振幅調(diào)制電路

振幅調(diào)制電路第1頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一、調(diào)制1、調(diào)制的定義:將需傳送的基帶信號(hào)加載到高頻信號(hào)上去的過(guò)程稱(chēng)為調(diào)制。基帶信號(hào)：通信中所需傳送的信息通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，此電信號(hào)是占有一定頻譜寬度的低頻信號(hào)，通常稱(chēng)為基帶信號(hào)。2、調(diào)制的作用：將基帶信號(hào)加載到高頻信號(hào)上，用高頻信號(hào)作為運(yùn)載工具，能夠較好地實(shí)現(xiàn)多路有選擇性的通信?；鶐盘?hào)在調(diào)制時(shí)又常稱(chēng)調(diào)制信號(hào)。第一節(jié)概述數(shù)字調(diào)制調(diào)制分為幅度調(diào)制(AM)頻率調(diào)制(FM)相位調(diào)制(PM)幅度鍵控(ASK)頻率鍵控(FSK)相位鍵控(PSK)模擬調(diào)制3、調(diào)制的分類(lèi)：第2頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五若載波信號(hào)：

調(diào)制信號(hào)：2、普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表示式則普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表示式為:其中稱(chēng)為調(diào)幅指數(shù)（調(diào)幅度）1、定義：用需傳送的信息（調(diào)制信號(hào)）去控制高頻載波振蕩電壓的振幅，使其隨調(diào)制信號(hào)線(xiàn)性關(guān)系變化。二、普通調(diào)幅波（AM波）的數(shù)學(xué)表示式、波形及其頻譜單音頻調(diào)制第3頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、普通調(diào)幅波的波形①右圖是單音頻調(diào)制普通調(diào)幅波的波形圖。②從波形上可以看出：

調(diào)制信號(hào)載波信號(hào)已調(diào)波信號(hào)已調(diào)波振幅的包絡(luò)形狀與調(diào)制信號(hào)一樣則調(diào)幅指數(shù)第4頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五③調(diào)幅指數(shù)當(dāng)ma≤1時(shí)，已調(diào)波振幅的包絡(luò)形狀與調(diào)制信號(hào)一樣不失真調(diào)幅當(dāng)ma＞1時(shí)，將產(chǎn)生過(guò)量調(diào)制如下圖所示。包絡(luò)形狀會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重失真，必須盡力避免。包絡(luò)失真第5頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五單頻調(diào)制的AM波的頻譜：4、普通調(diào)幅波的頻譜①單頻調(diào)制的普通調(diào)幅波的頻譜。由數(shù)學(xué)表示式可得單頻調(diào)制的AM波的頻帶寬度：第6頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五②多音頻調(diào)制的普通調(diào)幅波的頻譜

5、結(jié)論調(diào)幅過(guò)程是一種線(xiàn)性頻譜搬移過(guò)程將調(diào)制信號(hào)的頻譜由低頻被搬移到載頻附近，成為上、下邊頻帶。多頻調(diào)制的AM波的頻帶寬度：第7頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、普通調(diào)幅波的功率關(guān)系

①載波功率②每一邊頻功率

③調(diào)制一周內(nèi)的平均總功率將普通調(diào)幅波電壓加在電阻R兩端，電阻R上消耗的各頻率分量對(duì)應(yīng)的功率可表示為1、普通調(diào)幅波中各頻率分量之間的功率關(guān)系第8頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、普通調(diào)幅波的特點(diǎn)①普通調(diào)幅波中載波分量占有的功率較大，而含有信息的上、下邊頻分量占有的功率較小。②從能量觀(guān)點(diǎn)看，普通調(diào)幅波進(jìn)行傳送，不含信息的載波功率過(guò)大，是一種很大的浪費(fèi)。這是普通調(diào)幅波本身固有的。第9頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五雙邊帶調(diào)幅的振幅，其包絡(luò)隨調(diào)制信號(hào)變化，但包絡(luò)不能完全準(zhǔn)確地反映調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律雙邊帶信號(hào)的載波相位在調(diào)制電壓零交點(diǎn)突變四、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)和單邊帶調(diào)幅信號(hào)1、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波（DSB）①數(shù)學(xué)表示式③雙邊帶調(diào)幅波的頻譜

②波形特點(diǎn)即④雙邊帶調(diào)幅波的頻帶寬度

第10頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第11頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、單邊帶調(diào)幅波（SSB）單頻調(diào)制的單邊帶調(diào)幅波的頻譜為②頻譜①數(shù)學(xué)表示式③特點(diǎn)頻帶只有雙邊帶調(diào)幅波的一半，其頻帶利用率高。全部功率都含有信息，功率有效利用率高。④頻帶寬度第12頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五五、振幅調(diào)制電路的功能1、振幅調(diào)制電路的功能是將輸入的調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)通過(guò)電路變換成高頻調(diào)幅信號(hào)輸出。2、功能的表示當(dāng)載波為調(diào)制信號(hào)為時(shí)，三種振幅調(diào)制電路的功能可以用頻譜表示，如右圖所示。第13頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五六、振幅調(diào)制電路的分類(lèi)及要求七、振幅調(diào)制電路的基本組成一般來(lái)說(shuō)，振幅調(diào)制電路由輸入回路、非線(xiàn)性器件和帶通濾波器三部分組成。1、分類(lèi)：分低電平調(diào)幅和高電平調(diào)幅兩大類(lèi)2、要求①低電平調(diào)幅是在低功率電平級(jí)進(jìn)行振幅調(diào)制，輸出功率和效率不是主要指標(biāo)。重點(diǎn)是提高調(diào)制的線(xiàn)性，減小不需要的頻率分量的產(chǎn)生和提高濾波性能。②高電平調(diào)幅是直接產(chǎn)生滿(mǎn)足發(fā)射機(jī)輸出功率要求的已調(diào)波。利用丙類(lèi)高功放改變來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。其優(yōu)點(diǎn)是效率高。設(shè)計(jì)時(shí)必須兼顧輸出功率、效率和調(diào)制線(xiàn)性的要求。第14頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)低電平調(diào)幅電路一、單二極管開(kāi)關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路

1、開(kāi)關(guān)狀態(tài)

當(dāng)二極管在兩個(gè)不同頻率電壓下進(jìn)行頻率變換時(shí)，其中一個(gè)電壓振幅足夠大，另一個(gè)電壓振幅較小，二極管的導(dǎo)通或截止將完全受大振幅電壓的控制，可以近似認(rèn)為二極管處于理想開(kāi)關(guān)狀態(tài)。二極管的導(dǎo)通電阻

2、電路原理第15頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五流過(guò)二極管電流中含有:直流、經(jīng)中心頻率為，通頻帶略大于的帶通濾波器取出的普通調(diào)幅波信號(hào)輸出。3、通過(guò)帶通濾波器選出調(diào)幅波輸出結(jié)論:單二極管開(kāi)關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路只能實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅波(AM)第16頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、二極管平衡調(diào)幅電路1、電路特點(diǎn)圖中變壓器為理想變壓器:B1為1:1；B2為1:2B3為2:1載波信號(hào)是大信號(hào),調(diào)制信號(hào)是小信號(hào)，二極管D1、D2均工作于受uc(t)控制的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。第17頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、在無(wú)帶通濾波器的條件下，流過(guò)二極管D1、D2的電流為根據(jù)變壓器B3的同名端及假設(shè)的次級(jí)電流的流向。由于i1和i2流過(guò)B3初級(jí)方向相反，所以電流i為3、通過(guò)帶通濾波器取出雙邊帶調(diào)幅波由于i中包含

，等頻率成分，經(jīng)中心頻率為，帶寬略大于的帶通濾波器取出的頻率成分電流在負(fù)載上建立雙邊帶調(diào)幅電壓輸出。結(jié)論:雙二極管開(kāi)關(guān)狀態(tài)調(diào)幅電路能實(shí)現(xiàn)平衡調(diào)幅(DSB)第18頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、二極管環(huán)形調(diào)幅電路第19頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1、在的正半周，D1和D2導(dǎo)通，D3和D4截止。D1和D2的開(kāi)關(guān)函數(shù)為在無(wú)帶通濾波器的條件下，流過(guò)負(fù)載的總電流：1:22:1第20頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、在的負(fù)半周，D1和D2截止，D3和D4導(dǎo)通。而D3和D4的開(kāi)關(guān)函數(shù)為：在無(wú)帶通濾波器的條件下，流過(guò)負(fù)載的總電流：1:22:1第21頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4、通過(guò)帶通濾波器取出雙邊帶調(diào)幅波流過(guò)負(fù)載的總電流中含有等頻率分量。經(jīng)過(guò)中心頻率為，通帶略大于的帶通濾波器，則在上只取的雙邊帶調(diào)幅電壓。則3、負(fù)載RL中的電流結(jié)論:①二極管環(huán)形調(diào)幅電路能實(shí)現(xiàn)平衡調(diào)幅(DSB)②與雙二極管調(diào)幅電路相比輸出信號(hào)的頻譜少了的成份，且幅度為其二倍。第22頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五四、模擬乘法器調(diào)幅電路1、模擬乘法器模擬乘法器是有兩個(gè)輸入端對(duì)(即X和Y輸入端對(duì))和一個(gè)輸出端對(duì)的非線(xiàn)性有源器件。②模擬乘法器符號(hào)①模擬乘法器是完成兩個(gè)模擬信號(hào)（電壓或電流）相乘作用的電子器件。③模擬乘法的傳輸特性方程為式中，K乘法器的增益系數(shù)，單位為1/V。第23頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五④分類(lèi)根據(jù)輸入信號(hào)的極性可分為：四象限模擬乘法器一象限模擬乘法器二象限模擬乘法器⑤常用于頻率變換的模擬乘法器的型號(hào)國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品：MC1496MC1596MC1495MC1496LM1496LM1596……..AD834（寬帶）、AD630（多功能）、AD734（高精度）…….國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品：CB1595CB1596BG314…….第24頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、雙差分對(duì)管振幅調(diào)制電路它由兩個(gè)單差分對(duì)管電路T1、T2、T5和T3、T4、T6組合而成。輸入信號(hào)u1加在兩個(gè)單差分對(duì)管的輸入端，u2加在T5和T6的輸入端。第25頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五④雙端輸出時(shí)，輸出電流

而則③T1、T2和T3、T4組成的差分對(duì)管的電流電壓關(guān)系③T1、T2組成的差分對(duì)管的電流電壓關(guān)系當(dāng)u1和u2都小于26mV時(shí)，溫度當(dāng)量，常溫下為26mv第26頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五⑥擴(kuò)大u2的線(xiàn)性動(dòng)態(tài)范圍的措施A、在T5和T6的發(fā)射極之間接入負(fù)反饋電阻Ry。并將恒流源I0分為兩個(gè)I0/2的恒流源。B、Ry足夠大，滿(mǎn)足深度負(fù)反饋條件，即u2的最大動(dòng)態(tài)范圍為:雙端輸出電流:。第27頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、MC1596平衡調(diào)幅電路第28頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五設(shè)輸入載波信號(hào)：根據(jù)雙曲線(xiàn)正切函數(shù)的特性，大信號(hào)條件下具有開(kāi)關(guān)函數(shù)的形式

輸入調(diào)制信號(hào)：因?yàn)?與3端滿(mǎn)足接入則可擴(kuò)大到的線(xiàn)性范圍。大信號(hào)即第29頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五雙端輸出電流

①、④管腳直流電位差為零時(shí)①、④管腳直流電位差不為零時(shí)雙端輸出電流

1代表直流RW是調(diào)節(jié)MC1596的4和1端的直流電位差為零，確保輸出為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波。如果4和1端直流電位差不為零，則有載波分量輸出，相當(dāng)于是普通調(diào)幅波。第30頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一、集電極調(diào)幅電路1、集電極調(diào)幅原理電路。具有下列特點(diǎn)：①集電極回路調(diào)諧在，帶寬略大于②丙類(lèi)放大器工作于過(guò)壓狀態(tài)。③有效電源隨變化。第三節(jié)高電平調(diào)幅電路第31頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、調(diào)幅原理第32頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五式中，稱(chēng)為調(diào)幅指數(shù)。根據(jù)理想化調(diào)幅特性可得輸出電壓

丙類(lèi)功率放大器在不變的條件下，改變時(shí)，集電極電流在欠壓區(qū)可認(rèn)為不變，而在過(guò)壓區(qū)將隨變化而變化，具有調(diào)幅特性。

有效電源第33頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、集電極調(diào)幅電路的功率與效率時(shí)，

直流電源提供的輸入功率載波輸出功率集電極損耗功率

集電極效率①載波狀態(tài)第34頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五②調(diào)制最大狀態(tài)有效電源輸入功率高頻輸出功率集電極損耗功率集電極效率結(jié)論：在調(diào)制信號(hào)波峰處，所有功率都是載波狀態(tài)的倍，而集電極效率不變。第35頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五③調(diào)制一周的平均功率有效電源提供的平均輸入功率平均輸出功率其中，載波輸出功率為；邊頻功率為直流電源提供的平均輸入功率調(diào)制信號(hào)源提供的平均輸入功率第36頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4、集電極調(diào)幅電路的特點(diǎn)①必須工作于過(guò)壓區(qū)。②調(diào)制過(guò)程中效率不變，可保持在高效率下工作。③總輸入功率分別由直流電源和調(diào)制信號(hào)源