第6章x高频电路

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1、第6章模拟调幅、检波与混频电路1. 概述概述. 振幅调制与解调原理振幅调制与解调原理. 调幅电路调幅电路. 检波电路检波电路. 混频混频. 倍频倍频. 接收机中的自动增益控制电路接收机中的自动增益控制电路. 实例介绍实例介绍.9 章末小结章末小结第第6章章 模拟调幅、检波与混频电路模拟调幅、检波与混频电路(线性频率变换电路线性频率变换电路)第6章模拟调幅、检波与混频电路26.1 概述概述调制：调制：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第6章模拟调幅、检波与混频电路3中国移动中国移动TD-SCDMA (TDD)TD-SCDMA (TDD)：1

2、8801920MHz18801920MHz，20102025MHz20102025MHz中国联通中国联通WCDMA (FDD) WCDMA (FDD) ：19201980MHz19201980MHz，21102170MHz21102170MHz中国电信中国电信CDMA2000 (FDD) CDMA2000 (FDD) ：825835MHz825835MHz，870880MHz870880MHz第6章模拟调幅、检波与混频电路46.1 概述概述调制：调制：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：解调：在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段,

3、 恢复原调制信号。 数字数字/模拟模拟调制信号调制信号 / 载波载波 / 已调信号已调信号第6章模拟调幅、检波与混频电路5按照载波波形： 可分为脉冲调制脉冲调制和正弦波调制正弦波调制。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)。 第6章模拟调幅、检波与混频电路6第6章模拟调幅、检波与混频电路7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)。 本章重点内容：1、振幅调制与解调的基本

4、原理2、振幅调制与解调有关电路组成第6章模拟调幅、检波与混频电路8振幅调制主要有以下几种方式振幅调制主要有以下几种方式普通调幅（ Amplitude Modulation , AM）双边带调幅（Double Side-Band AM, DSB-SC AM ）单边带调幅（Single Side-Band AM, SSB AM）残边带调幅（Vestigial Side-Band AM, VSB AM）正交调幅（Quadrature Amplitude Modulation , QAM）6.2 振幅调制与解调原理振幅调制与解调原理第6章模拟调幅、检波与混频电路96.2.1普通调幅方式普通调幅方式 普

5、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。 第6章模拟调幅、检波与混频电路101. 普通调幅信号的表达式、普通调幅信号的表达式、 波形、波形、 频谱、带宽频谱、带宽 设载波载波为uc(t)=Ucmcosct调制信号调制信号为单频信号，u(t)=Umcost (c) 则普通调幅信号普通调幅信号为: 其中k为比例系数，调幅指数调幅指数 0Ma1 (6.2.1),cmmaUUkM( )(cos)cos(1cos)cosAMcmmccmacutUkUttUMtt第6章模拟调幅、检波与混频电路11图6.2.1(a)给出了u(t), u c(t)和u

6、AM(t)的波形图。Um0u(t)tUcmuc(t)uAM(t)UmaxUminUcm0包络tt0c00ccc(a)(b)0包络：信号振幅各峰值点的连线第6章模拟调幅、检波与混频电路12从图中并结合式(6.2.1)可以看出：1. 普通调幅信号的振幅由直流分量Ucm和交流分量kUmcost相加而成2. 普通调幅信号的包络完全反映了调制信号的变化。3. 可得到调幅指数Ma的表达式:cmcmcmcmaUUUUUUUUUUMminmaxminmaxminmax（6.2.2）( )(cos)cos(1cos)cosAMcmmccmacutUkUttUMtt第6章模拟调幅、检波与混频电路13当Ma1时,

7、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。图 6.2.2 过调制波形uAM(t)0t第6章模拟调幅、检波与混频电路14式(6.2.1)又可以写成 uAM(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)。普通调幅将调制信号频谱搬移到了载频的左右两旁普通调幅信号的频带宽度是2(或2F), 是原调制信号的两倍( )coscos()cos() 2acmAMcmcccM UutUttt第6章模拟调幅、检波与混频电路15Um0u(t)tUcmuc(t)uAM(t)UmaxUminUcm0

8、包络tt0c00ccc(a)(b)0第6章模拟调幅、检波与混频电路16非周期调制信号u(t)的频谱：连续频谱, 假设其频率范围是minmax 如果载频是c, 则这时的普通调幅信号可看成是调制信号中所有频率分量分别与载频调制后的迭加, 各对上、下边频的迭加组成了上、 下边带, 相应的波形和频谱如图6.2.3所示。可见, 这时普通调幅信号的包络仍然反映了调制信号的变化, 上边带与下边带呈对称状分别置于载频的两旁, 且都是调制信号频谱的线性搬移, 上、 下边带的宽度与调制信号频谱宽度分别相同, 总频带宽度仍为调制信号带宽的两倍, 即BW=2max。 第6章模拟调幅、检波与混频电路17图 6.2.3

9、一般调幅信号的波形与频谱 u(t)cmaxcmax0ttmaxminuAM(t)0ccmincminBW第6章模拟调幅、检波与混频电路18 2 普通调幅信号的产生和解调方法普通调幅信号的产生和解调方法(1) 调制调制 式(6.2.1)可以改写如下： 由上式可见, 将调制信号与直流相加后, 再与载波信号相乘, 即可实现普通调幅。图6.2.4给出了相应的原理方框图。111( )(cos)cos(1cos)cos( )( )AMcmmcmcmccmckutUkUttkUtUtUkutu t 1cmkkU第6章模拟调幅、检波与混频电路19u(t)直 流 电 平uAM(t)uc(t)111( )( )(

10、 )AMckutkutu t图 6.2.4 低电平调幅原理图 由于乘法器输出信号电平不太高, 所以这种方法称为低电平调幅低电平调幅第6章模拟调幅、检波与混频电路20uc(t)UBB UCC0uUCC(t)LCuo(t)第3章曾经讨论过利用丙类谐振功放的调制特性也可以产生普通调幅信号。由于功放的输出电压很高, 故这种方法称为高电平调幅高电平调幅。 uc(t)UBB0uUBB(t)LCuo(t)UCC第6章模拟调幅、检波与混频电路21(2) 解调解调普通调幅信号的解调方法有两种, 即包络检波包络检波和同步检波同步检波。 (a) 包络检波。 利用普通调幅信号的包络反映了调制信号波形变化这一特点, 如

11、能将包络提取出来, 就可以恢复原来的调制信号。这就是包络检波的原理。 第6章模拟调幅、检波与混频电路22设输入普通调幅信号将调幅信号作为非线性器件（晶体二极管或晶体三极管）的输入，且令非线性器件工作在开关状态开关状态，则其特性可以由单向开关函数（第5章第5.3节式(5.3.5)）来表示非线性器件输出电流为:111( )( )()12(1cos)cos( 1)cos(21)2(21)oAMcncmaccni tgut KtgUMttntn(6.2.7)g是非线性器件伏安特性曲线斜率。( )(1cos)cosAMcmacutUMtt第6章模拟调幅、检波与混频电路23可见io中含有直流, , c,