《无线电基础（第五版）》课件-课题三 调制电路和解调电路应用

任务1调幅电路的安装和调试任务2检波器的安装和调试任务3调频电路的安装和调试任务4鉴频器的安装和调试学习目标1.了解调幅的概念及调幅广播发射机的基本组成。2.熟悉调幅波的波形和频谱特点。3.掌握调幅电路的基本组成、典型的调幅电路工作原理。4.能仿真测试调幅电路，能制作与调试调幅发射机。任务1调幅电路的安装和调试任务描述调幅广播发射机的基本组成框图本任务的内容是认识调幅电路的组成和工作原理，制作和调试简单的调幅发射机。相关知识

普通调幅过程中的信号波形a)调制信号b)载波c)普通调幅波(Ma<1)d)普通调幅法(Ma=1)e)普通调幅放(Ma>1)

单音调制信号的普通调幅波频谱图a)单音调制信号频谱b)载波频谱c)普通调幅波频谱调制信号频率范围为F1~Fn的普通调幅波频谱a)调制信号频谱b)载波颜谱c)普通调幅法频谱二、调幅电路的组成及工作原理如果把调制信号和载波同时加到一个非线性器件(如二极管、晶体管、场效应管等)上，则经过频率变换作用可以产生新的频率分量，再利用谐振回路选出所需的频率成分，就可以实现调幅。如图所示为调幅电路的组成框图。调幅电路的组成框图三、典型的调幅电路1.晶体管调幅电路对于晶体管调幅电路而言，根据调制信号加到晶体管的电极不同，可分为三类:基极调幅电路、发射极调幅电路和集电极调幅电路。这里仅介绍典型的基极调幅电路，如图所示。典型的基极调幅电路基极调幅电路的波形基极调幅的优点是由于调制信号接在基极回路，对于调制信号只需很小的功率;缺点是效率较低，调制线性不如集电极调幅。2.模拟乘法器调幅电路模拟乘法器MC1496调幅电路学习目标1.熟悉检波器的基本组成和分类。2.掌握二极管峰值包络检波器的组成和工作原理。3.了解同步检波器的工作原理。4.能仿真测试检波器，能完成检波器的安装和调试。任务2检波器的安装和调试本任务的内容是认识检波器的基本组成和工作原理并完成检波器的安装和调试。任务描述超外差式调幅收音机的组成框图相关知识一、检波器的基本组成和分类1.检波器的基本组成检波器的作用是把调制信号从调幅波中提取出来，其输入信号为调幅波，输出信号为调制信号。检波器输入、输出信号的波形图和频谱图a)波形图b)频谱图检波器的基本组成框图2.检波器的分类按照输人信号(调幅波)大小，检波器可以分为小信号检波器和大信号检波器。按照检波方法不同，检披器又可分为包络检波器和同步检波器。按照所用非线性器件的不同，检波器可以分为三极管检波器、晶体管检波器、场效应管检波器和模拟乘法器检波器等。二、二极管峰值包络检波器1.工作原理如图所示为二极管峰值包络检波器原理图。二极管峰值包络检波器原理图二极管峰值包络检法器工作图解a)二极管导通，电容C充电b)二极管截止，电容C放电二极管峰值包络检波过程是利用二极管的单向导电特性和检波器负载RC

的充放电过程实现的。输入普通中颇调幅波时检波器的输入输出信号波形图a)输入信号ui

输出信号uo波形b)输出信号uo波形2.工作失真问题检波器要求输出低频调制信号必须与输人中频调幅波的包络变化规律相同，如果两者之间变化规律不同，则称为失真。(1)惰性失真惰性失真是由于放电时间常数RC太大所引起的。这种失真是由于电容C的惰性太大引起的，所以称为惰性失真。一般要求放电时间常数RC

满足下式式中，fc载波频率；Fmax为调制信号频率的最大值。惰性失真(2)负峰切割失真负峰切割失真是由于检波器的直流负载电阻R

与交流(音频)负载电阻RΩ

不相等而且调幅度Ma

又相当大时引起的。这种失真通常使检波器音频输出电压的负峰被切割，因此称为负峰切割失真。负蜂切割失真a)电路图b)失真波形负蜂切割失真a)电路图b)失真波形实际电路中，可以采用各种措施来减小交、直流负载电阻值的差别。二极管峰值包络检波器的改进电路3.典型应用电路超外差式调幅收音机部分电路三、同步检波器为了正常地进行解调，插入的载波应该与调制发射端的载波电压完全同步，这就是同步检波名称的来由。模拟乘法器MC1496组成的同步检波电路学习目标1.了解调频的概念及调频广播发射机的基本组成。2.熟悉调频波的波形和频谱特点。3.了解调频的实现方法，掌握常用调频电路的工作原理。4.能仿真测试调频电路，能制作与调试调频发射电路。任务3调频电路的安装和调试本任务的内容是分析调频电路的工作原理，制作和调试简单的调频无线话筒发射器。任务描述小功率调频广播发射机的基本组成框图相关知识一、调频波的波形和频谱1.调频波的波形调幅波的特点是其载波的振幅始终保持不变，而频率随着调制信号变化而变化。当初始相位为零时，单音频调制的调频波一般表达式为调频波是一个瞬时频率与调制信号电压瞬时值成正比变化的等幅波，频偏仅与调制信号电压的振幅成正比关系，而与调制信号的频率无关。调频过程中的信号波形a)载波b)调制信号c)调频波2.调频波的频谱频率调制不是将信号的频谱在频率轴上直接平移而是将信号各频率分量进行非线性变换。因此，频率调制属于非线性调制，其频谱搬移过程也属于非线性频谱搬移过程。单音频调制信号的调频波频谱图a)单音频调制信号b)载波c)调频波二、调频的实现方法直接调频是由调制信号直接控制载波振荡器中振荡回路的参数，从而使振荡频率随调制信号的大小而变化。把一个可变电抗器件(受控的可变电容或电感)接入LC回路，并用低频调制信号去控制改变电抗器件的电抗值，即可产生振荡频率随调制信号变化的调频波。直接调频的优点是振荡器和调制器合二为一，电路简单；在实现线性调频的要求下，可以获得相对较大的频偏。直接调频的主要缺点是频率稳定度不高。直接调频常用于对频率稳定度要求不高的场合。可变电抗器件实现直接调频示意图三、常用的调频电路1.电容式话筒调频电路电容式话筒调频电路a)原理图b)简化等效电路2.改变晶体管极间电容的调频电路加在半导体PN结上的反向电压发生变化时，将会引起结电容的变化，这就是PN结的变容效应。在晶体管电路中，晶体管的集电结就是一个加上反向电压的PN结，利用晶体管集电结的变容效应可以实现调频。改变晶体管组间电容的调频电路3.变容二极管直接调频电路变容二极管是根据半导体PN结的结电容能随反向电压变化而制成的一种半导体二极管，它是一种电压控制可变电抗器件。结电容在反向电压uR

控制不随时间变化a)结电容Cj-uR

曲线b)反向电压uRc)结电容Cj-t

曲线在如图所示变容二极管直接调频电路中，虚线左边是典型的LC

正弦波振荡器(变压器反馈式调集振荡器)，右边是变容二极管电路。变容二极管直接调频电路如图所示是变容二极管直接调频电路的振荡回路简图，振荡频率为变容二极管直接调频电路的振荡回路简图学习目标l.

掌握鉴频的实现方法和鉴频特性。2.了解斜率鉴频器、相位鉴频器、比例鉴频器的工作原理。3.熟悉鉴频器在收音机电路中的应用。4.能仿真测试鉴频器，能完成鉴频器的安装和调试。任务4鉴频器的安装和调试本任务的内容是认识鉴频器的组成及工作原理并完成鉴频器的安装和调试。任务描述超外差式调频收音机电路组成框图相关知识鉴频是调频的相反过程，即接收机从调频波信号中取出调制信号的过程。实现鉴频的电路称为鉴频器。鉴频器是调频收音机、电视接收机等接收设备必不可少的电路。一、鉴频器的基本工作原理完成鉴频工作的鉴频器通常应该由两个部分组成：一部分是将调频波转变为调幅调频波的电路，另一部分是振幅检波器。鉴频器的基本组成框图如图所示。鉴频器的基本组成框图

鉴频特性曲线二、斜率鉴频器利用LC并联谐振曲线的近似直线部分(如图中的AB

段或BC

段)，可以将频率的变化转换为振幅的变化。斜率鉴频器是利用LC并联谐振曲线的倾斜部分，将输入振幅一定的等幅调频波转换为输出振幅随调制信号变化的调幅调频波，进而实现频率检波。

LC并联谐振特性曲线单失谐回路斜率鉴频器原理图a)电路图b)波形图1.单失谐回路斜率鉴频器双失谐回路斜率鉴频器原理图a)电路图b)鉴频特性曲线2.双失谐回路斜率鉴频器三、相位鉴频器相位鉴频器又称为双调谐鉴频器，它是利用双耦合谐振电路的一次侧回路和二次侧回路电压的相位差随频率变化的原理，把等幅调频波转变为幅度随瞬时频率变化的调幅调频波，再经振幅检波器恢复原调制信号的一种鉴频电路。相位鉴频器基本电路图

相位鉴频器的鉴频特性曲线鉴频特性曲线相位鉴频器的鉴频过程是利用回路失谐将调频波的频率变化转换为耦合谐振回路一次侧电压和二次侧电压之间相位关系的变化，再将这两个电压相位关系的变化转换为幅度的变化，即得到调幅调频波，最后由振幅检波器取出原调制信号，从而完成调频波的解调过程。四、比例鉴频器1.鉴频原理比例鉴频器的基本电路如图所示。比例鉴频器电路图理论分析证明，鉴频器输出电压的振幅并不取决于两个振幅检波器输入电压振幅本身的大小，而只取决于它们的比例或比值，比例鉴频器这一名称正是由此而来。比例鉴频器等效电路图2.自限幅原理当比例鉴频器输人的调频波有噪声干扰等使调频波幅度发生变化时，两个振幅检波器输人电压的振幅同时增大或减小，但是它们的比值可以维持不变，因而比例鉴频器输出电压uo与输入调频波的振幅变化无关，这就是比例鉴频器本身所具有的限幅作用。比例鉴频器电容C5限幅充电、放电示意图五、鉴频器在FM收音机中的应用1.乘积型相位鉴频器乘积型相位鉴频器是先将调频波经过一个线性移相网络变换成调相调频波，使相位的变化与原调频波瞬时频率的变