第5章+振幅调制、解调与混频电路9.5(1)(1).ppt

,第二级,第三级,第四级,第五级,振幅调制、解调与混频电路,*,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,振幅调制、解调与混频电路,概述,振幅调制与解调原理,调幅电路,检波电路,混频,章末小结,第,5,章 振幅调制、解调与混频电路,返回主目录,概述,调制电路与解调电路是通信系统中的重要组成部分。正如绪论中所介绍的,调制是在发射端将调制信号从低频段变换到高频段,便于天线发送或实现不同信号源、不同系统的频分复用；解调是在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段,恢复原调制信号。,在模拟系统里,按照,载波波形,的不同,可分为,脉冲调制和正弦波调制,两种方式。,脉冲调制是以高频矩形脉冲为载波,用低频调制信号分别,去控制矩形脉冲的幅度、宽度或位置三个参量,分别称为,脉幅调制,(PAM),脉宽调制,(PDM),和脉位调制,(PPM),。,正弦波调制是以高频正弦波为载波,用低频调制信号分别去控制正弦波的振幅、频率或相位三个参量,分别称为调幅,(AM),、,调频,(FM),和调相,(PM),。,本书仅讨论正弦波调制。,本章首先分别在时域和频域讨论振幅调制与解调的基本原理,然后介绍有关电路组成。由于混频电路、倍频电路与调幅电路、振幅解调电路,(,又称为检波电路,),同属于线性频率变换电路,所以也放在这一章介绍。,5.1,信号变换概述,在电子技术中，有时需要频率变换，例如调幅、检波、混频等。,在频率变换，就是输出信号的频率与输入信号的频率不相同，而且满足一定的变换关系。,进行频率变换必须利用非线性器件,。非线性器件可采用二极管、三极管、场效应管、差分对管及模拟乘法器。,为什么要调制？,信号不调制进行,发射天线太长,，,无法架设,。,2.,信号不调制进行传播会,相互干扰，无法接收。,1.,几个基本概念,载波,：高频振荡波,载频,：载波的频率,调制,：将低频信号“装载”在载波上的过程。即用低频信号去控制高频振荡波的某个参数，使高频信号具有低频信号的特征的过程。,已调波,：经调制后的高频振荡波。,解调,：从已调信号中取出原来的信息。,调制信号,：低频信号（需传送的信息）。,2,、调制的方式,模拟调制有,以正弦波为载波的,幅度调制,和,角度调制,。,幅度调制,，调制后的信号频谱和基带信号频谱之间保持线性平移关系，称,为,线性,幅度,调制,。（振幅调制、解调、混频）,角度调制,中，频谱搬移时没有线性对应关系，,称为非线性,角度,调制,。（频率调制与解调电路）,3.,调幅波的几种调制方式,普通调幅（,AM,）,：,含载频、上、下边带,双边带调幅（,DSB,）,：,不含载频,单边带调幅（,SSB,）,：,只含一个边带,残留单边带调幅（,VSB,）,：,含载频、一个边带,一、普通调幅（,AM,）,什么是调幅？,载波的振幅值随调制信号的大小作线性变化，称为振幅调制，简称,调幅,（,AM,）,5.2,振幅调制与解调原理,1.,普通调幅信号的表达式、波形、频谱和功率谱,5.2.1,普通调幅方式,普通调幅方式是用低频调制信号去控制高频正弦波,(,载波,),的振幅,使其随调制信号波形的变化而呈线性变化。,设载波信号为,u,c,(t,)=,U,cm,cos,c,t,调制信号为单频信号，即,u,(t,)=,U,m,cost,因为调幅波的振幅和调制信号成正比,所以普通调幅信号为,:,u,AM,(t,)=(,U,cm,+kU,m,cos,t,),cos,c,t,=U,cm,(1+M,a,cos,t,),cos,c,t (6.2.1),u,AM,(t,)=(,U,cm,+kU,m,cos,t,),cos,c,t,=U,cm,(1+M,a,cos,t,),cos,c,t,其中，,Ma=,kU,m,/,U,cm,称为调幅指数即调幅度，是调幅波的主要参数之一，它表示载波电压振幅受调制信号控制后改变的程度。一般,0,Ma1,。,k,为比例系数。,图,6.2.1(a),给出了,u,(t),u,c,(t),和,u,AM,(t,),的波形图。从图中并结合式,(6.2.1),可以看出,普通调幅信号的振幅由,直流分量,U,cm,和,交流分量,kU,m,cos,t,迭加而成,其中交流分量与调制信号成正比,或者说,普通调幅信号的包络,(,信号振幅各峰值点的连线,),完全反映了调制信号的变化,。,图,62,实际调制信号的调幅波形,另外,还可得到调幅指数,M,a,的表达式,:,图,61 AM,调制过程中的信号波形,显然,当,M,1,时,普通调幅波的包络变化与调制信号不再相同,产生了失真,称为,过调制,如图,6.2.2,所示。所以,普通调幅要求,Ma,必须不大于,1,。,2),调幅波的频谱,由图可知,调幅波不是一个简单的正弦波形。在单一频率的正弦信号的调制情况下,将式（,6.2.1,）用三角公式展开,可得,+,式,(6.2.1),又可以写成,u,AM,(t,)=,U,cm,cos,c,t,+,cos,(,c,+)t+cos,(,c,-)t,可见,u,AM,(t,),的频谱包括了三个频率分量：,c,(,载波,),、,c,+(,上边频,),和,c,-(,下边频,),。原调制信号的频带宽度是,或（,F=,）,而普通调幅信号的频带宽度是,2(,或,2F),是原调制信号的两倍。普通调幅将调制信号频谱搬移到了载频的左右两旁,如图,6.2.1(b),所示。,单音调制时已调波的频谱,（,a,）,调制信号频谱（,b,）,载波信号频谱,（,c,）,AM,信号频谱,图,65,语音信号及已调信号频谱,（,a,）,语音频谱（,b,）,已调信号频谱,（,2,）多频调制,实际上的调制信号往往并不是单一频率的正弦周期信号，而是包含若干频率分量的复杂信号。在多频调制时，如有若干个不同角频率,1,、,2,、,、,k,的信号被调制，其调制度分别为,m,a1,、,m,a2,、,、,m,ak,，则调幅波表达式为,由式（,5-7,）可以看到，,u(t,),的频谱结构中，除角频率为,c,的载波频率（简称载频）分量外，还有一系列的高低边频分量，它们的振幅与调制信号中相应频谱分量的振幅成正比，也即是说，这些上下边频分量是将调制信号频谱不失真地搬移到,c,两边而形成的,多频调制信号的调幅波的频谱宽度为,由此可见，在多频调制时，一个调幅波实际上是占有某个频率范围，这个频率范围称为频带。总的频带宽度为最高调制频率的两倍，即,BW=2F,max,。,这是一个很重要的结论，在接收和发送调幅波的通信设备中，所有的选频网络不仅要能够通过载频，而且还要能够通过上下边频成分。如果选频网络的通频带太窄，将导致调幅波失真。,由式,(6.2.3),还可以看到,若此单频调幅信号加在负载,R,上,则载频分量产生的平均功率为,:,P,o,=(6.2.4),两个边频分量产生的平均功率相同,均为,:,P,SB,=,调幅信号总平均功率为,:,P,av,=P,o,+2P,SB,=(6.2.6),由于被传送的调制信息只存在于边频分量而不在载频分量中,所以从式,(6.2.6),可知,携带信息的边频功率最多只占总功率的三分之一,(,因为,M,a,1),。,在实际系统中,平均调幅指数很小,所以边频功率占的比例更小,功率利用率更低。,调幅波中至少有,2/3,的功率不含信息，从有效地利用发射机功率来看，普通调幅波是很不经济的。,为了提高功率利用率,可以只发送两个边频分量而不发送载频分量,或者进一步仅发送其中一个边频分量,同样可以将调制信息包含在调幅信号中。这两种调幅方式分别称为,抑制载波的双边带调幅,(,简称双边带调幅,),和,抑制载波的单边带调幅,(,简称单边带调幅,),。,1.,某发射机输出级在负载,R,L,=100,上的输出信号为,求总的输出功率、载波功率和边频功率。,2.,已知载波：,v,o,(,t,)=12cos2,10,7,t,V,，,用调制信号,v,(,t,)=3cos2,10,3,t,V,对其调幅，,设负载电阻,试写出该,调幅波的数学表达式，信号占有频带？,该调幅波的总功率和边频功率各为多少？,1,双边带调幅信号的特点,设载波为,u,c,(t,)=,U,cm,cos,c,t,单频调制信号为,u,(t,)=,U,m,cost,(0,时，二极管导通，信源,ui,通过二极管对电容,C,充电，充电的时常数约等于,R,D,C,。,由于二极管导通电阻,R,D,很小，因此电容上的电压迅速达到信源电压,ui,的,幅值。,当,u,D,0,时，二极管又导通，电容又被充电到,u,s,的幅值；当再次现出,u,D,R,d,时，,0,，,cos,1,。,即检波效率,K,d,接近于,1,，这是包络检波的主要优点。,2),等效输入电阻,R,id,V,im,-,输入高频电压的振幅,I,im,-,输入高频电流的基波振幅,由于二极管输入电阻的影响，使输入谐振回路的,Q,值降低，消耗一些高频功率。这是二极管检波器的主要缺点。,3),失真,惰性失真,惰性失真,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,的放电速度跟不上输入信号（调幅波）包络下降的速度,从而产生失真。,在调幅波包络线下降部分,若电容放电速度过慢,导致,uo,的下降速率比包络线的下降速率慢,则在紧接其后的一个或几个高频周期内二极管上为负电压,二极管不能导通,造成,uo,波形与包络线的失真。,由于这种失真来源于电容来不及放电的惰性,故称为惰性失真。,要避免惰性失真,就要保证电容电压的减小速率在,任何一个高频周期内都要大于或等于包络线的下降速率。,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。,负峰切割失真：检波器与下级电路级联工作时，往往下级只取用检波器输出的交流电,压，因此在检波器的输出端串接隔直流电容,C,C,，,如图,5.61,所示。,负峰切割失真,(,底部切割失真,),图,5.61,二极管峰值包络检波器,图,5.62,负峰切割失真,这种情况一旦出现，在,cost,的负半周就会导致,I,Do,0,。,在,I,Do,0,的范围内，二极管截止，负载网络两端的电压不可能跟随输入电压包络的变化,，从而产生失真。这种失真由于出现在输出电压的负半周，所以叫负峰切割失真，也叫底部失真。不产生负峰切割失真的条件是：,也就是,(5.616),其中,R,指,R,L,与,R,的并联值,即检波器的交流负载。由上式可以看出,交流负载,R,与直流负载,R,越接近,可允许的调幅指数越大。在实际电路中,有两种措施可减小交直流负载之间的差别。,一是在检波器与下一级电路之间插入一级射随器,即增大,R,L,的值。,二是采用图,6.4.5,所示的改进电路,将检波器直流负载,R,分成,R,1,和,R,2,两部分。显然,在直流负载不变的情况下,改进电路的交流负载 比原电路增大。,通常,以免分压过大使输出到后级的信号减小过多。,4,参数设计,为了使二极管峰值包络检波器能正常工作,避免失真,必须根据输入调幅信号的工作频率与调幅指数以及实际负载,R,L,正确选择二极管和,R,、,C,、,C,c,的值。例,6.3,给出了一个设计范例。例,6.3,已知普通调幅信号载频,f,c,=465kHz,调制信号频率范围为,300 Hz,3400 Hz,M,a,=0.3,R,L,=10 k,如何,确定图,6.4.5,所示二极管峰值包络检波器有关元器件参数,?,解：一般可按以下步骤进行,:,1),检波二极管通常选正向电阻小,(500,以下,),、反向电阻大,(500k,以上,),、结电容小的点接触型锗二极管,注意最高工作频率应满足要求。,2)RC,时间常数应同时满足以下两个条件,:,电容,C,对载频信号应近似短路,故应有,通常取,;,为避免惰性失真,应有,RC,。,代入已知条件,可得,(17,34)10,-6,RC0.1510,-3,3),设,=0.2,则,R,1,=,R,2,=,。,为避免底部切割失真,应有,M,a,其中,R=R,1,+,。,代入已知条件,可得,R63 k,。,因为检波器的输入电阻,R,i,不应太小,而,R,i,=,所以,R,不能太小。取,R=6k,另取,C=0.01 F,这样,R,C,=0.0610,-3,满足上一步对时间常数的要求。因此,R,1,=1k,R,2,=5k,。,4)Cc,的取值应使低频调制信号能有效地耦合到,RL,上,即满足,:,或,取,C,c,=47F,在集成电路里常采用由三极管包络检波器组成的差分电路,如图,6.4.6,所示。其工作原理与二极管峰值包络检波器相似,读者可自行分析,注意它的输入电阻很大。,(4),同步检波,同步检波必须采用一个与发射端载波同频同相,(,或固定相位差,),的信号,称为同步信号。,它可以解调,AM,，,DSB,，,SSB,信号。分为乘积型同步检波器和叠加型同步检波器。,乘积型同步检波可由乘法器和低通滤波器实现,其原理见图,6.2.6,。,1.,乘积型同步检波器,(1),工作原理,双边带调制信号,同步信号,显然，只有当,r=,c,，,=0,时，经低通滤波器滤除,2,c,附近的频率分量之后，就得到了频率为,的低频输出信号,u,。,当,r-,c,=,c,，,=0,时，若,c,在低通滤波器频带之内，则有,显然，若恢复载波与发射载波的频率不同时，即存在频差，会引起振幅失真。,当,r-,c,=0,但,0,时，即存在一定的相差，则,低频信号的振幅正比于,cos,，当,=,(t,),时，恢复时解调信号将产生振幅失真。,2.,叠加型同步检波电路,采用包络检波器构成同步检波,电路，它的实现模型如图所示。,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,本地载波信号,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。,实际应用电路常采用平衡调制器构成同步检波电路。,D,1,D,2,C,C,R,L,R,L,v,01,(t),v,s,v,02,(t),v,r,(t),V,s,(t),V,s,(t),+,+,+,+,+,+,V,0,平衡滤波检波器,如图,4.5.1,概述,混频,(,或变频,),是将信号的频率由一个数值变换成另一个数值的过程。,完成这种功能的电路叫混频器,(,或变频器,),。如广播收音机，中波段信号载波的频率为,535kHz1.6MHz,，,接收机中本地振荡的频率相应为,12.065MHz,，,在混频器中这两个信号的频率相,减，输出信号的频率等于中频频率,465kHz,。,4.5,混 频,图,6.1,混频器功能图,图,6.1(a),画出了混频器输入、输出信号的时域波形。,经过混频，信号的载频由高频变成中频，但包络的形状不变,。图,6.1(b),画出了输入与输出信号的频谱。经过混频，载波频率由高频,fs,变成中频,f,i,，,频谱结构没有变化。,所以混频是线性频率变换，也是频谱搬移。,虽然混频电路与调幅电路、检波电路同属于线性频率变换电路,但它却有两个明显不同的特点,:,混频电路的输入输出均为高频已调波信号。由前几节的讨论可知,调幅电路是将低频调制信号搬移到高频段,检波电路是将高频已调波信号搬移到低频段,而混频电路则是将已调波信号从一个高频段搬移到另一个高频段。,混频电路通常位于接收机前端,不但输入已调波信号很小,而且若外来高频干扰信号能够通过混频电路之前的选频网络,则也可能进入混频电路。,选频网络的中心频率通常是输入已调波信号的载频。,混频电路中的非线性器件对于实现频谱搬移这一功能是必不可少的。但是另一方面,其,非线性特性,不但会产生许多,无用的组合频率分量,给接收机带来干扰,而且会使中频分量的振幅受到干扰,这些干扰统称为,混频干扰,。它们都会使有用信号产生失真。由于以上两个特点,混频电路的干扰来源比其它非线性电路要多一些。分析这些干扰产生的具体原因,提出减小或避免干扰的措施,是混频电路讨论中的一个关键问题。,如图,6.2,所示,信号相乘电路的输入一个是外来的已调波,u,s,，,另一个是由本地振荡器产生的振幅较大的正弦波,u,1,。,u,s,与,u,1,相乘产生和、差频信号，再经过带通滤波器取出差频,(,或和频,),信号,u,i,。,混频器电路是由,信号相乘电路，本地振荡器和带通滤波器,组成,.,图,6.2,混频电路的组成框图,1.,混频增益,K,Pc,所谓混频增益,K,Pc,是指混频器输出的中频信号功率,P,i,与输入信号功率,P,s,之比。,(6.11),用分贝表示为,(6.12),一、混频电路的主要性能指标,混频增益的高低与混频电路的形式有关，增益越大，接收机,灵敏度越高，但增益太大将使混频干扰增大。,混频增益的高低与混频电路的形式有关。二极管混频电路的混频增益,K,Pc,1,；,三极管、场效应管和模拟乘法器构成的混频电路，混频增益可以大于,1,。,输入信号功率与输入噪声功率之比,输出信号功率与输出噪声功率之比,已知噪声系数的定义为,2.,噪声系数,N,F,由于电路内部噪声的存在。输出信噪比总是小于输入信噪比，所以噪声系数,N,F,始终大于,1,。,N,F,越大，说明电路的内部噪声越大；,N,F,越小，说明电路内部噪声越小，电路的噪声性能越好。理想情况，电路内部无噪声，,N,F,=1,。,混频器由于处于接收机,电路的前端，对整机噪声性能的影响很大，所以减小混频器的噪声系数是至关重要的。,3.,混频失真与干扰,混频器的失真有频率失真和非线性失真。此外，由于器件的非线性还存在着组合频率干扰。这些组合频率干扰往往是伴随有用信号而存在的，严重地影响混频器的正常工作。因此，如何减小失真与干扰是混频器研究中的一个重要问题。,设输入到混频器中的输入已调信号,u,s,和本振电压,u,L,分别为,u,s,=,U,s,cos,t,cos,c,t,u,L,=,U,L,cos,L,t,这两个信号的乘积为,(685),(686),cos,c,t,5.5.2,混频器的工作原理,5.5.3,混频电路,1,晶体三极管混频器,图,656,晶体三极管混频器原理电路,(693),经集电极谐振回路滤波后,得到中频电流,i,I,(694),5.6,混频干扰,混频电路的输入除了载频为,fc,的已调波信号,u,s,和频率为,f,L,的本振信号,u,L,之外,还可能有从天线进来的外来干扰信号。外来干扰信号包括其它发射机发出的已调波信号和各种噪声。,假定有两个外来干扰信号,u,n1,和,u,n2,设其频率分别为,f,n1,和,f,n2,。,u,s,、,u,L,和,u,n1,、,u,n2,以下分别简称为信号、本振和外来干扰。,晶体管输出的所有组合频率分量为,:,f=|p,f,L,qf,c,rf,n1,sf,n2,|,p,、,q,、,r,、,s=0,1,2,在这些组合频率分量中,只有,p=q=1,r=s=0,对应的频率分量,f,I,=,f,L,-f,c,才是有用的中频,其余均是无用分量。若其中某些无用组合频率分量刚好位于中频附近,能够顺利通过混频器内中心频率为,f,I,的带通滤波器,就可以经中放、检波后对有用解调信号进行干扰,产生失真。,1.,信号和本振产生的,组合频率干扰,先不考虑外来干扰的影响，信号本生的谐波分量不容忽略，若信号和本振产生的组合频率分量满足,|,pf,L,qf,c,|=,f,I,(6.5.2),则此组合频率分量能够产生干扰。,例如,当,f,c,=931 kHz,f,L,=1396 kHz,f,I,=465kHz,时,对应于,p=1,q=2,的组合频率分量为,:,|2931-1396|=466(kHz)=465(kHz)+1(kHz),466 kHz,的无用频率分量在通过中放后,与中频为,465 kHz,的调幅信号一起进入检波器中的非线性器件,会产生,1kHz,的,差拍干扰,经扬声器输出后类似于哨声,故称这种干扰为,干扰哨声,。,表现：在输出中出现哨声。,1.,信号与本振的组合频率干扰,信号与本振的组合频率,f,pq,=,pf,L,qf,s,p,和,q,均为正整数或零。中频,f,I,=,f,L,-f,s,，,若中频回路的带宽等于,2f,，,那么，凡是满足以下两种情况的组合频率分量都会形成干扰。,pf,L,-qf,S,=,f,I,f,qf,S,-pf,L,=,f,I,f,由此可导出满足这两种情,况的信号频率,。,将,f,L,=,f,S,+f,I,关系代入得,通常,f,f,i,，,上式可近似表示成,(6.31),或,(6.32),这种干扰是由于,外来干扰信号与本振组合,形成的。正常情况下，收听电台与本振混频得到中频,f,i,=,f,L,-f,s,，,这个通道叫,主波道或主通道,。外来的干扰与本振组合形成中频的通道叫,副波道或寄生通道,。,当混频器的输入端存在着有用信号,u,s,=,U,sm,cos,s,t,的同时也窜入了干扰信号,u,M,=,U,M,cos,M,t,，,那么除了有用信号与本振差拍得到中频，有用信号与本振组合形成失真与干扰,(,这种干扰前面作了分析,),外，外来干扰与本振组合也会形成组合频率干扰，下面所研究的就是这种干扰。,2.,寄生通道干扰（副波道干扰）,外来干扰与本振的组合频率为,由此导出干扰频率,f,M,与本振频率,f,1,、,中频频率,f,i,的,关系,(6.33),满足,(6.33),式的频率都会形成干扰。,称这些频率通道为寄生通道，通过这些通道,形成的干扰叫副波道干扰。,组合干扰的阶数越低，影响越大。,当,p=0,q=1,时,f,M,=,f,I,即外来干扰频率与中频相同。例如中频为,465kHz,则同样频率的外来干扰即为中频干扰的来源。,1),中频干扰,已知：,当,p=q=1,时,f,M,=,f,L,+f,I,。因为,f,c,=,f,L,-f,I,所以,f,M,与,f,c,在频率轴上对称分列于,f,L,的两旁,互为镜像,故称,f,M,为镜像频率,(,简称镜频,),。,2),镜频干扰,此时有,f,M,=,f,L,+f,I,=f,c,+2f,I,已知：,例如,f,I,=465 kHz,f,c,=1MHz,则镜频,1930kHz,。,若外来干扰中含有,1930kHz,的镜频,就会产生镜频干扰。,如接收电台的频率是,550kHz,，中频等于,465kHz,，,镜像干扰频率,f,M,=1480kHz,，它比本振频率高一个中频。,图,6.22,镜像干扰,3.,交叉调制干扰和互调干扰,1.,交叉调制干扰,当混频器的输入端同时存在有用的信号,u,s,=U,sm0,(1+m,s,cos,s,t)cos,s,t=,U,sm,cos,s,t,和干扰信号,u,M,=U,m0,(1+m,M,cos,M,t)cos,M,t=,U,m,cos,M,t,时，由于非线性特性的,4,阶项产生的乘积项,12a,4,u,2,M,u,s,u,L,乘积中包含有中频信号，其幅值等于,3a,4,U,2,M,U,sm,U,im,，,正比于干扰信号幅度,U,M,的平方。,则此中频分量就会如同一个干扰迭加在有用中频分量上。通常称这种干扰为交叉调制干扰,(,简称交调干扰,),。,图,6.24,交叉调制干扰,交调干扰有两个特点,:,一、当信号消失,即,us=0,则它也消失；,二、能否产生交调干扰与外来干扰的频率无关,只取决于此外来干扰能否顺利通过混频电路之前的选频网络。,显然,能产生交调干扰和互调干扰的外来干扰频率都靠近信号载频。,互调干扰是有两个或多个干扰电台信号作用于混频器的输入端，在混频器中组合而形成的干扰。,如混频器输入端除有用信号电压,u,s,、,本振电压,u,L,外，还存在两个干扰电压,u,M1,和,u,M2,，,它们的频率分别为,f,M1,和,f,M2,。,3.,互相调制干扰,(,简称互调干扰,),若两个外来干扰能够进入混频电路,并且和本振共同产生的组合频率分量满足,|f,L,rf,M1,sf,M2,|=,f,I,(6.5.4),则也会产生干扰作用,通常称为,互相调制干扰,(,简称互调干扰,),。,其中,r=1,s=2,和,r=2,s=1,两个组合频率分量影响最大,由于,r+s=3,故称为三阶互调干扰。,互调干扰的表现为：输出杂乱无章的声音，而与信号电台是否工作无关。,5,减小或避免混频干扰的措施,从以上分析可知,产生混频干扰的根本原因是器件的非线性特性。混频干扰又可分成两类,一类是由于非线性特性产生了众多无用组合频率分量而引起的,另一类是由于非线性特性产生了,一些受外来干扰控制或与调制信号不成线性关系的有用频率分量而引起的,。针对混频干扰产生的具体原因,可以采取以下三个方面的措施来减小或避免。,(1),选择合适的中频,。如果将中频选在接收信号频段之外,可以避免中频干扰和最强的干扰哨声。比如对于,535kHz,1605kHz,的中波波段,中频选为,465kHz,则产生中频干扰的,465 kHz,外来干扰无法通过混频电路之前的选频网络。,(2),提高混频电路之前选频网络的选择性,减少进入混频电路的外来干扰,这样可减小交调干扰和互调干扰。,(3),采用具有平方律特性的场效应管、模拟乘法器或利用平衡抵消原理组成的平衡混频电路或环形混频电路,可以大大减少无用组合频率分量的数目,尤其是靠近有用频谱的无用组合频率分量,从而降低了各种组合频率干扰产生的可能性。,5.6,章末小结,(1),四种调幅方式,(,普通调幅、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅,),对于相同调制信号产生的已调波信号的时域波形不一样,频谱不一样,带宽不完全一样,调制与解调的实现方式与难度不一样,适用的通信系统也不一样。,电压,表达式,普通调幅波,载波被抑制双边带调幅波,单边带信号,波形图,频谱图,信号,带宽,表,9-1,三种振幅调制信号,AM,波功率计算：,若此单频调幅信号加在负载,R,上,则载频分量产生的平均功率为,:,P,c,=,两个边频分量产生的平均功率相同,均为,:,P,SB,=,调幅信号总平均功率为,:,P,av,=P,c,+2P,SB,（,2,）调幅电路的解调叫检波。,检波电路有两种：,包络检波电路和同步检波电路。,二极管大信号峰值包络检波器主要适用于：,AM,波,同步检波适用于：,AM,DSB,、,SSB,波,包络检波器原理电路：由输入回路、二极管、,RC,低通滤波器三部分串联而组成。,原理：是通过电容的充放电来实现的。,惰性失真,负峰切割失真,(,底部切割失真,),二极管峰值包络检波电路存在的两个失真是：,(3),混频虽然与调幅、检波同属于线性频谱搬移过程,在工作原理上基本相同,但在参数和电路设计上须认真考虑混频干扰的影响,采取措施尽量避免或减小混频干扰的产生及引起的失真。,混频,(,或变频,),是将信号的频率由一个数值变换成另一个数值的过程。,混频电路组成框图由,本地振荡器，非线形器件、带通滤波器,三部分构成。,混频干扰,有：组合频率干扰，副波道干扰（中频干扰、,镜像干扰），交调干扰，互调干扰。,1,调制的描述 （）,用载波信号去控制调制信号的某一个参数，使该参数按特定的规律发生变化。,用调制信号去控制载波信号的某一个参数，使该参数按特定的规律发生变化。,用调制信号去控制载波信号的某一个参数，使该参数随调制信号的规律发生变化。,2,下列哪种说法是正确的 （）,同步检波器要求接收端载波与发端载波频率相同、幅度相同,同步检波器要求接收端载波与发端载波相位相同、幅度相同,同步检波器要求接收端载波与发端载波频率相同、相位相同,同步检波器要求接收端载波与发端载波频率相同、相位相同、幅度相同,练习题：,4,某超外差接收机接收,930kHz,的信号时，可收到,690kHz,和,810kHz,信号，但不能单独收到其中一个台的信号，此干扰为 （）,A,干扰哨声,B,互调干扰,C,镜像干扰,D,交调干扰,3,在波形上它的包络与调制信号形状完全相同的是（）,A,AM B,DSB C,SSB D,VSB,5,某超外差接收机的中频为,465kHz,，当接收,550kHz,的信号时，还收到,1480kHz,的干扰信号，此干扰为 （）,A,干扰哨声,B,中频干扰,C,镜像干扰,D,交调干扰,6,下图所示框图能实现何种功能？（）,其中,u,s,(t,)=,U,s,cos,s,tcost,，,u,L,(t,)=,U,L,cos,L,t,A,振幅调制,B,调幅波的解调,C,混频,D,鉴频,一、某发射机输出级在负载,R,L,=100,上的输出信号为,u,s,(t,)=4,（,1,0.5cost,）,cos,C,t,V,，请问：,1,该输出信号是什么已调信号？该信号的调制度,m,？,2,总的输出功率,P,av,？,3,画出该已调信号的频谱图并求频带宽度,BW,？,解：,1,该输出信号是调幅信号。该信号的调制度,m,0.5,2,总的输出功率,P,av,（,1,0.5m,2,a,）,P,c,（,1,0.5m,2,a,）,U,2,cm,/2R,L,0.09W,BW,2/2,=/,3,本章结束！,