linChapter6振幅调制与解调.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Chapter 6,调幅、检波与混频-频谱搬移电路,6.1,频谱搬移电路的特性,6.2,振幅调制原理,6.3,振幅调制方法与电路,6.4,振幅解调（检波）原理与电路,6.5,混频器原理与电路,非线性电路具有频率变换的功能，即通过非线性器件相乘的作用产生与输入信号波形的频率不同的信号。,当频率变换前后，信号的频谱结构不变，只是将信号频谱无失真的在频率轴上搬移，则称之为线性频率变换，具有这种特性的电路称之为频谱搬移电路。,6.1,频谱搬移电路的特性,(a),调幅原理,(c),检波原理,(b),混频原理,频谱搬移电路的特性,2),从频谱结构看，上述频率变换电路都只是对输入信号频谱实行横向搬移而不改变原来的谱结构，因而都属于所谓的线性频率变换。,1),它们的实现框图几乎是相同的，都是利用非线性器件对输入信号频谱实行变换以产生新的有用频率成分后，滤除无用频率分量。,3),频谱的横向平移从时域角度看相当于输入信号与一个参考正弦信号相乘，而平移的距离由此参考信号的频率决定，它们可以用乘法电路实现。,频谱搬移电路的特性,将要传送的信息装载到某一高频,载频信号上去的过程。,高频振荡,高频放大,话筒,声音,缓冲,发射 天线,倍频,调制,音频放大,1.,定义,:,6.2,振幅调制原理,调制,2.,调制的方式和分类,调幅,调相,调制,连续波调制,脉冲波调制,脉宽调制,PWM,脉冲调幅,PAM,编码调制,PCM,调频,脉位调制,PPM,调制可分为连续波调制和脉冲调制。,4.,调幅的方法,平方律调幅,斩波调幅,调幅方法,低电平调幅,高电平调幅,集电极调幅,基极调幅,发射极调幅,多重调制,平衡调幅,环型调幅,1.,普通调幅波的数学表示式,首先讨论单音调制的调幅波。,载波信号：,调制信号：,调 幅信号（已调波）：,由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有：,，式中,为比例常数,即：,式中,m,a,为调制度，,表示调制深度的量,0m,max,，上、下边带之间的距离很近，要想通过一个边带而滤除另一个边带，就对滤波器提出了严格的要求。,直接在高频上设计和制造这样的滤波器很困难，因此，先在较低频率上实现,SSB,，然后向高频进行多次频率搬移。,实际滤波器法单边带发射机方框图,必须强调指出，提高单边带的载波频率决不能用倍频的,方法。因为倍频后，音频频率也跟着成倍增加，使原,来的调制信号变了样，产生严重的失真。这是绝对不允,许的。,问题：,为什么不用倍频的方法来提高单边带的载波频率,?,采用下边带，同是传送两路语音信号,(2),相移法,相移法是利用移相的方法，消去不需要的边带。如图所示,相移法单边带调制器方框图,图中两个平衡调幅器的调制信号电压和载波电压都是互相移相,90,。,因此，输出电压为,这种方法原则上能把相距很近的两个边频带分开，而不需要多次重复调制和复杂的滤波器。,但这种方法要求调制信号的移相网络和载波的移相网络在整个频带范围内，都要准确地移相,90,。这一点在实际上是很难做到的。,(3),修正的移相滤波法,这种方法所需要的,90,移相网络工作于固定频率,1,与,2,，因此制造和维护都比较简单。它特别适用于小型轻便设备，是一种有发展前途的方法。,高电平调幅电路能同时实现调制和功率放大，即用调制信号,v,去控制谐振功率放大器的输出信号的幅度,V,cm,来实现调幅的。,6.3.3,高电平调幅电路,根据调制信号控制方式的不同，对晶体管而言，高电平调幅又可分为基极调幅和集电极调幅。,高电平调幅电路需要兼顾输出功率、效率和调制线性的要求。最常用的方法是对功放的供电电压进行调制。,1.,集电极调幅电路,集电极调幅电路,调制信号 经低频变压器加在集电极上，并与直流电源电压,V,cT,相串馈。,高频载波,经高频变压器加在基极回路中。,集电极调幅电路波形图,集电极调幅应工作在过压区,带过去,集电极调幅在调制信号一周期内的各平均功率为：,1),集电极有效电源电压,V,c,(t),供给被调放大器的总平均功率,2),集电极直流电源,V,cT,所供给的平均功率则为,3),调制信号源,V,c,供给的平均功率,4),平均输出功率,5),集电极平均耗散功率,输出信号为,:,V,c,(t)=V,c,(t)cos,0,t=V,cT,+,v,1,cost cos,0,t,带过去,6),集电极效率,故：,2),总输入功率分别由,V,CT,与,V,C,所供给，,V,CT,供给用以产,生载波功率的直流功率,P,=T,，,V,C,则供给用以产生边,带功率的平均功率,P,DSB,。,1),平均功率均为载波点各功率的,(),倍,3),集电极平均耗散功率等于载波点耗散功率的,(),倍，,应根据这一平均耗散功率来选择晶体管，以使,P,CM,P,cav,。,4),输出的边频功率由调制器供给的功率转换得到，大功,率集电极调幅就需要大功率的调制信号电源。,5)集电极调幅为等效率、等电压利用系数调幅。,带过去,直流功率：,P,在调幅峰处：,V,=V,(1+m,=I,(1+m,=I,=,V,.I,=P,(1+m,),输出功率：,P,=,V,I,=P,(1+m,),集电极耗散功率：,P,=P,-P,=P,(1+m,),集电极效率：,),),(1+m,),.,带过去,2.,基极调幅电路,基极调幅电路,与集电极调幅电路同样的分析，可以认为,V,B,(t)=V,BT,+,v,(t),是放大器的基极等效低频供电电源。,因为,V,B,(t),随调制信号,v,(t),变化，如果要求放大器的输,出电压也随调制信号变化，则应使输出电压随,V,B,(t),变化。,放大器应工作在欠压区，保证输出回路中的基波电流,I,c1m,、输出电压,V,c,(t),按基极供电电压,V,BT,(t),变化，从而实现输出电压随调制电压变化的调幅。,6.4.1,概述,振幅解调,(,又称检波,),是振幅调制的逆过程。它的作用是从已调制的高频振荡中恢复出原来的调制信号。,从频谱上看，检波就是将幅度调制波中的边带信号不失真地从载波频率附近搬移到零频率附近,因此，检波器也属于频谱搬移电路。,6.4,振幅解调,(,检波,),原理与电路,非线性 电路,低通,滤 波器,从已调波中检出包络信息,，只适用于,AM,信号,输入,AM,信号,检出包络信息,串联式二极管（大信号）包络检波器如图,(a),所示。图中的,R,L,、,C,为二极管检波器的负载，同时也起低通滤波器作用。一般要求检波器的输入信号大于,0.5V,，所以称为大信号检波器。,二极管（大信号）峰值包络检波器,R,L,C,电路：,二是作为检波器的负载，在其两端输出已恢复的调制信,号,一是起高频滤波作用。,故必须满足,及,V,DC,C,+,+,v,W,R,L,+,+,充电,放电,i,D,v,i,串联型二极管包络检波器,串联型二极管包络检波器的物理过程,1.,工作原理,大信号的检波的原理,:,主要是利用二极管的单向导电特性和检波负载,RC,的充放电过程来完成调制信号的提取。,3),失真,惰性失真,惰性失真,原因:由于负载电阻,R,与负载电容,C,的时间常数,RC,太大所引起的。这时电容,C,上的电荷不能很快地随调幅波包络变化,从而产生失真。,不产生失真的条件:为了防止惰性失真，只要适当选择,RC,的数值，使检波器能跟上高频信号电压包络的变化就行了。,也就是要求,或写成,在工程上可按,max,RC1.5,计算。,现象:,=,负峰切割失真,(,底部切割失真,),检波器输出常用隔直流电容,C,c,与下级耦合，如图所示。,R,g,代表下级电路的输入电阻。,考虑了耦合电容,C,c,和低放,输入电阻,R,g,后的检波电路,为了有效地传送低频信号，要求,在检波过程中，,C,c,两端建立了直流电压经电阻,R,和,R,g,分压，在,R,上得到的直流电压为：,对于二极管来说，,V,R,是反偏压，它有可能阻止二极管导通，从而产生失真。,负峰切割失真波形,为了避免底部切割失真，调幅波的最小幅度,V,im,(1,m,a,),必须大于,V,R,即：,现象:,原因:,不产生失真的条件:,实际电路中，为防止出现负峰切割失真，常采用分负载方法，即将,R,分为,R,1,和,R,2,两部分，如图所示，通常选用,D,选用点接触型锗二极管,2AP9,（,R,D,100,），,R,1=680,，,R,2=4.7k,R,4,C,3,构成低通滤波器。,C,3,上仅有直流电压，它与输入载波成正比，并加到中放级的基极作为偏压，以便自动控制该级增益。如果输入信号强，,C,3,上直流电压大，则加到放大管偏压大，增益下降，使检波器输出电压下降。,为了更好地滤波，也将负载电容分成,C,1,和,C,2,两部分。,非线性失真,频率失真,这种失真是由检波二极管伏安特性曲线的非线性所引起的。,这种失真是由于耦合电容,C,c,和滤波电容,C,所引起的。,C,c,的存在主要影响检波的下限频率,min,。,为使频率为,min,时，,C,c,上的电压降不大，不产生频率失真，,必须满足下列条件：,或,电容,C,的容抗应在上限频率,max,时，不产生旁路作用，即它,应满足下列条件：,或,一般,C,c,约为几,F,，,C,约为,0.01,F,。,抑制载波的双边带信号和单边带信号，因其波形包络不直接反映调制信号的变化规律，不能用包络检波器解调，又因其频谱中不含有载频分量，解调时必须在检波器输入端另加一个与发射载波同频同相并保持同步变化的参考信号，此参考信号与调幅信号共同作用于非线性器件电路，经过频率变换，恢复出调制信号。这种检波方式称为同步检波。,在某些应用中，为了改善性能，对普通调幅信号的解调也可以采用同步检波。,同步检波有两种实现电路,:,同步检波电路,乘积检波电路,平衡同步检波,同步检波实现模型,其原理电路见右,同步检波原理电路,设输入信号为抑制载波的双边带,本地振荡信号,则它们的合成信号,故当,时,因此，通过包络检波器便可检出所需的调制信号。,包络检波器构成同步检波电路,已调波为载波分量被抑止的双边带信号,准确地等于输入信号载波的角频率,即,但二者的相位可能不同；这里,表示它们的相位差。,这时相乘输出（假定相乘器传输系数为,1,）,低通滤波器滤除,附近的频率分量后，就得到频率为,的低频信号，,本地载波电压,本地载波的角频率,乘积检波电路,由式可见，低频信号的输出幅度与,成正比。当,低频信号电压最大，随着相位差,加大，输出电压减弱。,在理想情况下，除本地载波与输入信号载波的角频率必须相等外，希望二者的相位也相同。此时，乘积检波称为,“,同步检波,”,。,乘积检波也可用来解调普通调幅波，这时参考信号的作用仅是加强了输入信号中的载波分量。,由上分析得在同步检波中，需要有与发送端同频同相的本地振荡信号，才能完全恢复原调制信号。,时，,产生本地振荡信号的方法：,（,1,）由发送端发出导频信号，控制本地振荡器，使本地振荡器的频率和相位与发送端一致。,（,2,）对于双边带调制来说，可以从双边带调制信号中提取所需的同频同相的载波信号作本地振荡信号。,对于单边带调制信号来说，无法直接从单边带信号中提取载波信号，因此在发射单边带信号的同时，还发射受到一定程度抑制的载波信号（称为导频信号）。在接收端，用导频信号控制本机振荡信号使其同步中。,（,3,）采用锁相方法从抑制载波的信号中提取载波。,单边带信号的接收,(SSB),单边带信号的接收过程正好和发送过程相反。,单边带接收机方框图,它是二次变频电路。,f,i1,较高，用调谐回路即可选出所需的边带。,f,i2,较低，一般采用带通滤波器取出单边带信号。,单边带信号与第三本振载波信号在乘积检波器中进行解调，,经过低通滤波器后，即可获得原调制信号。,6.5,混频器原理与电路,6.5.1,概述,6.5.2,晶体三极管混频器,6.5.3,混频器的干扰,6.5.1,概述,1.,混频器的作用与组成,混频即对信号进行频率变换，将其载频变换到某一固定的频率上(常称为中频)，而保持原信号的特征(如调幅规律)不变。,混频器的电路组成如图所示,2.为什么要变频？,变频的优点：,1)变频可提高接收机的灵敏度,2)提高接收机的选择性,3)工作稳定性好,4)波段工作时其质量指标一致性好,变频的缺点：,容易产生镜像干扰、中频干扰等干扰,3.变频器的分类,平衡混频、,按器件分：,二极管混频器、,三极管混频器,、,三极管变频器、,场效应管混频器、场效应管变频器,模拟乘法器混频器、,按工作特点分：,单管混频,、,环型混频,从两个输入信号在时域上的处理过程看：,叠加型混频器、,乘积型混频器,4.混频器的性能指标,1)变频(混频)增益,：,混频器输出中频电压,V,im,与输入信号电压,V,sm,的,幅值之比。,2)噪声系数：,高频输入端信噪比与中频输出端信噪比的比值。,3)选择性：,抑制中频信号以外的干扰的能力。,4)非线性干扰：,抑制组合频率干扰、交调、互调干扰等干扰的能力。,上述的几个质量指标是相互关联的，应该正确选择管子的工,作点、合理选择本振电路和中频频率的高低，使得几个质量,指标相互兼顾，整机取得良好的效果。,5),工作稳定性：主要指振荡器的频率稳定度,叠加型混频器实现模型,图示中的非线性器件具有,如下特性：,对其2次方进行分析：,在二次方项中出现了,和 的相乘项，因而可以得到(,0,+,s,),和,(,0,-,s,)。,若用带通滤波器取出所需的中频成分(和频或差,频)，可达到混频的目的。,所用非线性器件的不同，叠加型混频器有下列几种：,1.晶体三极管混频器,它有一定的混频增益,2.场效应管混频器,它交调、互调干扰少,3.二极管平衡混频器和环形混频器,它们具有动态范围大,组合频率干扰少的优点,乘积型混频器实现模型,乘积型混频器由模拟乘法器,和带通滤波器组成,其实现模型如图所示,设输入信号为普通调幅波,采用中心频率不同的带通滤波器,(,0,s,),或,(,0,+,s,),则可,完成低中频混频或高中频混频。,晶体管混频器的分析,1.基本电路和工作原理,上图为晶体三极管混频器的原理电路。图中，,V,BB,为基极偏置电压，,V,CC,为集电极直流电压，,L,1,C,1,组成输入回路，它谐振于输入信号频率,s,。L,2,C,2,组成输出中频回路，它谐振于中频,i,=,o,s,。,设输入信号 ，本振电压,实际上，发射结上作用有三个电压,晶体管混频器的分析方法,1.幂级数分析法,2.变跨导分析法,在混频时，混频管可看着一个参数(跨导)在改变的线性元件，即变跨导线性元件。,在小信号应用的条件下，也可以将某些非线性元器件函数表达式用幂级数函数近似，使问题简化。,用这种方法来分析非线性电路可突出说明频率变换作用，不便于作定量分析。,i,=,a,0,+,a,1,v,+,a,2,v,2,+,a,3,v,3,+,晶体管混频原理电路，其电路组态可归为,4,种电路形式,图(,a),电路对振荡电压来说是共发电路，输出阻抗较大，混频时所需本地振荡注入功率较小，这是它的优点。可能产生频率牵引现象，这是它的缺点。,图(,b),电路的输入信号与本振电压分别从基极输入和发射极注入，因此，相互干扰产生牵引现象的可能性小。同时，对于本振电压来说是共基电路，其输入阻抗较小，不易过激励，因此振荡波形好，失真小。这是它的优点。,图(,c),和(,d),两种电路都是共基混频电路。在较低的频率工作时，变频增益低，输入阻抗也较低，因此在频率较低时一般都不采用。但在较高的频率工作时(几十,MHz)，,因为共基电路的截止频率,f,比共发电路的,f,要大很多，所以变频增益较大。因此，在较高频率工作时采用这种电路。,由于信号电压,V,sm,很小，无论它工作在特性曲线的哪个区域，都可以认为特性曲线是线性的(如图上,a,b、,a,b,和,a,b,三段的斜率是不同的,)。因此，在晶体管混频器的分析中，我们将晶体管视为一个跨导随本振信号变化的线性参变元件。,变跨导分析法,加电压后的晶体管转移特性曲线,因,V,o,V,sm,使晶体管工作在线性时变状态，所以晶体管集电极静态电流,i,c,(t),和跨导,g,m,(t),均随,Vo,作周期性变化。,由于信号,v,s,远小于,v,0,，,可以近似认为对器件的工作状态变化没有影响。此时流过器件的电流为,i,(t),=,f(,v,)=,f(,v,0,+,v,s,+,v,BB,),可将,v,0,+,v,BB,看成器件的交变工作点，则,i,(t),可在其工作点,(,v,0,+,v,BB,),处展开为泰勒级数,由于,v,s,的值很小，可以忽略二次方及其以上各项，则,i,(t),近似为,快点带过去,其中,f,(,v,0,+,v,BB,),是,v,s,=0,时仅随,v,0,变化的电流，称为时变静态电流，,f,(,v,0,+,v,BB,),随,v,0,+,v,BB,而变化，称为时变电导,g,(t)，,电流可以写为,i,(t),I,o,(t)+g(t),v,s,(t),将,v,BB,+,v,0,=V,BB,+,V,0,m,cos,0,t,v,s,=,V,s,m,cos,s,t,代入式展开并整理，得,快点带过去,若中频频率取差频 ，,则混频后输出的中频电流为,其振幅为,快点带过去,由上式引出变频跨导,g,c,的概念，它的定义为,输出的中频电流振幅,I,i,与输入高频信号电压的振幅,V,s,成正比。若高频信号电压振幅,V,sm,按一定规律变化，则中频电流振幅,I,i,也按相同的规律变化。,(1)混频电路,下图是电视机中的混频器电路。由高频放大器输入的信号，经双调谐电路耦合加到混频管的基极，本振电压通过耦合电容,C,1,也加到基极上。本振信号的频率要比信号的图像载频高38,MHz，,为了减小两个信号之间的相互影响，耦合电容,C,1,的值取得很小。,电视机的混频电路,3.晶体三极管混频器的实际电路,为使输出电路在保证带宽下具有良好的选择性，常采用双调谐耦合回路，并在初级回路中并联电阻,R,，,用以降低回路,Q,值，满足通带的要求。次级回路用,C,2,，,C,3,分压，目的是与75,电缆特性阻抗相匹配。,下图为晶体管混频器实用电路的交流通路。应用在日立,CTP-236D,型彩色电视机,ET-533,型,VHF,高频头内。图中的,V,1,管用作混频器，输入信号(即来自高放的高频电视信号，频率为,f,s,),由电容,C,1,耦合到基极；本振信号由电容,C,2,也耦合到基极，构成共射混频方式，其特点是所需要的信号功率小，功率增益较大。混频器的负载是共基式中频放大器(,V,2,构成)的输入阻抗。,晶体管混频器实用电路,(2),变频电路,下图是晶体管中波调幅收音机常用的变频电路，其中本地振荡和混频都由三极管,3,AG1D,完成。,图中，,R,1,，,R,2,，,R,3,是偏置电阻，,L,4,，,C,4,，,C,1B,，,C,6,组成振荡回路，,L,3,是反馈线圈。中频回路,L,5,C,5,的并联阻抗对本振频率而言可视为短路，因此，3,AG1D,构成共基极变压器耦合振荡器。由磁性天线接收到的无线电信号经过,L,1,，,C,1A,，,C,2,组成的输入回路，选出所需频率的目标信号，再经,L,1,与,L,2,的变压器耦合，送到晶体管的基极。本振信号经,C,7,注入晶体管的发射极，混频后由集电极输出。,L,3,对中频可视为短路，,C,5,，,L,5,调谐于中频，以便抑制混频输出电流中的无用频率分量(如,f,s,f,0,f,0,+,f,s,2,f,0,f,s,等)。输出中频分量,f,i,=,f,0,-,f,s,，,经,L,6,耦合至后级中频放大器,。,这一页就没必要了,前面调幅时，有平衡调制器，环形调制器，乘法器调制；同样的，混频也有平衡混频器，环形混频器，当然，最直观的的，还是用乘法器进行混频。,关于混频器,1,.平衡混频器,2.环形混频器,整体封装二极管环形混频器,封装环形混频器的外形与电路,MCI596,构成的集成混频电路,3,模拟相乘器混频电路,有用信号谐波和本振信号谐波产生的干扰,-组合频率干扰(干扰哨声),混频器的输出信号中所包含的各种频率分量为：,p，q,为任意正整数，分别代表本振频率和信号频率的谐波次数。,只有,p=q=1,对应的频率为,f,0,-,f,s,的分量是所需要的中频信号。,如果某些组合频率落在谐振回路的通频带内，这些组合频率分量就和有用的中频分量一样，通过中放进入检波器，并在检波电路中与有用信号产生差拍，这时在接收机的输出端将产生哨叫声，形成有害的干扰。这种干扰又称为干扰哨叫。,即当,时会产生干扰哨叫。,6.5.3,混频器的干扰,减小这种干扰的措施,:,1.,输入信号,v,s,本振电压,v,o,都不易过大,。,2.,适当选择晶体管的静态工作点，使混频器既能产生,有用频率变换，而又不致产生无用的组合频率干扰。,3.,选择合适的中频，将接收机的中频选在接收机频段外,例如，设加给混频器输入端的有用信号频率,f,s,=931kHz,，本振频率,f,o,=1396kHz,。经过混频器的频率变换产生出众多组合频率分量，,其中的,f,i,=,f,o,-,f,s,=465kHz,是有用的中频信号。而其它分量是无用或有害的。,如当,q=2,，,p=-1,时，,f,i,=2f,s,f,o,=2,931-1396=466kHz=,f,i,+F,(,此处,F=1kHz),。若中频放大器的通频带,2,f,0.7,=4kHz,，则频率,f,i,=466kHz,的分量落在中放通带内，与,465KHz,的中频信号一起被中频放大并加给检波器。因为检波器由非线性元器件组成，也有频率变换作用，则会产生,f,i,f,i,=466-465=1kHz,的差拍信号送到接收机终端，形成被人耳听到的哨叫。,2、外来干扰信号和本振产生的干扰,(1),组合副波道干扰,如果混频器之前的输入回路和高频放大器的选择性不够好，除了要接收的有用信号外，干扰信号也会进入混频器。,当干扰频率,f,n,与本振频率,f,o,满足,会产生组合副波道干扰。,时，,(2),副波道干扰,在组合副波道干扰中，某些特定频率形成的干扰称为副波道干扰。这种干扰主要有中频干扰和镜像干扰。,1),中频干扰,当干扰信号的频率等于或接近,f,i,时的干扰。,f,i,指的就是中频，如,465kHz,提高前端输入回路的选择性，将干扰抑制在通带外，可在混频器的输入端加中频陷波电路，滤除外来的中频干扰。如图所示。,(a),串联,LC,陷波电路,(b),并联,LC,陷波电路,抑制中频干扰的主要方法,如果把,f,o,当作镜子，则,相当于,f,s,的象，所以称,为镜像干扰频率，即,抑制镜频干扰的方法,:,1.,提高混频器前各级电路的选择性,2.,提高接收机的中频频率,f,i,，以使镜像频率与信号频率,fs,的频率间距,(2f,i,),加大,，有利于选频回路对,抑制。,3.,还可采用镜频抑制混频电路，将镜像频率信号部分抵消。,镜像频率干扰,例,某超外差收音机，其中频,fi=465kHz,。,(1),当收听,fs1=550kHz,电台节目时，还能听到,fn1=1480kHz,强电台的声音，分析产生干扰的原因。,(2),当收听,fs2=1480kHz,电台节目时，还能听到,fn2=740kHz,强电台的声音，分析产生干扰原因。,解,(1),因为,fn1=fs1+2f1=550+2,456=1480kHz,；根据上述分析，,fn1,为镜频干扰。,(2),因为,fs2=1480kHz fi=465kHz,所以,fo2=fs2+fi=1480+465=1945kHz,，而,fn2=740kHz,fo2,2fn2=1945,2,740=465kHz=f,i,故这种干扰为组合副波道干扰。,3、其他类型的干扰,1),交叉调制(交调)干扰,产生的原因：,当所接收电台的信号和干扰电台同时进入接收机输入端时，如果接收机调谐于信号频率，可以清楚地收到干扰信号电台的声音，若接收机对接收信号频率失谐，干扰台的声音也消失。,由混频器,3,次方以上的非线性传输特性产生的。,其现象为：,设混频器的转移特性用幂级数表示,若干扰信号,作用在混频器上的,将此式代入上式并经必要的三角变换后，可得,s,的电流成分,i,s,为,其中,为无失真包络项，,为失真包络项，,即为交调干扰项，显然，交调项由,也就是说交调是由转移特性曲线的三次方项产生，且与,成正比。当,时，交调项起作用，当,这在听觉上就表现为听到有用信号的声音同时，可以听到干扰信号,的声音，而一但有用信号停止播音，干扰台声音也随之消失。,引起，,交调项消失。,这次不讲,以上分析表明，交调是由非线性特性中的三次或更高次非线性项产生的，因此克服交调干扰的主要方法为,:,1.,提高混频电路前级的选择性抑制干扰；,2.,选择合适的器件和合适的工作状态，使混频器的非线性高次方项尽可能小；,3.,采用抗干扰能力较强的平衡混频器和模拟乘法器混频电路。,2),互相调制(互调)干扰,当两个或两个以上的干扰进入到混频器的输入端时，它们与本振电压,v,0,一起加到混频管的发射结。由于器件的非线性作用，它们将产生一系列组合频率分量。如果某些分量的频率等于或接近于中频时，就会形成干扰，称为互调干扰。,接收机调谐于信号频率，可以清楚地收到干扰信号电台的声音，若接收机对接收信号频率失谐，干扰台的声音仍然存在。,由非线性器件二次方以上的特性引起，,因此存在二阶互调和三阶互调及高阶互调。,现象：,产生的原因：,若有两个干扰信号进入到混频器，它们分别为,这时,所得的,i,c,中包含一系列组合频率分量，其频率可用下列通式表示,若两干扰信号形成的新的组合频率,即组合频率与本振频率,f,0,之差落在中频范围,那么，它就会和接收信号所产生的中频一样通过中放、检波，,造成强烈干扰。,与信号频率,fs,相近，,例,:,当,fn1=1.5MHz,，,fn2=0.9MHz,，若接收机在,13.5MHz,波段工作，问在哪几个频率上会产生互调干扰？,解 若,m,，,n=1,则,fn1+fn2=1.5+0.9=2.4MHz,fn1,fn2=1.5,0.9=0.6MHz(,波段外,),m=1,，,n=2 fn1+fn2=1.5+1.8=3.3MHz,2fn1,fn2=,3,1.8=,1.2,MHz,m=2,，,n=1 2fn1+fn2=3+0.9=3.9MHz(,波段外,),2fn1,fn2=3,0.9=2.1MHz,m=3,，,n=0 3fn1=3,1.5=4.5MHz(,波段外,),m=0,，,n=3 3fn2=3,0.9=2.7MHz,因此，考虑三次以下谐波,fn1,和,fn2,在,13.5MHz,波段内对,2.4MHz,，,3.3MHz,，,2.1MHz,，,2.7MHz,等,4,个频率会产生干扰。,3)阻塞,干扰,当一个强干扰信号进入接收机输入端后，由于输入电路抑制不良，会使前端电路内放大器或混频器的晶体管处于严重的非线性区域，使输出信噪比大大下降。这种现象称为阻塞干扰。,产生阻塞观象的原因有两种，,一种是强干扰作用下晶体管特性曲线非线性所引起的阻塞，,一种是强干扰破坏了晶体管的工作状态，使管子产生假击穿。,(,干扰电压消失后，晶体管还能够还原,),，使作为电流分配器的晶体管的正常工作状态被破坏，产生了完全堵死的阻塞现象。,4),相互混频,由于本振源内存在杂散边带功率，强干扰与杂散边带噪声混频产生的频率分量落在中频通带内形成中频噪声。,减小阻塞干扰的措施,:,提高混频级前端电路的选择性,交流负反馈,3.,输入端加双向限幅,4.,小电流工作,综上所述，减小各种干扰的措施可归纳为：,(1),提高混频级前端电路(天线回路和高放)的选择性。,(2),合理地选择中频，能有效地减小组合频率干扰。,(4),合理地选择混频管的静态工作点。,(3),采用各种平衡电路。,(5),采用倍频程滤波器抑制二阶互调。,1.本章内容主要包含三个主要部分调幅、检波和混频。它们在时域上都表现为两信号的相乘；在频域上则是频谱的线性搬移。这三种电路的工作原理和基本组成相同，都是由非线性器件实现频率变换和用滤波器来滤除不需要的频率分量。不同之处是输入信号、参考信号、滤波器特性在实现调幅、检波、混频时各有不同的形式，以完成特定要求的频谱搬移。,本 章 小 结,2.调幅有三种方式：,普通调幅、双边带调幅和单边带调幅。,普通调幅波的载波振幅随调制信号大小线性变化，,双边带调幅是在普通调幅的基础上抑制掉不携带有用,信息的载波，保留携带有用信息的两个边带。,单边带则是在双边带调幅的基础上，去掉一个边带仅,用另一个边带传送有用信息。,单边带通信突出的优点,:,节省了频带和发射功率，从调幅实现电路的角度来看，双边带调幅电路最简单，而单边带调幅电路最复杂。,这三种调幅波的数学表达式、波形图、功率分配、频带宽度等各有区别。其解调方式也各有不同。,调幅方法可分为低电平调幅和高电平调幅两大类。,3.检波是调幅的逆过程，是调幅波解调的简称。振幅解调的原理是将已调信号通过非线性器件产生包含有原调制信号的新频率成份，由,RC,低通滤波器取出原调制信号。,本章主要介绍了二极管峰值包络检波器和乘积检波。二极管峰值包络检波器只适用于普通调幅波的检波。乘积检波则适用于所有三种调幅波的解调。,低通滤波器是检波器中不可缺少的组成部分，滤波器的时间常数选择对检波效果有很大影响，选择不当将会产生失真。,4.混频过程也是一种频谱搬移的过程，它是将载波为高频的已调信号搬移一个频率量得到载波为中频的已调信号并保持其调制规律不变。其工作原理与调幅十分相近，也是由二个不同频率的信号相乘后通过滤波器选频获得。,常用的混频器电路有晶体三极管混频器(,BJT,和,FET,组成)、二极管混频器、模拟相乘混频器等，晶体二极管混频器采用线性时变参量电路分析，混频时，将晶体管视为跨导随本振信号变化的线性参变元件。,5.器件的非理想相乘特性会导致调幅和检波的失真，混频输出会产生干扰。,混频器的干扰种类很多，主要包括组合频率干扰、付波道干扰、交叉调制、互相调制、阻塞干扰等，针对不同的干扰现象，可采取不同的方法进行克服。,本章结束；以下内容根据时间决定是否介绍,1.2-3,无线电信号的产生与发射,无线电发射机方框图,2,、功率信号放大器使用中需要解决的两个问题：,高效率输出高功率输出,联想对比：,谐振功率放大器与高频小信号谐振放大器；,谐振功率放大器与低频功率放大器；,4.1,概述,1,、使用谐振功率放大器的目的放大高频大信号使发射机末级获得足够大的发射功率。,消息,信号源,放大器,调制器,高频,振荡器,谐振放大器,或倍频器,已调波,放大器,发射,天线,接收,天线,高频,放大器,本地,振荡器,混频器,中频,放大器,解调器,放大器,视频显示器,扬声器等等,无线电发射机和接收机原理框图,选择,电路,关于高频谐振功率放大器的问题,adhani93cc19,10,级,分类：,理工学科,被浏览,35,次,2013.09.03,最近在学高频，有些东西无法理解。首先是工作在甲乙丙类的问题。乙丙类的，输入的大部分处于截至，那这个待发送的信号不就一大半没了嘛，那发送还有何意义,?,即时后面有谐振电路，把负半轴补全，那万一输入的不是正旋，而是复杂的信号，它的负向波形被截至了，那谐振电路补的波形还是圆弧状的,?,大三初学者。虐心,瑾飞虹,采纳率：,47%,10,级,2013.09.04,你说的是丙类放大器吧，乙类采用,推挽,放大原理，一路截止，另一路导通，不会影响波形。而对于丙类放大器，可以这样理解,:,1,、首先，不管是什么信号，只要是周期性的，都可以通过,傅里叶,展开式变换为多个不同频率的正,/,余弦,波形叠加,2,、对于每一个正,/,余弦波形输入信号，通过最后的,LC,负载回路，可以将周期脉冲余弦信号还原为原始的波形。,关于高频谐振功率放大器的问题,高频谐振功率放大器与高频小信号谐振放大器有什么异同？,gary1105,10,级,分类：,理工学科,被浏览,254,次,2013.05.22,希望能写详细点！感谢！,PoleB,采纳率：,58%,10,级,2013.05.23,高频谐振,功率放大器,主要提供功率增益，高频小信号,谐振,放大器主要提供,电压增益,，它们的共同之处是都有相应的谐振带通,滤波电路,，都属于有一定带宽的窄带放大器。,关于高频谐振功率放大器的问题,为什么丙类高频功率放大器集电极电流失真而输出信号不失真,huangxianman,10,级分类：,理工学科,被浏览,98,次,2013.07.14,asdiu7bdjk,采纳率：,51%,11,级,2013.07.14,丙类高频,功率放大器,输出管工作区域小于,180,度，但还是属于线性放大范畴，但它放大的是固定频率的高频讯号，由于在输出端接有,LC,谐振,回路，所以输出端输出的，还是一个完整的交流,正弦,讯号,。,（,感觉有点问题，哈。,1,还是属于线性放大范畴,2,它放大的是固定频率的高频讯号，这两个感觉都不对。至少不全对。它的采纳率还挺高,51%,。哈,）,关于高频谐振功率放大器的问题,高频功率放大器（简称高频功放）主要用于放大高频信号或高频已调波（即窄带）信号。由于采用谐振回路作负载，解决了大功率放大时的效率、失真、阻抗匹配等问题，因而高频功率放大器通常又称为谐振功率放大器。就放大过程而言，电路中的功率管是在截止、放大至饱和等区域中工作的，表现出了明显的非,线性特性。但其,:,一方面可以对窄带信号实现不失真放大,;,另一方面又可以使,电压增益随输入信号大小变化，即实现非线性放大。,关于高频电子线路,1,高频电子线路是电子、信息、通信类等专业重要的技术基础课，主要研究 通信系统各单元电路的工作原理、电路组成和设计方法。,这门课程的学习，要求达到理解与熟悉高频电路中各单元电路的工作原理，熟悉各单元电路的组成，组件及参数的选择，使用实验仪器和虚拟实验，进行电路参数的测试和电路的研究，掌握电路的基本设计方，进行电路的调试。,教学内容主要包括,:,选频网络,;,噪声与干扰,;,高频小信号放大器,;,正弦波振荡器,;,非线性电路与时变电路，高频功率放大器,;,模拟调制和解调,;,反馈控制系统,AGC,、,AFC,、,PLL;,频率合成技术等。,高频小信号放大器主要用于放大高频小信号，属于窄带放大器。由于采用谐振回路作负载，解决了放大倍数、通频宽带、阻抗匹配等问题，高频小信号放大器又称为小信号谐振放大器。就放大过程而言，电路中的晶体管工作在小信号放大区域中，非线性失真很小。一方面可以对窄带信号实现不失真放大，另一方面又对带外信号滤除，有选频作用。因此，从原理上深刻理解谐振负载的选频和阻抗变换作用，对于我们掌握,高频电子线路,在无线通信中的应用的知识是非常重要的。,掌握高频小信号放大器的电路组成、晶体管工作的内部物理机制、高频参数、高频等效电路、参数等效电路。掌握高频小信号放大器放大倍数、输入阻抗、输出导纳的计算公式的推导与使用方法。充分理解高频小信号放大器的内部反馈及稳定工作条件，掌握消除内部反馈的原理与基本方法。掌握高频小信号放大器阻抗匹配、接入系数的概念与基本计算方法。,高频放大器与,低频放大器,的主要区别是二者的工作频率范围和所需通过的频带宽度都有所不同，所以采用的负载也不相同。低频放大器的工作频率低，但整个工作频带宽度很宽，例如,20-20 000Hz,高低频率的极限相差达到,1000,倍，所以它们都是采用无协调负载，例如电阻、有铁心的变压器等。高频放大器的中心频率一般在几百千赫致至几百兆赫，但所需通过的频率范围,(,频带,),和中心频率往往是很小的，或者只是工作于某一频率，因此一般都是采用选频网络组成谐振放大器或非谐振放大器。,关于高频电子线路,2,所谓谐振放大器，就是采用谐振回路作负载的放大器。根据谐振回路的特性，谐振放大器对于靠近谐振频率的信号，有较大的增益，对于远离谐振频率的信号，增益迅速下降。所以谐振放大器不仅有放大作用，而且也起着滤波或选频的作用。,对于高频小信号放大器来说，由于信号小，可以认为它工作在晶体管,(,或场效应管,),的线性范围内。这就允许把晶体管看