高頻課程總結(jié)

1、課程總結(jié)以典型的中短波調(diào)幅廣播通信系統(tǒng)為例，介紹其組成及各部分作用調(diào)制的概念及其意義 用基帶信號去控制高頻信號的某一參數(shù)，使該參數(shù)按照基帶信號的規(guī)律變化的過程，稱為調(diào)制。 基帶信號也稱為調(diào)制信號；未調(diào)制的高頻信號稱為載波信號； 經(jīng)調(diào)制后的高頻信號稱為已調(diào)信號 用基帶信號去控制高頻信號的振幅，稱為調(diào)幅 AM 頻率，稱為調(diào)頻 FM 相位，稱為調(diào)相 PM1. 天線尺寸大于信號波長的十分之一，信號才能有效發(fā)射。例如 f = 1 kHz，則00km3s/10m/s10338fC天線長度需大于300km ，顯然是不現(xiàn)實的2. 實現(xiàn)信道的頻率復(fù)用 若能發(fā)射，因各電臺發(fā)出的信號均在同一頻率范圍內(nèi)（例如音樂節(jié)目

2、的頻率范圍集中在100Hz10KHz），會造成各電臺之間的相互干擾。如：當(dāng) Hz時， =60米65 10f LC串并聯(lián)諧振回路諧振頻率LCfoo12諧振時)(Y為純電阻品質(zhì)因數(shù)Q的計算公式0eo00sLSVI RIjQIjLjL 電感電流SSCIjQRICjVCjI000電容電流特點：諧振時電抗支路的電流比信號源大Q倍電流特性（歸一化選頻特性）公式：200)2(11)()(QVVS 選擇性回路的 值越高，選擇性越好 Q注意：高的選擇性與寬的通頻帶對 的要求是矛盾的Q12S 通頻帶令 得:QffBWdB0320fQ 矩形系數(shù) 96. 931 , 01 , 0dBBWBWK進(jìn)一步說明單并聯(lián)回路對高

3、的選擇性與寬的通頻帶這對矛盾不能兼顧1幅頻特性 Q 2 Q1 Q 2 02arctgQ公式： 諧振時0)(0含義：回路阻抗呈純電阻，輸出電壓與信號電流同相 失諧時當(dāng) 時 ，并聯(lián)回路阻抗呈感性；當(dāng) 時 ，并聯(lián)回路阻抗呈容性。 00)(00)(注意: 回路的阻抗性質(zhì)會隨頻率而變 相頻特性曲線斜率 020Qdd特點： 負(fù)斜率 越大，相頻特性越陡 QQ大相頻特性BO電納CB =C 1L1L感性容性PjZrX阻抗22ZrXRZ01j()rLC串聯(lián)諧振回路 + C Vs L r jL1/(jC)諧振條件:0100CLX即信號頻率LC10或LCf210jZrX阻抗22ZrXrZ0X =0呈純阻性；1) 0時

4、， X 0時， X 0呈感性。阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律： + C Vs L r jZrX阻抗1j()rLC諧振時CL00100jjssVLLVrrLIVL000j0011jssVVr j CCrCIVC000j1sVQjsVQj串聯(lián)諧振時，電感和電容兩端的電壓模值大小相等，且等于外加電壓的Q倍；由于Q值較高,常在幾十到幾百左右,必須預(yù)先注意回路元件的耐壓問題。 + C Vs L r 回路的品質(zhì)因數(shù) CrrLCLrrQ0011 頻帶寬度和選擇性 定義：頻帶寬度為電路中電流下降到諧振電流的0.707倍時 對應(yīng)的帶寬。20.700.7000.70.711212212fQffQffBfQ 由：得：，帶

5、寬2. 阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：3.并聯(lián)諧振時，流經(jīng)電感和電容的電流模值大小相近，方向相反，且約等于外加電流的Q 倍。1. 諧振時，回路阻抗值最大；當(dāng)信號源為電流源時，回路電壓最大，即，具有帶通選頻特性。ps0RIVEnd并聯(lián)諧振回路特點:1) 0時，X 0時，X 0呈容性。2) = 0時， X =0呈純阻性；RVIs0，具有帶通選頻特性。1. 諧振時，回路阻抗值最小，即Z=R；當(dāng)信號源為電壓源時，回路電流最大，即1) 0時，X 0時， X 0呈感性。2. 阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：3.串聯(lián)諧振時，電感和電容兩端的電壓模值大小相等，且等于外加電壓的Q 倍。串聯(lián)諧振回路特點:信號源內(nèi)阻及負(fù)載對

6、回路的影響諧振阻抗PLSTRRRR/和 不影響回路諧振頻率只影響諧振阻抗和回路QSRLR有載 為：00TTeRRQQLeQ結(jié)果：通頻帶變寬，選擇性變差回路損耗對應(yīng)-空載 ：000PLRQrL1 高Q0Q等效有載品質(zhì)因數(shù) Q 自耦合變壓器L2L221L2LL1RpRLLRVVR接入系數(shù)112LLLVVp C RL P L R L C b) a) V VL + - + - L1L2電容分壓式電路 負(fù)載兩端的電壓與LC端電壓之間的關(guān)系為 11pVV等效負(fù)載 2211211()LLLRRRCpCC 其中接入系數(shù) 112CpCC1.2.2如圖所示（a）、（b）電路中，電壓、電流之間的關(guān)系為 電源轉(zhuǎn)換SS

7、IpI 11pVV212LpLL顯然，電路采用部分接入方式時，通過合理選擇抽頭位置（即p 值），可將負(fù)載變換為理想狀態(tài)，達(dá)到阻抗匹配的目的。1.2.21、石英晶體簡介(1)石英晶體的壓電效應(yīng) 石英晶體的壓電效應(yīng)石英晶體的符號 若在晶片的兩極板間加一電場，會使晶體產(chǎn)生機械變形；反之若在極板間施加機械力，又會在相應(yīng)的方向上產(chǎn)生電場，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。 若在極板間所加的是交變電場，就會產(chǎn)生機械變形振動，同時機械變形振動又會產(chǎn)生交變電場。 當(dāng)然這種機械振動在一般情形下的振幅是很小的，但振動頻率卻很穩(wěn)定。 本內(nèi)容結(jié)束頁 當(dāng)外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率( 決定于晶體的尺寸) 相等時，機械振動的幅

8、度將急劇增加，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振，因此石英晶體又稱為石英晶體諧振器。 利用石英晶體作振蕩用，可以得到穩(wěn)定度非常高的頻率，因為其諧振頻率由晶體的幾何尺寸決定，而其幾何尺寸幾乎不隨溫度而變。22SAW結(jié)構(gòu)和基本原理 壓電襯底：壓電效應(yīng)的材料，如石英晶體、PZT 陶瓷材料、 鈮酸鋰等。 叉指換能器（IDT）：通過真空蒸鍍法，沉積約10微米的鋁膜或金膜電極。 d=2(a+b)SAW結(jié)構(gòu)示意圖b表面聲波濾波器SAW （Surface Acoustic Wave)高頻小信號放大器 功用：一般用在無線電接收設(shè)備中，放大高頻小信號抑制干擾信號接收裝置：微伏毫伏含有干擾晶體管工作區(qū)：線性區(qū)放大器工作狀態(tài)：A（

9、甲）類工作穩(wěn)定性 指放大器的工作狀態(tài)，晶體管參數(shù)，電路元件0A0f0.7BW放大器的不穩(wěn)定現(xiàn)象表現(xiàn)為增益的變化，中心頻率的偏移，通頻帶變窄，諧振曲線變形等，其極限狀態(tài)是放大器產(chǎn)生自激。參數(shù)等發(fā)生可能變化時，其主要質(zhì)量指標(biāo)的穩(wěn)定程度。2.1.1采用內(nèi)反饋小的晶體管，中和法，失配法改善穩(wěn)定性 高頻諧振放大器中，造成工作不穩(wěn)定的王要因素是什么？高頻諧振放大器中，造成工作不穩(wěn)定的王要因素是什么？它有哪些不良影響？為使放大器穩(wěn)定工作，可以采取哪些措它有哪些不良影響？為使放大器穩(wěn)定工作，可以采取哪些措施？施？ 集電結(jié)電容是主要引起不穩(wěn)定的因素，它的反饋可能會是放大器自激振蕩；環(huán)境溫度的改變會使晶體管參數(shù)發(fā)

10、生變化，引起頻率和增益的不穩(wěn)定。一般采取提高穩(wěn)定性的措施為：（1）采用外電路補償?shù)霓k法如采用中和法或失配法（2）減小負(fù)載電阻，適當(dāng)降低放大器的增益（3）選用fT比較高的晶體管（4）選用溫度特性比較好的晶體管，或通過電路和其他措施，達(dá)到溫度的自動補償。 多級單調(diào)諧回路諧振放大器 當(dāng)多級放大器中的每一級都調(diào)諧在同一頻率上時，稱為多級單調(diào)諧放大器。n級放大器級聯(lián)，則總電壓增益的振幅值為：1、電壓增益12nnAA AA2.2.32、通頻帶n 級放大器的通頻帶1100.70.70.7()(2)2121nnnnefBWfBWQ 由上式知，級聯(lián)的放大器級數(shù)越多，總增益 A越大，但通頻帶 0.7()nBW越窄

11、。換句話說，當(dāng)多級放大器帶寬確定后，級數(shù)越多，要求每一級的帶寬越寬。2.2.3矩形系數(shù)n1 . 0rk由該表知，級聯(lián)的放大器級數(shù)越多， 0.1rK雖有所改善，但效果不大。2.2.3矩形系數(shù)與級數(shù)n的關(guān)系如下表所示：1 1、使用高頻功率放大器的目的、使用高頻功率放大器的目的 放大高頻大信號放大高頻大信號, ,使發(fā)射機末級獲得足夠大的發(fā)射功率。使發(fā)射機末級獲得足夠大的發(fā)射功率。2 2、高頻功率放大器使用中需要解決的兩個問題、高頻功率放大器使用中需要解決的兩個問題高效率輸出高效率輸出高功率輸出高功率輸出 功率放大器實質(zhì)上是一個能量轉(zhuǎn)換器，把電源供給的直功率放大器實質(zhì)上是一個能量轉(zhuǎn)換器，把電源供給的直

12、流能量轉(zhuǎn)化為交流能量，能量轉(zhuǎn)換的能力即為功率放大器流能量轉(zhuǎn)化為交流能量，能量轉(zhuǎn)換的能力即為功率放大器的效率。的效率。 諧振功率放大器通常用來放大窄帶高頻信號諧振功率放大器通常用來放大窄帶高頻信號( (信號的通帶信號的通帶寬度只有其中心頻率的寬度只有其中心頻率的1%或更小或更小) )，其工作狀態(tài)通常選為丙，其工作狀態(tài)通常選為丙類工作狀態(tài)類工作狀態(tài)( ( c c9090 ) )，為了不失真的放大信號，它的負(fù)載，為了不失真的放大信號，它的負(fù)載必須是諧振回路。必須是諧振回路。高頻功率放大器的工作原理 1 基基本本電電路路結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)晶晶體體管管：大大功功率率晶晶體體管管，能能承承受受高高電電壓壓，大大電電

13、流流， Tf一一般般工工作作時時發(fā)發(fā)射射極極反反偏偏(C 類類)； 輸輸入入激激勵勵電電路路：提提供供所所需需信信號號電電壓壓；輸輸出出諧諧振振回回路路：（1）濾濾波波選選頻頻，(2)阻阻抗抗匹匹配配。+ub-RpCL+uCE-icECUBB(b) 等效電路等效電路+uc1-UBBCECL+uS-+ub-(a) 原理電路原理電路+ub-RpCL+uCE-ECUBB+uc1-ic2 工作原理分析uBEic-UBBUBZubCCicCC(1) 集集電電極極電電流流ci UbmgC+uBE _iC頻譜頻譜(2) 集電極輸出電壓 2 3LC回回路阻路阻抗抗 Rp故故回回路路輸輸出出的的基基波波電電壓壓

14、：tcosUtcosRIRiucmpcmpcc1111tcosUEucmCCE10+ub-RpCL+uCE-ECUBB+uc1-ic+uBE _ictccic1ic2ic3IcoIcmax 高頻功放的欠壓、臨界、過壓狀態(tài)是如何區(qū)分的？各有什么特高頻功放的欠壓、臨界、過壓狀態(tài)是如何區(qū)分的？各有什么特點？當(dāng)點？當(dāng)EC、E Eb b、Ub、RL四個外界因素只變化其中的一個時，高頻功四個外界因素只變化其中的一個時，高頻功放的工作狀態(tài)如何變化？放的工作狀態(tài)如何變化？ 當(dāng)晶體管工作在線性區(qū)時的工作狀態(tài)叫欠壓狀態(tài)，此時集電極電流隨激勵而改變，電壓利用率相對較低。如果激勵不變，則集電極電流基本不變，通過改變負(fù)

15、載電阻可以改變輸出電壓，輸出功率隨之改變；該狀態(tài)輸出功率和效率都比較低。當(dāng)晶體管工作在飽和區(qū)時的工作狀態(tài)叫過壓狀態(tài)，此時集電極電流脈沖出現(xiàn)平頂凹陷，輸出電壓基本不發(fā)生變化，電壓利用率較高。過壓和欠壓狀態(tài)分界點，及晶體管臨界飽和時，叫臨界狀態(tài)。此時的輸出功率和效率都比較高。當(dāng)單獨改變RL時，隨著RL的增大，工作狀態(tài)的變化是從欠壓逐步變化到過壓狀態(tài)。當(dāng)單獨改變EC時，隨著EC的增大，工作狀態(tài)的變化是從過壓逐步變化到欠壓狀態(tài)。當(dāng)單獨改變Eb時，隨著Eb的負(fù)向增大，工作狀態(tài)的變化是從過壓逐步變化到欠壓狀態(tài)。當(dāng)單獨改變Ub時，隨著Ub的增大，工作狀態(tài)的變化是從欠壓逐步變化到過壓狀態(tài)。 已知高頻功放工作在

16、過壓狀態(tài)，現(xiàn)欲將它調(diào)整到臨界狀態(tài)，可已知高頻功放工作在過壓狀態(tài)，現(xiàn)欲將它調(diào)整到臨界狀態(tài)，可以改變哪些外界因素來實現(xiàn)，變化方向如何？在此過程中集電極輸以改變哪些外界因素來實現(xiàn)，變化方向如何？在此過程中集電極輸出功率如何變化？出功率如何變化？ 可以通過采取以下措施減小激勵Ub，集電極電流Ic1和電壓振幅UC基本不變，輸出功率和效率基本不變。增大基極的負(fù)向偏置電壓，集電極電流Ic1和電壓振幅UC基本不變，輸出功率和效率基本不變。減小負(fù)載電阻RL，集電極電流Ic1增大，IC0也增大，但電壓振幅UC減小不大，因此輸出功率上升。1.增大集電極電源電壓，Ic1、IC0和UC增大，輸出功率也隨之增大，效率基本

17、不變。 當(dāng)工作頻率提高后，高頻功放通常出現(xiàn)增益下降，最大輸當(dāng)工作頻率提高后，高頻功放通常出現(xiàn)增益下降，最大輸出功率和集電極效率降低，這是由哪些因素引起的？出功率和集電極效率降低，這是由哪些因素引起的？ 主要原因是放大器本身參數(shù)，如、隨頻率下降。電路失諧，集電極阻抗減小。少數(shù)載流子渡越時間效應(yīng)。非線性電抗效應(yīng)，如CbC 的影響。1.發(fā)射極引線電感的影響，對高頻反饋加深。反饋振蕩器的原理分析調(diào)諧放大器無源線性網(wǎng)絡(luò)與Us(s) 同相正反饋自激振蕩基本思想：正反饋方法來獲得等幅的正弦振蕩（自激振蕩）構(gòu)成：放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成的一個閉合環(huán)路4.1 反饋型正弦波振蕩器的工作原理起振條件：1)()()(jF

18、jKjT1)( KFjT起振的相位條件 正反饋條件 2 , 1 , 02nnFKT單調(diào)諧放大器起振的振幅條件4.1 反饋型正弦波振蕩器的工作原理1)()()(jFjKjT 2 , 1 , 021)(nnKFjTFKT相位平衡條件平衡條件0iAiUUiUT 穩(wěn)定條件單調(diào)諧放大器4.1 反饋型正弦波振蕩器的工作原理01L電感反饋振蕩器哈特萊（Hartley）振蕩器 三端式振蕩器兩種基本電路電容反饋振蕩器考必茲(Colpitts)振蕩器反饋網(wǎng)絡(luò)是由電容元件完成反饋網(wǎng)絡(luò)是由電感元件完成晶體管放大器的增益隨輸入信號振幅變化滿足振幅條件組成原則滿足相位條件4.2 LC振蕩器 所示振蕩器交流等效電路中，三個

19、LC并聯(lián)回路的諧振頻率分別是： 1111(2)fLC2221(2)fL C3331(2)fL C試問 1f2f3f、 、 滿足什么條件時該振蕩器能正常工作？ 3.2.24.2 LC振蕩器 圖示是一電容反饋振蕩器的實際電路，已知C1=50 pF，C2=100 pF，C3= 10260pF，要求工作在波段范圍，即f=1020MHz，試計算回路電感L和電容C0，電路反饋系數(shù)是多少？4 9 題圖12030312min00max006max0min6minmax00C CCCC33.33CCCCC33.3310C43.33CC33.33260C293.33C1120 10f2L(43.33C )2LC,

20、11f10 102LC2L(293.33C )C40pF,L0. 回路總電容因此得到方程組如下代入數(shù)值后得解之得76 H 基頻上的等效電路：串并聯(lián)的振蕩回路C0pFF Lq 10-3H102 H Cq 10-4pF10-1pF rq 幾十歐到幾百歐001)1()1(1CjCLjrCLjrCjZqqqqqqe阻抗的一般表示式：4.5 石英晶體振蕩器 石英晶體諧振器知識回顧：石英晶體振蕩器以石英晶體諧振器作為濾波元件構(gòu)成的正弦波振蕩器。串聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率電抗特性曲線：220220111qeeCjjXZ忽略rq：并聯(lián)型石英晶體振蕩電路工作于 fq f0 之間為，晶體等效為高 Q 電感串聯(lián)型石英

21、晶體振蕩電路工作于 fq 附近，晶體相當(dāng)于短路。6.1.1 振幅調(diào)制信號分析1. 調(diào)幅波的分析1) 表示式及波形 設(shè)載波電壓為 uC=UCcosct 調(diào)制電壓為 u=U cost 通常滿足 c。根據(jù)定義，已調(diào)信號的振幅隨調(diào)制信號u線性變化，由此可得振幅調(diào)制信號振幅Um(t)： 調(diào)幅度(調(diào)制度)：ka又稱為調(diào)制靈敏度?？傻谜{(diào)幅信號的表達(dá)式：mCCCaCaC( )( ) cos(1cos)UtUUtUk uUk UtUmtCaCCUUkUUmttmUttUtucCcmAMcos)cos1 (cos)()(49 波形特點： 調(diào)幅波的振幅（包絡(luò)）變化規(guī)律與調(diào)制信號波形一致 調(diào)幅度m反映了調(diào)幅的強弱度

22、max(1)cmVVmcmVmin(1)cmVVmmaxminmaxmin1()2cmcmcmcmcmVVVVVUmVVV 已知載波電壓uc=UCsinCt，調(diào)制信號如圖所示，fC1/T。分別畫出m=0.5及m=1兩種情況下所對應(yīng)的AM波波形以及DSB波波形。2) 調(diào)幅波的頻譜兩個邊頻分量c+及c則以載頻為中心對稱分布，兩個邊頻幅度相等并與調(diào)制信號幅度成正比。邊頻相對于載頻的位置僅取決于調(diào)制信號的頻率，這說明調(diào)制信號的幅度及頻率消息只含于邊頻分量中。tUmtUmtUtu)cos(2 )cos(2cos)(cCcCcCAMttmUttUtucCcmAMcos)cos1 (cos)()(單音調(diào)制時

23、已調(diào)波的頻譜調(diào)制信號頻譜載波信號頻譜AM信號頻譜單頻調(diào)制時，調(diào)幅波占用的帶寬BAM2F，F(xiàn)=/2。3) 調(diào)幅波的功率平均功率(簡稱功率)是對恒定幅度、恒定頻率的正弦波而言的。調(diào)幅波的幅度是變化的，所以它存在幾種狀態(tài)下的功率，如載波功率、最大功率及最小功率、調(diào)幅波的平均功率等。在負(fù)載電阻RL上消耗的載波功率L2CcL2Cc2d21RUtRuPc22CL4221PmmURP邊頻21 d212cavmPtPP完成AM調(diào)制的原理框圖：其關(guān)鍵在于實現(xiàn)調(diào)制信號和載波的相乘。ttmUttUtucCcmAMcos)cos1 (cos)()( 在AM調(diào)制過程中，如果將載波分量抑制就形成抑制載波的雙邊帶信號，簡稱

24、雙邊帶信號，它可以用載波和調(diào)制信號直接相乘得到，即：ttVkVttVkVvccccDSB)cos()cos(21coscos0調(diào)制信號為單一頻率信號： )()(tvtkvvcDSB2. 雙邊帶調(diào)制由于DSB信號不含載波，它的全部功率為邊帶占有，所以發(fā)送的全部功率都載有消息, 功率利用率高于AM信號。由于兩個邊帶所含消息完全相同，故從消息傳輸角度看，發(fā)送一個邊帶的信號即可，這種方式稱為單邊帶調(diào)制。 c mc mc jVAM 下邊帶 上邊帶 c mc mc jVDSB 下邊帶 上邊帶 DSB信號的頻譜相當(dāng)于從AM波頻譜圖中將載頻分量去掉后的頻譜。BDSB=2Fmax3、雙邊帶調(diào)幅信號的產(chǎn)生 圖中帶

25、通濾波器應(yīng)該具有中心頻率為 cf帶寬為 DSBBW的頻率特性。 4.1.1ttVkVtvcccDSB)cos()cos(21)(tVtVkVtvcccSSBU)cos()cos(21)(tVtVkVtvcccSSBL)cos()cos(21)(單邊帶(SSB)信號是由雙邊帶調(diào)幅信號中取出其中的任一個邊帶部分，即可成為單邊帶調(diào)幅信號。其單頻調(diào)制時的表示式為：上邊帶信號下邊帶信號3. 單邊帶調(diào)制 在現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)的設(shè)計中，為節(jié)約頻帶，提高系統(tǒng)的功率和帶寬效率，常采用單邊帶（SSB）調(diào)制系統(tǒng) max 限帶信號c載波c-max 下邊頻帶信號 c+max上邊頻帶信號c+maxc-max 6.2 調(diào)幅信

26、號的解調(diào)6.2.1 調(diào)幅解調(diào)的方法從高頻已調(diào)幅信號中恢復(fù)出調(diào)制信號的過程稱為解調(diào)，又稱為檢波。對于振幅調(diào)制信號, 解調(diào)就是從它的幅度變化上提取調(diào)制信號的過程。解調(diào)是調(diào)制的逆過程，實質(zhì)上是將高頻信號搬移到低頻端，這種搬移正好與調(diào)制的搬移過程相反。搬移是線性搬移，故所有的線性搬移電路均可用于解調(diào)。振幅解調(diào)方法可分為包絡(luò)檢波和同步檢波兩大類。 包絡(luò)檢波是指解調(diào)器輸出電壓與輸入已調(diào)波的包絡(luò)成正比的檢波方法。由于AM信號的包絡(luò)與調(diào)制信號成線性關(guān)系，因此包絡(luò)檢波只適用于AM波。包絡(luò)檢波的原理框圖 DSB和SSB信號的包絡(luò)不同于調(diào)制信號，不能用包絡(luò)檢波，必須使用同步檢波。為了正常地進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)載波應(yīng)與調(diào)制

27、端的載波電壓完全同步(同頻同頻同相同相) 。同步檢波也可解調(diào)AM信號，但因它比包絡(luò)檢波器復(fù)雜，所以很少采用。同步檢波的框圖及輸入、輸出信號頻譜6.3 混 頻6.3.1 混頻的概述 混頻，又稱變頻，也是一種頻譜的線性搬移過程，它是使信號自某一個頻率變換成另一個頻率。完成這種功能的電路稱為混頻器(或變頻器)。1 混頻器的功能混頻器是頻譜線性搬移電路，是一個六端網(wǎng)絡(luò)。它有兩個輸入電壓，輸入信號us和本地振蕩信號uL， 輸出信號為uI，稱為中頻信號，其頻率是fc和fL的差頻或和頻，稱為中頻fI，fI=fLfc(同時也可采用諧波的差頻或和頻)。由此可見，混頻器在頻域上起著減(加)法器的作用。混頻器、振幅

28、調(diào)制器與解調(diào)器是在頻域上起加法器和減法器的作用，同屬頻譜的線性搬移。 調(diào)制 解調(diào) 混頻混頻器的組成框圖 圖示為單邊帶（上邊帶）發(fā)射機方框圖。調(diào)制信號為圖示為單邊帶（上邊帶）發(fā)射機方框圖。調(diào)制信號為 3003003000 HZ3000 HZ的音頻信號，其頻譜分布如圖中所示。試畫出圖中各方的音頻信號，其頻譜分布如圖中所示。試畫出圖中各方框輸出端的頻譜圖?？蜉敵龆说念l譜圖。BEGACDF/ MHzf / MHzf / MHzf / MHzf / MHzf / MHzf / Hzf BCDEFG3003000551551020200000000 已知載波電壓 調(diào)制電壓 Ka1。試求： （1）寫出調(diào)幅波

29、表達(dá)式； （2）求調(diào)幅指數(shù)及頻帶寬度； （3）畫出此調(diào)幅波的波形和頻譜圖。 6( )5cos210cu tt3( )2cos210utt 與單二極管電路的條件相同,二極管處于大信號工作狀態(tài),主要工作在截止區(qū)和線性區(qū),二極管的伏安特性可用折線近似。U2U1,二極管開關(guān)主要受u2控制。 二極管平衡電路試分析圖示調(diào)制器。圖中，Cb對載波短路，對音頻開路； uC=UCcosct, u=Ucost（1）設(shè)UC及U均較小，二極管特性近似為i=a0+a1u2+a2u2.求 輸出uo(t)中含有哪些頻率分量（忽略負(fù)載反作用）？ （2）如UCU,二極管工作于開關(guān)狀態(tài)，試求uo(t)的表示式。 （忽略負(fù)載反作用時

30、的情況（1）設(shè)二極管的正向?qū)ǚ较驗樗碾妷汉碗娏鞯恼较?，則： 210121222012,ccDcDccciaauuauuuuuuuuiaauuauu 221201201212121212222cos2coscos( )2cos2coscoscccccCcoLLLCciiaauuauuaauuauua ua u ua Uta U Uttu tiiRR a UtR a U Utt cc 因此，輸出信號中包含了 的基頻分量和、頻率分量。 12112212,()()2()()22()12222coscos3cos5. cos235DcDccDcDDccDcDDcoLLDcLDcccuuuuuuui

31、gKt ugKtuuigKt ugKtuuiiRR gKt uR g Utttt 在忽略負(fù)載的反作用時，（2） cccc 因此，與(1)相比，輸出信號也中包含了 的基頻分量和、頻率分量,但多了的奇次諧波與 的組合頻率（2n+1)分量振幅調(diào)制電路調(diào)制的方法有兩種：4.3 這種調(diào)制是在高頻功率放大器中進(jìn)行的，通常分為：AM信號大都用于無線電廣播，因此多用于高電平調(diào)制。 高電平調(diào)幅電路 基極調(diào)幅(Base AM) 集電極調(diào)幅電路(Collector AM) 高電平調(diào)制-AM波調(diào)制集電極調(diào)幅電路：UCC=Ucc0+u, 即集電極電源電壓隨調(diào)制信號變化，從而使集電極電流的基波分量隨u的規(guī)律變化。由功放的

32、分析已知，當(dāng)功率放大器工作于過壓狀態(tài)時，集電極電流的基波分量與集電極偏置電壓成線性關(guān)系。因此，要實現(xiàn)集電極調(diào)幅，應(yīng)使放大器工作在過壓狀態(tài)。CCU0ccU0ccUCCU0ccU基極調(diào)幅電路：圖中LB1是高頻扼流圈，LB為低頻扼流圈，C1、C3、C5為低頻旁路電容，C2、C4、C6為高頻旁路電容?；鶚O調(diào)幅與諧振功放的區(qū)別是基極偏壓隨調(diào)制電壓變化。如果UBB隨u變化，Ic1將隨之變化, 從而得到已調(diào)幅信號。從調(diào)制特性看，為了使Ic1受UBB的控制明顯, 放大器應(yīng)工作在欠壓狀態(tài)?；鶚O調(diào)幅的波形 BBU0bbU電路組成：輸入回路、二極管VD和RC低通濾波器。輸入回路提供信號源，在超外差接收機中，檢波器的

33、輸入回路通常就是末級中放的輸出回路。二極管通常選用導(dǎo)通電壓小、rD小的鍺管。RC電路有兩個作用: 一是作為檢波器的負(fù)載，在其兩端產(chǎn)生調(diào)制頻率電壓; 二是起到高頻電流的旁路作用。RC網(wǎng)絡(luò)須滿足： Z(c)=0 Z()=R11 , cRRCC 二極管峰值包絡(luò)檢波器1.原理電路及工作原理-2-1012345678-1.5-1-0.500.511.5二極管是在輸入電壓的每個高頻周期的峰值附近導(dǎo)通，因此其輸出電壓波形與輸入信號包絡(luò)形狀相同。平均電壓Uav包含直流及低頻調(diào)制分量，即Uo(t)=Uav=Udc+u。輸入信號為AM波3 檢波器的失真在二極管峰值包絡(luò)檢波器中，存在著兩種特有的失真惰性失真和底部切

34、削失真。1) 惰性失真在二極管截止期間，電容C兩端電壓下降的速度取決于RC的時間常數(shù)。如RC數(shù)值很大，則下降速度很慢，將會使得輸入電壓的下一個正峰值來到時仍小于uC，形成輸出波形不隨包絡(luò)形狀而變化，產(chǎn)生了失真。由于是由電容放電的惰性引起的，故稱惰性失真或失隨失真。mmRC 12maxmax2max 1mmRC 得出不失真條件如下: 由此可見，m、越大，包絡(luò)下降速度就越快，要求的RC就越小。在設(shè)計中，應(yīng)用最大調(diào)制度及最高調(diào)制頻率檢驗有無惰性失真，其檢驗公式為2) 底部切削失真底部切削失真又稱為負(fù)峰切削失真。這種失真是因檢波器的交直流負(fù)載不同引起的。因為Cg較大，在音頻一周內(nèi)，其兩端的直流電壓基本

35、不變，其大小約為載波振幅值UC，可以把它看作一直流電源。它在電阻R和Rg上產(chǎn)生分壓。在電阻R上的壓降為調(diào)幅波的最小幅度為UC(1m)，若小于UR,二極管會截止，產(chǎn)生底部切削失真。CgRURRRU要避免底部切削失真，應(yīng)滿足 即CgC)1 (URRRmURRRRRmgFM波的表示式為調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表達(dá)式sin()co s(sin ) R efejmtj tF MCcfCu t Ut mtUe e (74) 式中，調(diào)頻指數(shù)mf表示在載波信號的相位上附加的最大相位偏移 最大角頻偏mmffUkm例： 已知載波頻率fc=100MHZ，載波振幅Ucm=5V，調(diào)制信號u(t)=( cos2103t + 2cos

36、2500t) V，調(diào)頻靈敏度Kf=1000HZ/V。試寫出該調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表達(dá)式。調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表達(dá)式單頻調(diào)角信號頻譜特點: (1)由載頻和無窮多組上、下邊頻組成, 這些頻率分量滿足cn,即各邊頻分量之間的距離是調(diào)制信號角頻率 。1Fm0.770.440.440.110.110.020.02c23調(diào) 頻 波 的 頻 譜 調(diào)頻波所占的帶寬，理論上說是無窮寬的，因為它包含有無窮多個頻率分量。 但實際上，在調(diào)制指數(shù)一定時，超過某一階數(shù)的貝塞爾函數(shù)的值已經(jīng)相當(dāng)小，其影響可以忽略。調(diào) 頻 波 的 帶 寬 通常的準(zhǔn)則是信號的頻帶寬度應(yīng)包括幅度大于未調(diào)載波10%以上的邊頻分量,即|Jn(mf)| 0.1，此時

37、0.12(1)2()fmBWmFfF卡森（Carson）公式LFMFMRtuP/ )(2調(diào)頻波的功率調(diào)頻信號的平均功率：結(jié)論：CCLFMPURP221(713) (715) 調(diào)頻波的平均功率與未調(diào)載波的平均功率相等。當(dāng)mf由零增加時，已調(diào)波的載頻功率下降，而分散給其他邊頻分量。即調(diào)制的過程是進(jìn)行功率的重新分配，而總功率不變。Rb2Rb1ReEcCcLCcVDuEQCbLcCjL(a)(b)Cc變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路( )cosmtVt211( )(1cos)(1cos)osccjQtmtLCLCmt為1cjQLC0時的振蕩角頻率，即中心角頻率（載波角頻率），由 QE控制。 當(dāng)變?nèi)荻O管變?nèi)葜笖?shù)為2時( )(1cos)( )cosccccBQtm