振幅調(diào)制解調(diào)與混頻電路習(xí)題解答

1、4-1 如圖是用頻率為1 000 kHz的載波信號同時傳輸兩路信號的頻譜圖。試寫出它的電壓表達(dá)式，并畫出相應(yīng)的實現(xiàn)方框圖。計算在單位負(fù)載上的平均功率Pav和頻譜寬度BWAM。解：(1)為二次調(diào)制的普通調(diào)幅波。第一次調(diào)制：調(diào)制信號：F = 3 kHz 載頻：f1 = 10 kHz，f2 = 30 kHz第二次調(diào)制：兩路已調(diào)信號疊加調(diào)制到主載頻fc = 1000 kHz上。令 W = 2p ´ 3 ´ 103 rad/sw1 = 2p ´ 104 rad/sw2= 2p ´ 3 ´ 104 rad/swc= 2p ´ 106 rad/s第

2、一次調(diào)制：v1(t) = 4(1 + 0.5cosWt)cosw1tv2(t) = 2(1 + 0.4cosWt)cosw2t第二次調(diào)制：vO(t) = 5 coswct + 4(1 + 0.5cosWt)cosw1t + 2(1 + 0.4cosWt)cosw2t coswct = 51+0.8(1 + 0.5cosWt)cosw1t + 0.4(1 + 0.4cosWt)cosw2t coswct(2) 實現(xiàn)方框圖如圖所示。(3) 根據(jù)頻譜圖，求功率。 載頻為10 kHz的振幅調(diào)制波平均功率Vm01 = 2V，Ma1 = 0.5 f2 = 30 kHzVm02 = 1V，Ma2 = 0.4

3、 主載頻fc = 1000 kHz Vm0 = 5V總平均功率Pav = P0 + Pav1 + Pav2 = 18.08 W BWAM由頻譜圖可知Fmax = 33 kHz得 BWAM = 2F = 2(1033 -1000) = 66 kHz4-3 試畫出下列三種已調(diào)信號的波形和頻譜圖。已知wc>>W(1) v(t) = 5cosWtcoswct(V)；(2) v(t) = 5cos(wc+W) t；(3) v(t) = (5 + 3cosWt) coswct。解：(1) 雙邊帶調(diào)制信號(a)；(2) 單邊帶調(diào)制信號(b)；(3) 普通調(diào)幅信號(c)。4-6 何謂過調(diào)幅？為何雙

4、邊帶調(diào)制信號和單邊帶調(diào)制信號均不會產(chǎn)生過調(diào)幅？ 答：調(diào)制信號振幅大于載波信號振幅的情況稱為過調(diào)幅。因為雙邊帶和單邊帶調(diào)制信號已經(jīng)將載波信號抑制，故均不會產(chǎn)生過調(diào)幅。4-8 一非線性器件的伏安特性為式中v = VQ十v1 v2 = VQV1mcosw1tV2mcosw2t。若V2m很小，滿足線性時變條件，則在VQ -V1m/2、0、V1m三種情況下，畫出g(v1)波形，并求出時變增量電導(dǎo)g(v1)的表示式，分析該器件在什么條件下能實現(xiàn)振幅調(diào)制、解調(diào)和混頻等頻譜搬移功能。解：根據(jù)伏安特性畫出增量電導(dǎo)隨v的變化特性g(v)如圖所示。(1)時，畫出g(t) 波形如圖所示。圖中通角由求得(2) VQ =

5、 0時，畫出g(v) 的波形如圖所示。(3) VQ = V1m，g(t) = gD，如圖所示?？梢?，(1)、(2)中g(shù)(t) 含有基波分量，能實現(xiàn)頻譜搬移功能，而(3)中g(shù)(t)僅有直流分量，故無法實現(xiàn)頻譜搬移功能。為實現(xiàn)消除一些有害無用的組合頻率分量，使輸出有用信號的質(zhì)量提高，在實現(xiàn)頻譜搬移功能時，應(yīng)遵循有用信號較弱，參考信號較強的原則。調(diào)制時：v1 = Vcmcoswct(載波)，v2 = VWmcosWt(調(diào)制信號)解調(diào)時：v1 = Vcmcoswct(參考信號)，v2 = Vsm(1 + MacosWt)coswct(調(diào)幅信號)混頻時：v1 = VLmcoswLt(本振信號)，v2 =

6、 Vsm(1 + MacosWt)coswct(調(diào)幅信號)4-9 在如圖所示的差分對管調(diào)制電路中，已知vc(t) = 360cos10p ´ 106t（mV），vW (t) = 5cos2p ´ 103t（mV），VCC =VEE= 10 V，REE =15 kW，晶體三極管 b 很大，VBE(on)可忽略。試用開關(guān)函數(shù)求iC =（iC1 - iC2）值。解：由教材(4-2-14)可知iC = iC1 - iC2 = 令i0 = I0 + iW(t)其中又則所以 4-11一雙差分對平衡調(diào)制器如圖所示，其單端輸出電流試分析為實現(xiàn)下列功能（不失真），兩輸人端各自應(yīng)加什么信號電壓

7、？輸出端電流包含哪些頻率分量，輸出濾波器的要求是什么？（1）混頻（取wI =wL - wC）；（2）雙邊帶調(diào)制；（3）雙邊帶調(diào)制波解調(diào)。解：(1) 混頻：v1(t) = vL(t) =VLmcoswLt，v2(t) = vS(t) = Vsmcoswct，當(dāng)VLm > 260 mV，Vsm < 26 mV工作在開關(guān)狀態(tài)時，產(chǎn)生的組合頻率分量有wL ± wc，3wL ± wc，×××，(2n+1)wL ± wc，輸出采用中心頻率為 wI 的帶通濾波器。(2) 雙邊帶調(diào)制：v1(t) = vc(t) = Vcmcoswct，v

8、2(t) = vW(t) = VWm(t)cosWt。工作在開關(guān)狀態(tài)時，產(chǎn)生的組合頻率分量有wc ± W，3wc ± W，×××，(2n+1)wc ± W。輸出采用中心頻率為 wc，BW0.7 > 2F的帶通濾波器。(3) 雙邊帶調(diào)制波解調(diào)：v1(t) = vr(t) = Vrmcoswct，v2(t) = vS(t) = Vm0cosWt coswct。開關(guān)工作時，產(chǎn)生的組合頻率分量有W，2wc ± W，4wc ± W，×××，2nwc ± W。輸出采用低通濾波器，B

9、W0.7 > 2F。4-16 采用雙平衡混頻組件作為振幅調(diào)制器，如圖所示。圖中vc(t) = Vcmcoswct，vW(t) = VWmcosWt。各二極管正向?qū)娮铻镽D，且工作在受vC(t)控制的開關(guān)狀態(tài)。設(shè)RL>>RD，試求輸出電壓vO(t)表達(dá)式。解：作混頻器，且vC >> vW，各二極管均工作在受vC控制的開關(guān)狀態(tài)。當(dāng) vC > 0，D1、D2導(dǎo)通，D3、D4截止當(dāng) vC < 0，D3、D4導(dǎo)通，D1、D2截止(1) 當(dāng) vC > 0時，等效電路，iI = i1 - i2回路方程為： - 2( i1 - i2)RL + 2 vW +

10、( i1 - i2)RD = 0考慮vC作為開關(guān)函數(shù)K1(wct)所以 (2) 同理可求vC < 0時i(3) RL總電流i = i- i(4) vO(t) RL >> RD4-23 晶體三極管混頻器的輸出中頻頻率為fI = 200 kHz，本振頻率為fL = 500 kHz，輸人信號頻率為fc = 300 kHz。晶體三極管的靜態(tài)轉(zhuǎn)移特性在靜態(tài)偏置電壓上的冪級數(shù)展開式為iC = I0avbe。設(shè)還有一干擾信號vMVMmcos（2p×3.5×105t），作用于混頻器的輸人端。試問：（1）干擾信號vM通過什么寄生通道變成混頻器輸出端的中頻電壓？（2）若轉(zhuǎn)移特

11、性為icI0avbe+，求其中交叉調(diào)制失真的振幅。（3）若改用場效應(yīng)管，器件工作在平方律特性的范圍內(nèi)，試分析干擾信號的影響。解：(1) fM = 350 kHz，fc = 300 kHz，由得知，p = 1，q = 2時，2fM - 2f2 = 300 kHz，表明頻率為fM的干擾信號可在混頻器輸出，它由靜態(tài)轉(zhuǎn)移特性三次方項中項產(chǎn)生。(2) 靜態(tài)特性四次方項中產(chǎn)生分量，而中分量產(chǎn)生中頻 wI 分量，其幅值為，包含了干擾信號包絡(luò)變化造成的交叉失真。(3)由于干擾頻率只能通過器件特性的三次方以上項才能產(chǎn)生中頻頻率，所以工作在平方律特性曲線內(nèi)，無干擾信號的影響。4-24 混頻器中晶體三極管在靜態(tài)工作

12、點上展開的轉(zhuǎn)移特性由下列冪級數(shù)表示：iC = I0avbe+。已知混頻器的本振頻率為fL = 23 MHz，中頻頻率fI = fL - fc = 3 MHz。若在混頻器輸人端同時作用fM1 = 19.6 MHz和fM219.2 MHz的干擾信號。試問在混頻器輸出端是否會有中頻信號輸出？它是通過轉(zhuǎn)移特性的幾次項產(chǎn)生的？解：組合頻率分量通式中，當(dāng)p = 1，q = 0，r = 2，s = 1時， 產(chǎn)生中頻信號輸出?？梢娝怯赊D(zhuǎn)移特性四次方項中分量產(chǎn)生的，被稱為互調(diào)失真，其振幅為。4-27 如圖所示為發(fā)送兩路語言信號的單邊帶發(fā)射機，試畫出（AF）各點的頻譜圖，圖中，頻率合成器提供各載波頻率信號。解：AF各點頻譜圖如圖所示。4-30 包絡(luò)檢波電路如圖所示，二極管正向電阻RD = 100 W，F(xiàn) =（100 5000）Hz。圖（a）中，Mamax = 0.8；圖（b）中Ma = 0.3。試求圖（a）中電路不產(chǎn)生負(fù)峰切割失真和惰性失真的C和Ri2值。圖（b）中當(dāng)可變電阻R2的接觸點在中心位置時，是否會產(chǎn)生負(fù)峰切割失真？解：(1) 圖(a)中，已知RL