通信电路原理_第9章.pptx

会计学1通信电路原理通信电路原理_第第9章章9-19-1调幅的方法与电路调幅的方法与电路调幅的方法与电路调幅的方法与电路11 调制与解调电路是通信、广播、测量等系统调制与解调电路是通信、广播、测量等系统调制与解调电路是通信、广播、测量等系统调制与解调电路是通信、广播、测量等系统中的基本电路之一。中的基本电路之一。中的基本电路之一。中的基本电路之一。频率变换电路频率变换电路频率变换电路频率变换电路(非线性电路非线性电路非线性电路非线性电路)。调制的其他应用：调制的其他应用：调制的其他应用：调制的其他应用：如直流放大器如直流放大器如直流放大器如直流放大器。第1页/共54页一、乘法器调幅一、乘法器调幅一、乘法器调幅一、乘法器调幅(图图图图9-1p281)9-1p281)四象限乘法器四象限乘法器四象限乘法器四象限乘法器实际典型值：实际典型值：实际典型值：实际典型值：v vc c(60mv)(60mv)、v v(300mv)(300mv)、载波抑制、载波抑制、载波抑制、载波抑制60dB60dB。第2页/共54页二、二、二、二、OTAOTA调幅电路调幅电路调幅电路调幅电路(图图图图9-2p282)9-2p282)可控跨可控跨可控跨可控跨导电路导电路导电路导电路第3页/共54页三、开关型调幅电路三、开关型调幅电路三、开关型调幅电路三、开关型调幅电路 要求：要求：要求：要求：V Vc cV V 即：即：即：即：v vc c等效为开关函数等效为开关函数等效为开关函数等效为开关函数 S S(t t)1双二极管平衡调幅电路双二极管平衡调幅电路(图图9-3p282)设：设：设：设：二极管导通电阻为二极管导通电阻为二极管导通电阻为二极管导通电阻为R RD D，等效负载为等效负载为等效负载为等效负载为R RL L 对于对于对于对于D D1 1、D D2 2：v vc c是共模信号，是共模信号，是共模信号，是共模信号，在在在在R RL L上相消上相消上相消上相消;vv是差模信号，是差模信号，是差模信号，是差模信号，v vS S(t t)在在在在R RL L上相加。上相加。上相加。上相加。第4页/共54页第5页/共54页2 2二极管环型调幅电路二极管环型调幅电路二极管环型调幅电路二极管环型调幅电路(图图图图9-4p283)9-4p283)i i5 5=i i1 1-i i4 4i i6 6=i i2 2-i i3 3i i=i i5 5-i i66=i i1 1-i i4 4-(-(i i2 2-i i3 3)=()=(i i1 1-i i2 2)-()-(i i4 4-i i3 3)第6页/共54页(i i1 1-i i2 2)同上同上同上同上i i=(=(i i1 1-i i2 2)-()-(i i4 4-i i3 3)第7页/共54页3 3二极管环型调幅实例二极管环型调幅实例二极管环型调幅实例二极管环型调幅实例(图图图图9-5p284)9-5p284)第8页/共54页四、晶体管调幅电路四、晶体管调幅电路四、晶体管调幅电路四、晶体管调幅电路 基极基极基极基极(发射极发射极发射极发射极)调幅：调幅：调幅：调幅：v v控制基极控制基极控制基极控制基极(发射极发射极发射极发射极)电压。电压。电压。电压。集电极集电极集电极集电极(漏极漏极漏极漏极)调幅：调幅：调幅：调幅：v v控制集电极电压。控制集电极电压。控制集电极电压。控制集电极电压。由选频网络选出由选频网络选出由选频网络选出由选频网络选出v vo o(已调信号已调信号已调信号已调信号)。第9页/共54页1.1.基极调幅电路基极调幅电路基极调幅电路基极调幅电路(发射极调幅电路发射极调幅电路发射极调幅电路发射极调幅电路)(图图图图9-6p284)9-6p284)v vbebe=V VBBBB+v v+v vc c=V VBBBB+V Vcoscos t+t+V Vc ccoscos o ot t第10页/共54页v v、v vc c幅度不同时：幅度不同时：幅度不同时：幅度不同时：(1)(1)v v、v vc c均较小均较小均较小均较小采用幂级数法分析，产生调幅波。采用幂级数法分析，产生调幅波。采用幂级数法分析，产生调幅波。采用幂级数法分析，产生调幅波。(因非线性失真大，很少使用因非线性失真大，很少使用因非线性失真大，很少使用因非线性失真大，很少使用)(2)(2)v v较小较小较小较小(几几几几mvmv几十几十几十几十mv)mv)、v vc c较大较大较大较大(几百几百几百几百mv)mv)采用时变参量法分析。采用时变参量法分析。采用时变参量法分析。采用时变参量法分析。(3)(3)v v小小小小(几几几几mv)mv)、v vc c大大大大(0.51v)(0.51v)采用开关函数法分析。采用开关函数法分析。采用开关函数法分析。采用开关函数法分析。调幅系数调幅系数调幅系数调幅系数mm1,1,线性范围小。线性范围小。线性范围小。线性范围小。(4)(4)v v、v vc c均较大均较大均较大均较大(常用常用常用常用)第11页/共54页工作于工作于工作于工作于(甲乙类甲乙类甲乙类甲乙类)欠压状态。欠压状态。欠压状态。欠压状态。工作工作工作工作=90=90o o120120o o 过压工作时，过压工作时，过压工作时，过压工作时，v vcece变化小变化小变化小变化小(图图图图9-7p285)9-7p285)第12页/共54页基极调幅特点：基极调幅特点：基极调幅特点：基极调幅特点：(1)(1)所需所需所需所需v v功率小，用于小功率发射机；功率小，用于小功率发射机；功率小，用于小功率发射机；功率小，用于小功率发射机；(2)(2)mm不可太大，否则易包络失真；不可太大，否则易包络失真；不可太大，否则易包络失真；不可太大，否则易包络失真；(3)(3)集电极效率低集电极效率低集电极效率低集电极效率低(欠压工作）欠压工作）欠压工作）欠压工作）第13页/共54页2.2.集电极调幅电路集电极调幅电路集电极调幅电路集电极调幅电路 v v使集电极电源电压使集电极电源电压使集电极电源电压使集电极电源电压V VCCCC发生变化，实现调幅。发生变化，实现调幅。发生变化，实现调幅。发生变化，实现调幅。(图图图图9-8p286)9-8p286)第14页/共54页由由(图图7-7p218)可见：可见：可见：可见：在欠压区，输出的基波电压的幅度不随在欠压区，输出的基波电压的幅度不随在欠压区，输出的基波电压的幅度不随在欠压区，输出的基波电压的幅度不随V Vcccc的的的的变化而变化。变化而变化。变化而变化。变化而变化。第15页/共54页集电极调幅特点：集电极调幅特点：集电极调幅特点：集电极调幅特点：(1)(1)因过压工作，因过压工作，因过压工作，因过压工作，高高高高(与与与与mm无关无关无关无关)用于大功率调幅发射机。用于大功率调幅发射机。用于大功率调幅发射机。用于大功率调幅发射机。(2)(2)要求要求要求要求v v提供较大的驱动功率。提供较大的驱动功率。提供较大的驱动功率。提供较大的驱动功率。(3)(3)mm较大时，调幅波非线性失真。较大时，调幅波非线性失真。较大时，调幅波非线性失真。较大时，调幅波非线性失真。第16页/共54页3 3多重调幅原理多重调幅原理多重调幅原理多重调幅原理(改善线性度改善线性度改善线性度改善线性度)实际工作中，基极、集电极调幅均有实际工作中，基极、集电极调幅均有实际工作中，基极、集电极调幅均有实际工作中，基极、集电极调幅均有非线性失真。非线性失真。非线性失真。非线性失真。例：集电极调幅例：集电极调幅例：集电极调幅例：集电极调幅 V VBBBB、V Vcccc不变不变不变不变 当当当当V Vcemincemin随随随随V Vcccc(t)(t)减小时减小时减小时减小时,I Ic1c1下降过快，呈非下降过快，呈非下降过快，呈非下降过快，呈非 线性关系。线性关系。线性关系。线性关系。解决方法：解决方法：解决方法：解决方法：V Vcccc(t)(t)减小时，减小时，减小时，减小时，V Vbemaxbemax相应减小；相应减小；相应减小；相应减小；V Vcccc(t)(t)增大时，增大时，增大时，增大时，V Vbemaxbemax相应增大。相应增大。相应增大。相应增大。即：即：即：即：V Vbemaxbemax与与与与V Vcccc(t)(t)按相同的调制规律变化按相同的调制规律变化按相同的调制规律变化按相同的调制规律变化(双重调幅双重调幅双重调幅双重调幅)。第17页/共54页(1)(1)采用自给偏压电路采用自给偏压电路采用自给偏压电路采用自给偏压电路(图图图图9-99-9p287)p287)V VBBBB=-=-I Ib0b0R Rb b在过压区：在过压区：在过压区：在过压区：V V,V Vcccc(t),(t),I Ib0b0(V VBBBB 反向反向反向反向),),V Vbebe V V,V Vcccc(t),(t),I Ib0b0(V VBBBB 反向反向反向反向),),V Vbebe 第18页/共54页(2)(2)采用双重调幅电路采用双重调幅电路采用双重调幅电路采用双重调幅电路 集电极集电极集电极集电极基极双重调幅基极双重调幅基极双重调幅基极双重调幅 集电极调幅时，部分集电极调幅时，部分集电极调幅时，部分集电极调幅时，部分v v调制基极偏压，使：调制基极偏压，使：调制基极偏压，使：调制基极偏压，使：V Vcccc(tt)时，时，时，时，V Vbebe(tt)同时同时同时同时；V Vcccc(tt)时，时，时，时，V Vbebe(tt)同时同时同时同时。集电极集电极集电极集电极集电极双重调幅集电极双重调幅集电极双重调幅集电极双重调幅(p391(p391图图图图13-1)13-1)对相邻的末前级和末级，采用相同的对相邻的末前级和末级，采用相同的对相邻的末前级和末级，采用相同的对相邻的末前级和末级，采用相同的v v同时同时同时同时进行集电极调幅。即：进行集电极调幅。即：进行集电极调幅。即：进行集电极调幅。即：末级末级末级末级V Vcccc(tt)时时时时,V Vbebe(tt)末前级的末前级的末前级的末前级的V Vcccc(tt)末级末级末级末级V Vcccc(tt)时时时时,V Vbebe(t(t)末前级的末前级的末前级的末前级的V Vcccc(tt)第19页/共54页第20页/共54页9-2单边带调制单边带调制1 一、特点一、特点一、特点一、特点:1.1.压缩频带；压缩频带；压缩频带；压缩频带；2.2.节省功率；节省功率；节省功率；节省功率；3.3.受传播条件受传播条件受传播条件受传播条件(衰落和相移衰落和相移衰落和相移衰落和相移)的影响小；的影响小；的影响小；的影响小；4.4.设备复杂。设备复杂。设备复杂。设备复杂。第21页/共54页二、单边带产生方法二、单边带产生方法二、单边带产生方法二、单边带产生方法(一一一一)滤波法滤波法滤波法滤波法(图图图图9-10p288)9-10p288)难点：难点：难点：难点：接近理想的带通滤波器难以实现。接近理想的带通滤波器难以实现。接近理想的带通滤波器难以实现。接近理想的带通滤波器难以实现。解决：解决：解决：解决：1.1.频率由低频率由低频率由低频率由低(相对带宽相对带宽相对带宽相对带宽)大到高大到高大到高大到高,多级相乘和滤波多级相乘和滤波多级相乘和滤波多级相乘和滤波;2.2.采用采用采用采用VSBVSB。第22页/共54页(二二二二)相移法相移法相移法相移法(图图图图9-11p289)9-11p289)难点：多频工作时难点：多频工作时难点：多频工作时难点：多频工作时,调制信号的宽带调制信号的宽带调制信号的宽带调制信号的宽带 相移难以实现相移难以实现相移难以实现相移难以实现。演示演示演示演示第23页/共54页三、残留边带调幅三、残留边带调幅三、残留边带调幅三、残留边带调幅(VSB)(VSB)(图图图图9-12p289)9-12p289)第24页/共54页9-3振幅振幅解调概述解调概述2 检波过程检波过程检波过程检波过程示意图示意图示意图示意图(图图图图9-13p290)9-13p290)第25页/共54页1 1同步检波同步检波同步检波同步检波(乘法检波乘法检波乘法检波乘法检波)可解调所有调幅信号，且可解调所有调幅信号，且可解调所有调幅信号，且可解调所有调幅信号，且DSBDSB必须采用同步必须采用同步必须采用同步必须采用同步 检波检波检波检波,SSB,SSB、VSBVSB一般采用同步检波。一般采用同步检波。一般采用同步检波。一般采用同步检波。2 2(峰值峰值峰值峰值)包络检波包络检波包络检波包络检波(大信号工作大信号工作大信号工作大信号工作)一般用于解调一般用于解调一般用于解调一般用于解调AMAM调幅信号。调幅信号。调幅信号。调幅信号。3 3平均值包络检波平均值包络检波平均值包络检波平均值包络检波一般用于解调一般用于解调一般用于解调一般用于解调AMAM。4 4平方率检波平方率检波平方率检波平方率检波(小信号工作小信号工作小信号工作小信号工作)v vAMAM0.2V,R RD D,可以保证可以保证可以保证可以保证:i i充充充充i i放放放放,即即即即:充充充充 放放放放第32页/共54页一、工作原理一、工作原理一、工作原理一、工作原理(图图图图9-209-20p295)p295)v vs s为已调信号为已调信号为已调信号为已调信号,v vo o为包络检波信号为包络检波信号为包络检波信号为包络检波信号1.1.v vs s正半周的部分时间正半周的部分时间正半周的部分时间正半周的部分时间(909090o o)二极管截止，二极管截止，二极管截止，二极管截止，C C经经经经R R放电，放电，放电，放电，放放放放=RCRC R R 很大很大很大很大 放放放放很大很大很大很大,C C上电压下降不多上电压下降不多上电压下降不多上电压下降不多,v vo o v vs s 循环往复循环往复循环往复循环往复,C C上获得与包络上获得与包络上获得与包络上获得与包络(调制信号调制信号调制信号调制信号)相一相一相一相一致的电压波形致的电压波形致的电压波形致的电压波形,有很小的起伏。有很小的起伏。有很小的起伏。有很小的起伏。故称：故称：故称：故称：包络包络包络包络检波。检波。检波。检波。第33页/共54页二、指标分析二、指标分析 1.电压传输系数电压传输系数Kd 理想：理想：理想：理想：RRR RD D,0,0,KKd d=1=1实际例：实际例：实际例：实际例：R R=5.1k,=5.1k,RRD D=100=100时：时：时：时：3333o o,KKd d0.840.84 R R=4.7k,=4.7k,RRD D=470=470时：时：时：时：5555o o,KKd d0.550.55通常取：通常取：通常取：通常取：K Kd d=0.5(-6dB)=0.5(-6dB)来估算检波器传输效率来估算检波器传输效率来估算检波器传输效率来估算检波器传输效率第34页/共54页2.2.输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻R Ri i 经推导：经推导：经推导：经推导：R Ri i=R R/(2/(2K Kd d)理想：理想：理想：理想：K Kd d=1=1时，时，时，时，R Ri i=R R/2/2实际：实际：实际：实际：K Kd d1I IACAC无负峰切割失真无负峰切割失真无负峰切割失真无负峰切割失真2.2.I IDCDCI IACACmRm(mRmR)/(1)/(1-m)-m)即：即：即：即：mm、R R较大时，要求较大时，要求较大时，要求较大时，要求负载阻抗负载阻抗负载阻抗负载阻抗R RL L大。大。大。大。例：例：例：例：mm=0.3,=0.3,R=R=4.7k4.7k 时，时，时，时，要求：要求：要求：要求：R RL L2k2k；m=m=0.70.7,R=,R=4.7k4.7k 时，时，时，时，要求：要求：要求：要求：R RL L7.05k7.05k；第41页/共54页负峰切割失真的改进负峰切割失真的改进负峰切割失真的改进负峰切割失真的改进(图图图图9-23p298):9-23p298):(1)(1)RRDCDC=R R1 1+R R2 2RRACAC=R R1 1+(+(R R2 2R RL L)/()/(R R2 2+R RL L)=)=R R1 1+R RACAC即：即：即：即：R R1 1较大时，较大时，较大时，较大时，R RACAC的影响减小，不易产生的影响减小，不易产生的影响减小，不易产生的影响减小，不易产生负峰切割失真。但负峰切割失真。但负峰切割失真。但负峰切割失真。但R R2 2过小时，过小时，过小时，过小时，V V的幅度下降，的幅度下降，的幅度下降，的幅度下降，一般取一般取一般取一般取R R1 1/R R2 2=0.10.2=0.10.2第42页/共54页(2)(2)检波电路后接射随检波电路后接射随检波电路后接射随检波电路后接射随(R Ri i大大大大),),即检波电路的即检波电路的即检波电路的即检波电路的R RL L大。大。大。大。(3)(3)晶体管和集成电路包络检波，为直接耦合晶体管和集成电路包络检波，为直接耦合晶体管和集成电路包络检波，为直接耦合晶体管和集成电路包络检波，为直接耦合方式，不存在方式，不存在方式，不存在方式，不存在C Cc c第43页/共54页三、并联型二极管三、并联型二极管三、并联型二极管三、并联型二极管包络检波包络检波包络检波包络检波(图图图图9-24p298)9-24p298)R Ri i=R R/3/3 第44页/共54页四、高频数码信号的检波四、高频数码信号的检波四、高频数码信号的检波四、高频数码信号的检波 ASKASK信号的包络检波信号的包络检波信号的包络检波信号的包络检波(图图图图9-25p299)9-25p299)(1)(1)t tr r(前沿失真前沿失真前沿失真前沿失真)(2)(2)t tf f(下降沿失真下降沿失真下降沿失真下降沿失真)第45页/共54页9-6平方率检波平方率检波3 一般要求：一般要求：一般要求：一般要求：v vAMAM0.2V,0.2V,仅用于解调仅用于解调仅用于解调仅用于解调AMAM。工作于非线形状态，幂级数展开，工作于非线形状态，幂级数展开，工作于非线形状态，幂级数展开，工作于非线形状态，幂级数展开，含有含有含有含有平方项平方项平方项平方项，由低通滤出调制信号。，由低通滤出调制信号。，由低通滤出调制信号。，由低通滤出调制信号。因失真较大，使用较少。因失真较大，使用较少。因失真较大，使用较少。因失真较大，使用较少。第46页/共54页9-7检波电路实例检波电路实例1 一、广播收音机中的检波电路一、广播收音机中的检波电路一、广播收音机中的检波电路一、广播收音机中的检波电路(图图图图9-26p301)9-26p301)第47页/共54页二、集成同步检波电路二、集成同步检波电路(图图9-27p301)第48页/共54页9-8正交幅度调制与解调正交幅度调制与解调0 正交幅度调制正交幅度调制正交幅度调制正交幅度调制(图图图图9-28p302)9-28p302)第49页/共54页正交幅度解调正交幅度解调(图图9-29p303)第50页/共54页第九章第九章 小结小结(1)(1)9-19-1调幅的方法与电路调幅的方法与电路调幅的方法与电路调幅的方法与电路11 乘法器调幅、乘法器调幅、乘法器调幅、乘法器调幅、OTAOTA调幅原理、调幅原理、调幅原理、调幅原理、开关型调幅电路、开关型调幅电路、开关型调幅电路、开关型调幅电路、电路（基极和集电极调幅）电路（基极和集电极调幅）电路（基极和集电极调幅）电路（基极和集电极调幅）9-29-2单边带调制单边带调制单边带调制单边带调制11 单边带产生方法，滤波法和相移法单边带产生方法，滤波法和相移法单边带产生方法，滤波法和相移法单边带产生方法，滤波法和相移法9-39-3振幅解调概述振幅解调概述振幅解调概述振幅解调概述22 理解检波过程理解检波过程理解检波过程理解检波过程9-49-4同步检波同步检波同步检波同步检波11 原理和注意事项（本地载波的同频、同相）原理和注意事项（本地载波的同频、同相）原理和注意事项（本地载波的同频、同相）原理和注意事项（本地载波的同频、同相）第51页/共54页第九章第九章 小结小结(2)(2)9-59-5包络检波包络检波包络检波包络检波11 原理、指标、原理、指标、原理、指标、原理、指标、非线性失真（惰性失真和负峰切割非线性失真（惰性失真和负峰切割非线性失真（惰性失真和负峰切割非线性失真（惰性失真和负峰切割 失真）失真）失真）失真）9-69-6平方率检波平方率检波平方率检波平方率检波339-79-7检波电路实例检波电路实例检波电路实例检波电路实例11 广播收音机中的检波电路广播收音机中的检波电路广播收音机中的检波电路广播收音机中的检波电路9-89-8正交幅度调制与解调正交幅度调制与解调正交幅度调制与解调正交幅度调制与解调00第52页/共54页END第53页/共54页