第四章：振幅调制、解调1.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,第四章：振幅调制、解调与混频电路,当,V mo|ka V,(t)|,时，振幅不失真。,调幅电路,V,(t),V c(t),V o(t),第一节：频谱搬移电路组成模型,一、振幅调制,（,Amplitude Modulation）,电路组成模型,1.按频谱分类：,a：,普通调幅信号,AM W c，W c,b：,双边带调制信号,DSB W c+、W c-,C：,单边带调制信号,SSB W c+,或,W c-,2.,普通调幅信号及其电路模型,.组成模型,W c:,载波信号角频率；,V cm:,载波信号振幅,V,(t),X X.Y,Y A,M,V c(t),V o(t),A,频谱变,换电路,频谱搬移电路,频谱非线性搬移电路,.单音频调制信号,调幅度（调幅系数）,Ma=,kaV,m,/,Vmo,Vmmin,=,Vmo,（1-Ma）,Vmmax,=,Vmo,（1+Ma）,Vmmin,+,Vmmax,=2Vmo,Vmmax,-,Vmmin,=2MaVmo,由于,Vmmin,0,因此,Ma1；,若,Ma1,时产生过调失真,Vmmin,Vmmax,Vmo,频谱和普通调幅信号的失真,Wc、Wc-,、Wc+,这些频率成份是有相乘器产生的,单音频已调制信号频谱：,调制信号频谱：,W,V,m,W,V mo,W c-,W c+,V m o Ma/2,V m o Ma/2,W c,实现了频谱般移,Vo(t),W,Ma1,出现包络失真,通常将其称为过调失真,W,在实际调幅电路中,管子处于截止状态,复杂音频调制信号,设,V,（t）,为非余弦的周期性信号；,为信号的角频率,频谱：,V,m,V,m n,1 2 n,w,复杂音频调制信号的频谱结构：,V mo,W c,W,W c-n,W c+n,f c-F max,f c+F max,2,BW,AM,BW,AM,=2 F max,为调制信号的最高频率两倍；将调制信号的频谱不失真地般移到,W c,两边,已调制信号的功率,1.单音频信号在载波信号的一个周期内单位电阻上产生的平均功率,P（t）,当,t=,时：,P（t）=Po（1-Ma）,2,；Ma=1 P（t）min=0,2.,P（t）,在调制信号的一个周期内单位电阻上产生的平均功率,P a v,边带功率,P,SB,载波产生的,P a v=Po+P,SB,即由已调制信号各频率,分量产生的功率组成、,P,SB,由上下边频,产生的功率之和。,Ma,Pav,Po,P,SB,载波产生的功率,当,t=0,时：,P（t）=Po（1+Ma）,2,；Ma=1 P（t）max=4Po,W,V mo,W c-,W c+,V m o Ma/2,V m o Ma/2,W c,二、,双边带和单边带调制电路组成模型,1.双边带调制信号:,谱通调幅信号中去掉载波分量;剩下上下边频分量即只发射,P,SB,减少发射机功率,X X.Y,Y A,M,V,(t),V,C,(t),Vo(t),设,V,(t),t,0,max,W,Wc,Wc,-max,Wc,+max,BW,DSB,=2Fmax,Vo(t),t,相位突变180,0,2.单边带调制信号,只传送上边带或下边带的调制信号,即在普通调制信号中抑制掉,Wc,与,Wc,+,或,Wc,-,分量,由相乘器和带通滤波器组成模型,X A,M,Y,滤波,器,V,(t),V,C,(t),Vo(t),Wc,Wc,+max,BW,DSB,=2Fmax,Wc,-max,W,Wc,+max,Wc,BW,SSB,=,Fmax,相乘器和两个90,0,相移器,X A,M,Y,V,(t),V,C,(t),X A,M,Y,90,0,90,0,Vo(t),W,Wc,Wc,-max,Wc,+max,W,Wc,Wc,-max,Wc,Wc,+max,Wc,SinWctSin,t,COS(,Wc,-)t-COS(,Wc,+)t,X A,M,Y,V,(t),V,C,(t),X A,M,Y,90,0,90,0,Vo(t),三.振幅解调和混频电路模型1.振幅解调电路模型,解调,Vo(t),Vs(t),t,t,X A,M,Y,低通,Vs(t),Vr,(t),Vo(t),Vo(t),Wc,由机内产生的同步信号,.W=0;=0,即机内产生的高频信号与载波信号同频同相：,Vo(t)=1/2A,M,VrmkaV,(t),与调制信号成线性关系；得到不失真的调制信号,.,W0;0,即机内产生的高频信号与载波信号不同频 不同相,不能反应调制信号的变化规律，检波性能下降。,fc,=20,HZ,不自然；,fc,=20,0,HZ,语言可懂度下降。,设：,W,2Wc,0,Wc,滤除,Vo(t),频谱:,Vo(t),频谱:,.频谱:,X A,M,Y,低通,Vs(t),Vr,(t),Vo(t),Vo(t),Wc,W,Wc,Wc,-max,Wc,+max,BW,DSB,=2Fmax,2.混频电路,频谱结构:,X A,M,Y,带通,Vs(t),V,L,(t),Vo(t),Vo(t),W,Wc,+,W,L,W,L,-,Wc,W,L,Vo(t),W,C,Vs(t),实现了频谱搬移,小结：振幅调制、振幅解调和混频电路都属于频谱搬移电路，,都可以用相乘器和滤波器组成的模型来实现,本振,上混频,f,I,=f,L,+f,C,下混频,f,I,=f,L,-f,C,调幅收音机中频频率,f,I,=465,KHZ；,调频收音机中频频率,f,I,=10.7,MHZ,第二节:相乘器电路,一、非线性器件的相乘的作用及其特性 1.非线性器件的相乘的作用分析,器件的伏安特性：,i=f(v),设,V=V,Q,+V,1,+V,2,，Q,静态工作点,将,i=f(v),在,Q,点的泰勒级数展开式：,(V,1,+V,2,）,n,=,_,V,1,V,2,m=0,n,n!,(n-m)!,m!,n-m,m,i=a,n,（V,1,+V,2,）,n,n=0,=a,n,n=0,_,V,1,V,2,m=0,n,n!,(n-m)!,m!,n-m,m,_,a,n,V,1,V,2,m=0,n,n!,(n-m)!,m!,n-m,m,=,n=0,当,m=1,n=2,时:存在相乘项,a,2,V,1,V,2,由二次方项产生,当,m1,n2,时:存在高阶相乘项,设:,V,1,=V,1,mCOSW,1,t,V,2,=V,2,mCOSW,2,t,i,中含有的角频率成分,W p,q=|pW,1,qW,2,其中,p,q,为含零的正整数,性质:当,p=q=1;W,1,1,=|W,1,W,2,相乘项产生的,当,p1q1;W,p,q,无用,相乘项由滤波器滤除,.,p+q,为偶数,Wpq,由,np+q,的偶次方项产生的,p+q,为奇数,Wpq,由,np+q,的奇次方项产生的,结论：要实现理想相乘器，须减少无用高次相乘,项及其产生的组合频率分量。,措施：.从器件特性考虑即选用具有平方律特,性的场效应管或器件特性在,V,Q,的小段,内具有平方律特性,.从电路上考虑即用多个非线性器件够,成平衡电路，去掉一部分无用频率分,量。,.从输入电压大小考虑即减小,V,1,或,V,2,达,到减小高次相乘项及其产生的组合频,率分量。若,V1,参考;,V2,输入信号,限制,V2,使器件工作在线性时变状态,得到优,良的频谱搬移特性。,2.,线性时变状态,_,a,n,V,1,V,2,m=0,n,n!,(n-m)!,m!,n-m,m,=,n=0,i,=,a,n,V,1,n=0,+（,a,n,n,V,1,n-1,）,V,2,n=0,+（,a,n,V,1,n-2,）,V,2,2,n=0,（n-2）！2！,n！,+,i=f(v),在,V,Q,+V,1,上对,V,2,的泰勒级数展开式：,与,V2,无关且与,V1,成非线性关系,设,V2,取足够小时,V,2,2,可略不计,i,与,V2,成线性关系；但系数与,V1,成非线性关系,即,V2=0,时的静态电流，用,I,O,（V1）,表示,即,V2=0,时的时变增量电导,，,用,g（V1）,表示,i=I,O,（V）+g（V,1,）V,2,i,与,V2,成线性关系；但系数与,V1,成非线性关系,将器件工作在这种状态称为线性时变状态，构成频谱搬移电路,3.线性时变状态频率分量：,设,若,W,p，q,=|Pw,1,w,2,|,实现了频谱搬移,W1W2,时无用频率分量与有用频率分量之间的频率间隔很,大，易通过滤波器滤除无用频率分量，得到有用频率分量。,有用频率分量为（,Wc,）,的上下边频分量，,无用分量频率（2,Wc,，,3,Wc,，）,均远离上、下边频分量。,不存在（,Wc,2，,Wc,3，）,等靠近上、下边频的失真边带分量。,g（V1）,是角频率为,W,1,的周期性函数,为中频分量，其它都是远离,WI,的无用分量，不存在角频率接近,WI,的组合频率分量。,若构成混频器时,:,例1：二极管组成的线性时变电路,D,i,V,2,（t）,V,1,（t）,+,+,-,-,D,V,1,（t）,V,2,（t）,K,1,（W,1,t）,i,+,-,+,-,g,D,设：,V,1m,取足够大时，使工,作在导通与截止区。,I,0,（V,1,）：,半周余弦序列,g（V,1,）=g（t）：,矩形脉冲 序列,K,1,（W,1,t）：,高度为1的单向周期性方波,称为单向开关函数,它的傅里叶级数展开式：,当,V2,足够小时,g,D,g（V）,V,i,V,g,D,V,W,1,t,V,1,W,1,t,K,1,（W,1,t）,1,I,0,（t）,W,1,t,g（t）,W,1,t,g,D,二极管工作在线性时变状态,W,1,W,2，,3W,1,W,2,例2：一个差分对管实现的线性时变电路,i,C2,i,C1,V,1,V,2,I,0,V,K,1,（W,1,t）,K,1,（W,1,t-）,W,1,t,W,1,t,W,1,t,/2,3/2,5/2,W,1,t,W,1,t,V,1,/2,3/2,5/2,I,0,=A+BV,2,i=ic,1,-i,C2,其中,V,T,=KT/q，T=300K，V,T,=26mv，V,1,=V,1m,COSW,1,t,：V,1m,V,T，,V,1m,260mV,时,趋近于方波,K,2,（W,1,t），,K,2,（W,1,t）,称为双向开关函数,K,2,（W,1,t）=K,1,（W,1,t）-K,1,（W,1,t-）,i,包含的频率成分有：,W,1,，3W,1,，W,1,，3W,1,：,V,1m,不满足,V,1m,V,T,时,当,x,1,10，,3,（x,1,）,很小，忽略,由相乘项产生,W,1,K,2,（W,1,t）,二、双差分对平衡调制器和模拟相乘器 1：双差分对平衡调制器,实现相,乘运算,P,为奇数,双向开关函数,V,2,取值都很小需扩大,V,2,动态范围,从以上分析得：,V,CC,T,6,T,5,T,4,T,3,T,2,T,1,R,C,R,C,I,0,I,1,I,11,i,1,i,2,I,3,i,4,V,1,V,2,2：扩大,V,2,的动态范围,平衡调制器差值电流：,V,2,允许最大的动态范围：,I,11,V,CC,T,6,T,5,T,4,T,3,T,2,T,1,R,C,R,C,I,0,/2,I,1,i,1,i,2,I,3,i,4,V,1,V,2,I,0,/2,V,EE,i,e,i,5,i,6,XFC1596,集成平衡调制器,T,6,T,5,T,4,T,3,T,2,T,1,I,0,/2,I,3,I,0,/2,T,7,T,8,D,500,500,500,R,0.1,uF,Wc,Vo,V,C,（t）,3.9,K,+12,V,3.9,K,1,K,1,K,0.1,uF,51,01,uF,-8,V,10,uF,10,K,10,K,47,K,RW,51,51,6.8,K,V,（t）,1,K,双边带调制电路：,当,Vcm,260mv,时，工作在,开关状态。在电路完全对称,的情况下，移去,V,，,仅有,Vc,作用时，由于,i5=i6，,则输出,载波电流应为0。实际电路并,非完全对称，因此电路中必,须设置电位器,RW，,调节,RW,使输出载波电流趋于零。,XFC1596,接成同步检波器,1,00,T,6,T,5,T,4,T,3,T,2,T,1,I,0,/2,I,3,I,0,/2,T,7,T,8,D,500,500,500,0.005,uF,0.005,uF,1,uF,R,L,10k,1,k,+12,V,V,r,（t）,3,K,+12,V,3,K,1.3,K,8,20,0.1,uF,1,K,01,uF,0.1,uF,Vs,01,uF,1,K,1,K,51,单电源供电,同步信号,输入信号,3：双差分模拟相乘器,I,11,V,CC,T,6,T,5,T,4,T,3,T,2,T,1,R,C,R,C,I,0,/2,I,1,i,1,i,2,I,3,i,4,V,1,V,2,I,0,/2,V,EE,i,e,i,5,i,6,V,1,R,K,I,K,T,7,T,8,T,9,T,10,i,9,i,10,i,7,i,8,I,0,/,/2,I,0,/,/2,R,E1,R,E2,其中：,差模输出：,BG314,集成模拟相乘器（,Integrated Analog Multiplier）,R,E1,R,E2,Vx,Vy,T,4,T,3,T,2,T,1,T,7,T,8,T,10,T,6a,T,5a,T,9b,T,10b,500,500,500,T,9a,T,10a,T,14,T,15,T,16,T,11,T,12,T,13,T,5b,T,6b,V,EE,R3,R13,R,k,Rc,Rc,Vcc,Vo,1.Vo=,A,M,V,x,V,y,2、构成可控增益放大器。,V,x,=V,REF,，,Vo=A,M,V,REF,V,y,V,y,=V,REF,，,Vo=A,M,V,REF,V,x,3、输出失调电压,V,OO,：,Vx,=0、,Vy,=0,时,Vo0,4、,X,输入端失调,电压,V,XIO,：,Vx,=0、,Vy,0,时，,Vo=A,M,V,XIO,V,Y,5、,Y,输入端失调,电压,V,YIO,：,V,Y,=0、,Vx,0,时，,Vo=A,M,V,YIO,V,x,电路的不对称和非线性产生的误差,三、大动态范围平衡调制器,AD630,1、,S,反相放大器：,2、,S,同相放大器：,3、,4、设,构成平衡调制器,Rf,R1,R3,R2,S,V2,V0,V1,比较器,AD630,内部简化电路,迟滞比较器,A,1,-,A,1,+,A1,A,2,-,A,2,+,A2,R,w1,10,k,R,w2,10,k,Vo,补偿,+,V1,-,V,EE,Vcc,T,44,T,74,T,53,T,52,Iss,T,5,T,6,T,3,T,4,T,33,T,34,T,37,T,38,T,62,T,65,T,67,T,35,T,36,T,70,T,39,T,40,T,28,T,29,T,30,T,31,T,24,T,25,T,32,I,73,C,122,C,123,I,22,I,23,四、二极管平衡混频器,1、,电路组成：,2、求,i,I,V,L,正半周时：,D,2,D,3,导通；,D,1,D,4,截止,A：（V,L,=0）,由,V,S,在,R,L,上产生的电流,B：（V,S,=0）,由,V,L,在,R,L,上产生的电流,C：,加上开关函数,Rs1,+,Vss,-,Rs2,+,V,LS,-,Tr,1,1：1,+,Vs,-,+,Vs,-,+,V,L,-,+,V,L,-,+,V,L,-,+,Vs,-,D1,i,1,D2,i,2,D3,i,3,D4,i,4,Tr,2,1：1,i,I,V,SS,为调,制信号,R,端口,i,I,为中频信号,I,端口,Rs2,+,V,LS,-,+,Vss,-,Rs1,D3,D2,R,L,i,3,i,2,-,Vs,+,+,V,L,-,+,V,L,-,+,V,L,-,i2-i3,-,Vs+,i,3,+,V,L,-,+,V,L,-,i,2,R,D,R,D,K,1,（,w,L,t,）,R,L,V,LS,本,振信号,L,端口,V,L,负半周时：,D,1,D,4,导通；,D,2,D,3,截止,R,L,上的总电流,其频率成分：|,PW,L,W,C,|；P,为奇数。,W,I,=W,L,-W,C,；R,L,的中频电流：,3、,R、L、I,各个端口是相互隔离的,V,L,V,AB,=0，L,对,R,隔离的,V,S,V,CD,=0，R,对,L,隔离的,Rs2,+,V,LS,-,+,Vss,-,Rs1,D4,D1,R,L,i,4,i,1,+,Vs,-,+,V,L,-,+,V,L,-,+,V,L,-,i1-i4,+,Vs-,i,4,+,V,L,-,+,V,L,-,i,1,R,D,R,D,K,1,（,w,L,t,-）,R,L,i1-i4,Rs1,+,Vss,-,Rs2,+,V,LS,-,Tr,1,1：1,+,Vs,-,+,Vs,-,+,V,L,-,+,V,L,-,+,V,L,-,+,Vs,-,D1,i,1,D2,i,2,D3,i,3,D4,i,4,Tr,2,1：1,i,I,A,B,C,D,Rs1,+,Vss,-,Rs2,+,V,LS,-,Tr,1,1：1,+,Vs,-,+,Vs,-,+,V,L,-,+,V,L,-,+,V,L,-,+,Vs,-,D1,D2,D3,D4,Tr,2,1：1,i,I,A,B,C,D,环形混频器,；L、R,对,I,隔离的,4、混频损耗：,定义：,在最大功率传输条件下输入信号的,功率,P,S,对输出信号的功率,P,I,的比值。,单位：分贝,L,C,损耗,V,S,V,I,的能力越差,求,L,C,：a：,求,P,S,i,i,=（i,1,-i,4,）+（i,2,-i,3,）,b：,求,P,I,Rs1,+,Vss,-,Rs2,+,V,LS,-,Tr,1,1：1,+,Vs,-,+,Vs,-,+,V,L,-,+,V,L,-,+,V,L,-,+,Vs,-,D1,i,1,D2,i,2,D3,i,3,D4,i,4,Tr,2,1：1,i,I,i,1,-i,4,i,2,-i,3,i,I,Ri,P,S,P,I,第三节；混频电路,作用：将高频信号变成中频信号,类型：二极管环形混频器；,双差分对平衡混频器；,三极管混频器。,一、通信接收机中的混频器电路,1、主要性能指标：,。混频增益,。噪声系数：,。1,dB,压缩电平,1,dB,P,I1dB,P,S,/,dBm,P,I,/,dBm,dBm,：,表示高于1,mW,的分贝数,P（,dBm,）=10lgP（mw）,P,I,比线性增长低于1,dB,时所对应的,输出中频功率电平，用,P,I,1dB,表示,。混频失真：,。隔离度：,本端口功率与其串通到另,一端口的功率之比。,有些频率成分靠近中频，,输出中频滤波器无法滤除,叠加在中频信号上，引起,失真。,-,+,+,-,双差分对,本振驱动,输出低,Rc,50,Rc,50,Rf2,51.1,Rf1,110,RT,51.1,RT,中频,滤波器,L,0.1,uF,0.1,uF,0.1,uF,C2,0.1,uF,C1,0.1,uF,I,Vi(t),PL=-10dBm,VL(t),-5,V,+5,V,-5,V,+5,V,R,Vs（t）,-5,V,82,PF,82,PF,+5,V,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,1,2,3,L,平衡调制器,放大器,噪声放大器,2,、二极管环形混频器和双差分对混频器,。二极管环形混频器,分类：按保证二极管开关工作所需的本振功率电平高低进行分类：,L,evel,7，L,evel,17，L,evel,23,三种系列,本振功率：7,dBm,（5mW），17dBm（50mW），23dBm（200mW）,1dB,压缩电平所对应的最大输入信号功率：,1,dBm(1.25mW),10dBm(10mW),15dBm(32mW)。,优点：频带宽几十到几千兆、噪声系数低（约6,dB）、,混频失真小、动态范围大,缺点：没有混频增益，端口之间的隔离度低，,L,口对,R,口隔离度小于40,dB，,随着工作,频率的提高而下降。频率提高一倍，隔离度下降5,dB。,各端口都必须接入滤波匹配网络，且各端口阻抗均为50,。,。双差分对平衡混频器：,AD831,混频增益大，,端口之间的隔离度高,缺点：,噪声系数大,（10,dBm,），,动态范围小。,优点：,二、三极管混频电路,1、原理：,fc,L2,Q?,C1,Vs（t）,C2,Vcc,VBB（t）,VL（t）,VBBO,+,-,+,-,+,-,-,+,L1,+,-,VI,i,c,V,BE,g,m,（t）,W,L,t,V,L,（t）,W,L,t,0,0,g,m,V,BE,V,BB0,0,V,BB（t）：,时变基极偏置电压,设,V,S m,很小，选择,V,L,（t）、V,BB0,满足线性时变条件：,V,Lm,V,S m,混频跨导：,设,L2、C2,谐振电阻,R,e,；V,I,=-,i,I,R,e，,g,m c,与,V,Lm,，,VBBO,有关,2.电路,双栅,MOS,混频电路,TB,TA,D,S,D,S,G2,G1,G1,G2,D,S,iD1,iD2,V,DS2,受,T,A,的,V,GS1,（V,L,）,控制,Q1,Q2,f=465KHZ,中频,fL,Lb,La,0.047,uF,Le,200,PF,0.047,uF,0.,O47uF,4700,PF,300,PF,520,PF,0.,O1uF,0。047uF,50uF,270,PF,6.8,K,2.7,K,2.7,K,1.5,K,2.2,K,C?,270,PF,520,PF,-6,V,ANTENNA,C7,VL,270,PF,C1,C2,520,PF,C3,220,PF,C4,L?,Q,R3,1.5,K,中频,T3,T1,Vs,VBBO,10,K,C6,0.01,uF,12,V,Q,C,C,L,C,C,C2,0.002,uF,C1,0.001,uF,R4,120,K,R6,1,K,R1,100,K,R2,27,K,R3,330,R5,100,K,fI,18,V,VL(t),Vs(t),VI(t),三,.,混频失真,1.,干扰哨声和寄生通道干扰：干扰哨声,P，q,振幅,P=1，q=1；f,I,=f,L,-f,C,输入信号：,f,C,，f c-F,，f,C,+F,，,中频信号：,f I，f,I,-F,，f,I,+F,，,P1，q1,f,1,接近,f,I,，F,可听到音频,f,1,称为寄生中频信号,检波器中得到：,F,听音，,F,差拍,哨声,产生哨声,应避免将信号调制在（,P1，q1,时）接近中频倍数的频率上。,例如：收音机：,f,I,=465KHZ；f c=5351605KHZ,P，q,小时，,干扰最强，,P=0，q=1：f,C,=f,I,=465KHZ,因不在接收频段内,避免了最强的,干扰哨声；,P=1，q=2，f,C,=2f,I,=930KHZ，,能听到,因,P+q=3，,信号较弱；,P=2，q=2，f,C,=3f,I,=1395KHZ，,更弱,选择合理的,f,I,可减少,干扰哨声。低中频法和高中频法,寄生通道干扰：,设：,干扰信号频率,能通过中放叠加,在有用信号上,形,成寄生干扰,寄生通道干扰频率:,中频干扰,在接收,f,C,电台时可听到,干扰频率为,f,C,+2f,I,的信号,该频率称为镜像干扰频率。,加以抑制,设,接收机在哪几个频率,刻度上能收听到该干扰信号？,在这两个频率刻度上均能听到该干扰,信号。,因此，寄生干扰主要有：1.中频干扰;2.镜像干扰,这两个强干扰。,高中频法和二次混频法，以使中频干扰在输入端被滤除,2.,交调失真和互调失真：,交调失真：,混频器输入,V：,有用信号,V,S,干扰信号,V,M,本振信号,V,L,即产生干扰信号的包络,非线性失真,交叉调制失真,互调失真：两干扰信号,V,M1,，V,M2,互相干扰产生失真，称为互调失真,有用信号中频,寄生中频分量而产生的混频,失真称为互调失真,当,相近且接近,严重互调失真且,r+s=3，,称为三阶互调失真,三阶互调失真的截点,1,dB,P,I1dB,P,IM3,P,I,P,IM,P,I,、P,IM,/,dBm,P,S,=P,M,/,dBm,f,I,的振幅：,三阶互调失真分量的振幅：由,V,4,产生的,干扰功率,P,M；,三阶互调失真功率,P,IM,低频：,高频：,例题,某一混频器，以知,PI1dB=10dBm,，对应的输入信号功率为,0dBm,，,求两输入干扰电平均为,-20dBm,时的输出三阶互调失真电平。,解：,10dBm,0dBm,10dBm,0dBm,-10dBm,PIM3=PI1dB+,（,1015,）,dBm=20-25dBm,取,25dBm,PM=15dBm,15dBm,25dBm,-20dBm,-20dBm,-80dBm,0,-40,PI1dB,PIM3,15dBm,Ps/dBm,P,I,，,P,IM,/dBm,10,20,-10,-20,-30,-20,-60,-80,20,40,25dBm,第四节：振幅调制与解调电路,Q1,Q2,C5,C4,C2,C8,C7,C3,C6,C1,L5,L3,L4,Tr,R1,R2,L2,L1,Vcc,Vcc,Vo（t）,+,-,载波,输入,调制,输入,V,（t）,I,c1m,Ico,V,c1m,过压,欠压,Vcc,V,BB,0,欠压,临界,过压,Ico,I,c1m,V,c1m,Q1,C5,C3,C8,C7,C1,C6,L5,L3,L4,Tr,Vcc,+,-,V（t）,+,-,VBB0,L2,L1,调制,输入,C?,载波,输入,一、振幅调制电路,1.高电平调制电路,集电极调幅,基极调幅,2,、低电平调制电路,电路组成：,相乘器、滤波器,、,混频器组成,利用低载波法实现单边带发射机,平衡调制后产生的上下边带频率为：,相对频率间隔：,若值太小时很难获取单边带信号,采用低载波法增大相对频率间隔,平衡调制器,第一混频器,第二混频器,功放,载波,抑制器,晶体振荡器,带通滤波器,带通滤波器,晶体振荡器,晶体振荡器,音频放大器,V,O1,V,O1,V,O2,V,O2,V,O3,V,O3,二、解调电路,1.二极管包络检波器原理,R,L,D,i,C,+,-,Vs,双边带信号,若：,D,的导通状态受同步信号振幅控制，设在不加,C,时通过,D,的电流为,i。,加上,C：,同步信号,分析,:,V,S,W,c,t,V,O,V,S,V,O,i,i,AV,W,c,t,t,V,V,AV,v,AV,0,0,0,V,m,RL,D,i,C,+,-,Vs,冲快,放慢,直流分量,调制信号振幅,d,为检波器电压传输系数，或检波效率,工程古算：,R,i,Pi,输入电阻,R i：,设,放电速度慢,可能产生失真,2.,三极管射极包络检波器,3.并联型二极管检波器,Re,C,RL,D,C,+,-,Vs,+,-,Vo,Ri,L1,Vs（t）,D,C2,V0,RL,C1,+,-,R i,Re,Re,引响越小,但会引,起非线性失真,因此,R,L,取值不可能太大,要增大,Ri,用,三极管射极包络检波器,冲电时:,放电时:,4.大信号与小信号检波,大信号:,V m500mv,克服,V,D(On),的影响,小信号检波,:,RL,D,i,C,+,-,Vs,V,D,V,On,i,非线性,D,在（0，2,）,内均导通,设：,忽略三次,方以上项,平方律检波,非线性失真,5.二极管检波器的失真,a.,要求:,V,s min,=(1-M,a,)V,mo,500mV；R,L,C,低通带宽,F,max,b.R,L,C，M,a,参数选取不当时，会产生惰性失真和负峰切割失真。,.惰性失真,V,S,W,c,t,V,O,V,S,V,O,0,原因:,R,L,C,取值过大引起,C,放电过慢，当振幅下降速度比,C,放电速度快时产生失真称为惰性失真。,消除或减小失真的方法：在,T,C,周期内,C,对,R,L,放电速,度大于或等于包落下降速度。,，Ma,越大振幅下降速度越快，需减小,R,L,C,值才能保证不失真；当,Ma、R,L、,C,一定时，,太大会产生惰性失真。工程估算时,、Ma,取最大值来计算,R,L,C,值。,负峰切割失真,C,Cc,D,RL,Ri2,V,（t）,t,直流负载阻抗：,Z,L,（j0）=R,L,交流负载阻抗：,Z,L,（j）=R,L,/Ri,2,平均电压,v,AV,=V,AV,+V,m,COSt；1/CR,L,平均电流,i,Av,=I,AV,+I,m,COS t;1/W,C,C0，,即,I,AV,I,m,设,1,V,AV,=V,mo,；V,m,=Ma V,mo,满足不产生负峰切割失真的条件如下：,当,Ma,一定时，,Z,L,（0），Z,L,（）,受不产生负峰切割失真的限制,当,R,L,、R,i2,一定时，,Ma,太大会产生负峰切割失真,电路的改进,D,C1,C2,Cc,RL1,RL2,Ri2,方法：减少交流负载电阻和直流负载电阻的差别,最好的方法是在,R,L,和,R,i2,之间插入,一个高输入阻抗的射极跟随器。,R,L1,越大，交流阻抗越接近直流阻抗，,但是负载得到的音频信号就越小,实际电路中,R,L1,:R,L2,=0.10.2,6.,包络检波器的设计：,检波二极管的选择,正确选用二极管，合理选取,R,L,、,C,等的数值，保证检波器,尽可能大的输入电阻，同时满足不失真的要求。,提高检波电压传输系数，,R,D,和,C,D,小，为了克服导通电压，加正向偏置，,工作点：,20uA50uA,R,L,和,C,的选择：先确定,R,L,C,的乘积值。,1,）,.,从提高检波电压传输系数和高频滤波能力考虑,，,R,L,C,应尽可能大，要求它的最小值满足的条件：,2,）,.,考虑不产生惰性失真，允许,R,L,C,的最大值满足条件,：,分配,R,L,和,C,的值：,1,）保证检波器输入电阻,Ri,，,RL,最小值满足的件：,或,2,）,.,考虑不产生负峰切割失真，允许,R,L,的最大值满足条件：,至低放,中频回路,-6V,7.,同步检波器电路,双边带检波：,C,D,R,+,-,+,-,Vs,Vr,+,-,即把双边带信号加上同步信号变成普通调制信号，,通过包络检波器检波得到调制信号。,设,单边带信号检波,设,说明,V m、,不随包络,线性变化产生失真得不,到不失真的调制信号。,当,Vrm,Vmo,时，忽略平方项,平衡式同步检波器（减少非线性失真）,R,R,C,C,D1,D2,+,-,Vs,+,-,Vr,+,-,Vs,-,+,+,-,Vo1,Vo2,+,-,Vo,V1（t）,V2（t）,去掉偶次谐波,分量减小失真。,实现同步检波条件：产生一个与载波,信号同频同相的同步信号,V r（t）,同步信号的产生方法：双边带，用平方律检波得到二倍频后，,再分频。单边带，若含有导频，用高选择性的滤波器获得同,步信号；若只有单边带信号，用晶体振荡器得到同步信号，,但不可能完全同步。,作业：,4-1、4-2、4-3,4-8、4-9、4-10,4-15、4-21、4-31,