接收端，以达到传递信息的目的。以无线电广播为例(包括声音广播和电视广播)，它是将声音或图像电信号装载在一个较高振荡频率的信号上，经天线以电磁波的形式传送出去。收音机、电视机接收到该信号后，把它从较高振荡频率的信号中取出，得到原来的声音和图像信号。

5.1调幅与检波

5.3

混频器

5.2调频与鉴频

项目小结项目5高频处理电路及典型产品的制作5.1.1调幅波1.调幅波的产生用低频调制信号去控制高频载波信号的振幅，使高频信号的振幅随着调制信号瞬时值的变化而线性变化，这个过程通常称为调幅，常用AM表示。

调幅广播发射机的组成框图

5.1调幅与检波1.调幅波的波形和表示式高频载波信号：vω=Vωmcosωt

低频调制信号：vΩ=VΩmcosΩt

调幅波：vAM=Vωm（1+macosΩt）cosωt

调幅系数ma

它表示在调幅过程中，载波振幅随调制信号变化的程度。调幅系数定义为ma=。

2．调幅波的频谱

调幅波频谱（单频）

调幅波的波形5.1.2调幅电路调幅电路是由非线性器件和带通滤波器两部分所构成的。常用的非线性器件有二极管、三极管和场效应管。

调幅电路的构成信号通过非线性器件

1．三极管调幅电路晶体三极管调幅电路是利用晶体管的非线性特性进行频率变换，再由LC谐振回路选出调幅波分量，由此产生调幅波信号。

基本差分放大电路集电极调幅电路

集电极调幅等效电路

2．二极管调幅电路二极管调幅电路如图（a）所示，载波信号和调制信号相串联后加到非线性元件二极管两端，等效电路如图（b）所示。二极管V1的端电压v1=vω+vΩ，二极管V2的端电压v2=vω-vΩ，因此通过两个二极管的电流i1和i2都是幅度随调制信号变化的调制电流，即利用二极管的非线性进行幅度调制。

T1的二次绕组和谐振电容C组成LC谐振回路滤除调制信号，取出载波ω附近的上下边带的调幅信号。

（a）原理电路（b）等效电路二极管平衡调幅电路

5.1.3检波电路检波电路的功能是从高频调幅波中取出调制信号。检波器的输入是高频调幅信号，输出的是低频调制信号，即调幅波的包络线。

检波器的功能示意

利用二极管的非线性特性，可以实现检波功能。

二极管包络检波电路

输入的调幅波形经二极管截去负半周电容滤波后的波形检波输出的调制信号

调幅收音机的实际检波电路如下图所示，调幅中频信号由中周变压器T3耦合到检波二极管进行检波，再经C2、RL1和C3组成的滤波器滤波，取出调制的音频信号。

应用实例

调幅收音机的实用检波电路调幅收音机实物照片中周变压器

音量电位器

动手做

观测调幅收音机检波电路的波形【器材】调幅收音机、示波器、绘图工具一套。【要求】（1）打开调幅收音机外壳，取出收音机电路板。（2）辨认收音机的检波电路。（3）根据收音机的实际电路板，在空白纸上绘制出检波电路部分的原理图，并标明相关元器件代号和参数。（4）接通收音机电源，调谐接收某一电台信号，用示波器观测检波电路的输入、输出信号波形，并用笔画出波形图。

5.2.1调频波的基本性质1.调频波的产生调频是指载波信号的频率按照调制信号幅度变化的调制过程。如下图所示，高频信号vω和调制信号vΩ输入到调频电路，经过频电路对信号进行处理后，输出端得到载波频率随着调制信号而变化的高频调频信号vFM，叫做调频波。5.2调频与鉴频

调频信号发射台

调频电路功能示意图2.调频波的基本性质

调频是指载波信号的频率按照调制信号幅度变化的调制过程。调制信号：vΩ=VΩcosΩt

载波信号：vω=Vωcosω0t

调制载波角频率：ω=ω0+Δω=ω0+KfVΩcosΩt最大角频偏：Δωm=KfVΩ

调制指数：调频波所含的频率成分非常多，单一频率的调制信号（fΩ）对载波（fω）进行调频，则调频波包含的频率成分有：fω、fω±fΩ、fω±2fΩ、fω±3fΩ、…、fω±nfΩ

单频调制信号时的调频波

调频电视发射机内部结构

5.2.2调频电路1．直接调频直接调频基本原理是：用调制电压直接控制振荡器谐振回路的参数，使载频信号的频率按调制信号变化规律线性地变化，由此完成调频任务。一般采用变容二极管对晶体振荡器进行直接调频的方式，其典型电路如下图所示。变压器L1与L2的耦合形成正反馈，使之产生自激振荡，振荡频率取决于L1、C1和变容二极管的结电容CD所组成LC谐振回路。当调制信号电压vΩ变大时，变容二极管所加反向电压增大，其结电容变小，振荡频率随之提高；反之，调制信号电压vΩ变小时，变容二极管承受的反向电压减小，结电容变大，振荡频率随之降低，从而实现频率调制。变容二极管调频电路

●变容二极管实现调频的优点是电路简单，输出的调频波频偏较大。●变容二极管调频电路存在的主要问题是：调制的非线性失真较大，另外变容二极管参数的一致性很差，而且容易受温度等环境因素影响，因此稳定性比较差。每一个调频电路都需要经过严格的调整，这给生产带来一定的困难。2．间接调频

间接调频是指通过调相来实现调频的一种方法，经积分电路处理后的调制信号送入相位调制器，相位调制器内非线性元件参数随调制信号电压变动而改变，于是输入相位调制器的载波信号就产生相应的相位变化，即载波信号的频率随着调制信号的变化有较小范围的变化，为了将窄带频率调制变为宽带频率调制，在调相电路后应使用倍频器。

间接调频电路方框图

5.2.3鉴频电路从调频波中取出原调制信号的过程，称为鉴频。鉴频器的输出信号电压变化是与输入调频波的频率变化成对应的关系，这一关系曲线通常称为鉴频特性曲线。

鉴频器的功能示意鉴频器的鉴频特性1．分立元件斜率鉴频器斜率鉴频器的电路如下图所示。工作过程是：先进行波形变换，将等幅调频波变换成幅度随瞬时频率变化的调频调幅波，然后用二极管包络检波器将振幅变化检测出来，以恢复调制信号，从而达到鉴频的目的。斜率鉴频器原理电路斜率鉴频特性曲线双失谐回路斜率鉴频器的原理电路如下图所示，L1C1和L2C2两个谐振回路分别调谐在f01和f02上，f01高于调频波的中心频率fω，f02低于调频波的中心频率fω，f01和f02对称分布fω两侧，因此称为双失谐回路斜率鉴频器。调频信号vFM在两个谐振回路产生的调幅—调频波分别为vl和v2，由于二极管V1与V2组成的两个包络检波器的参数完全一致，所以它们的输出电压vol和vo2大小相同、相位相反，鉴频器的总输出电压为vo=vol-vo2。因此，vo随f变化的规律就是vol-vo2随f变化的规律，将vol与vo2两曲线相减，可得到双失谐回路的合成鉴频特性曲线。

双失谐回路斜率鉴频器双失谐回路的合成鉴频特性

2．集成斜率鉴频器集成电路中广泛采用的斜率鉴频器，电路如下图所示。图中L1、C1和C2为外接线性网络。集成斜率鉴频电路集成斜率鉴频器的鉴频特性L1、C1谐振频率：

L1、C1、C2谐振频率：

电路工作原理：●输入的等幅调频波vFM经LC选频回路后转换成两个调幅调频波v1、v2。●调幅调频波v1通过射随器V1加到三极管V3的基极，调幅调频波v2通过射随器V2加到三极管V4的基极，V3、V4管的b、e极之间的PN结起到检波二极管的功能，检波输出解调电压。●解调电压再送到由V5和V6管构成的差分放大器放大，从V6集电极输出的就是鉴频器的输出电压vo，即实现从调频波中取出原调制信号。

集成斜率鉴频电路转换为调幅调频波转换为调幅调频波取出低频调幅信号输入等幅调频波5.3.1混频原理变频是将某一频率的信号变换成另一频率的输出信号，而保持原有的调制规律不变。

5.3混频器混频电路方框图

在变频电路上加有两个信号，一个是接收的外来高频信号fs，另一个是由本机产生的等幅正弦波信号fl。在非线性元件的作用下产生和频fL+fs、差频fL-fs和其它频率mfL±nfs等，再由选频电路取出所需的频率信号。5.3.2变频电路

右图是三极管变频器的基本电路。图中本振信号vL和输入信号电压vS串接后加在三极管的基极和发射极之间，利用三极管be结的非线性特性进行频率变换。输出接LC并联谐振回

路，取出所需的变频信号。

三极管变频原理电路应用实例

右图所示为中波收音机变频电路。该电路中的三极管一方面起混频作用，产生差频；另一方面又要完成振荡，产生本机振荡信号。利用线圈L2和线圈L3的耦合形成正反馈，电路自激产生本机振荡信号。L1和C1、C2a组成调谐回路，用于调谐接收电台信号。输出差频信号为465kHz的中频。

中波收音机变频电路

1．按图装配焊接收音机电路2.调三极管的静态电流接通电源，按图5-28将万用表毫安表挡从打“×”处串入集电极回路，分别测量各三极管的静态电流，并与电路图上所标的参考电流值作比较，如偏离太多，则需调整偏置电阻。注意：静态工作点调整结束时，必须将收音机印刷电路板上的5个电流测试断开处连接好。3．中频频率校准通过调中周变压器的磁芯，使各级中频放大器的谐振频率准确调在465kHz上。4．调整频率覆盖(即校对刻度)将收音机的接收频率范围调整在520kHz～1620kHz。

5.统调（1）低端跟踪调整600kHz跟踪（2）高端跟踪调