通信电子线路（邱健）5振幅调制和解调电路.ppt

所谓混频就是将两个不同频率的信号(其中一个是本机振荡信号，另一个是外加已调波信号)加到非线性器件进行频率变换, 然后由选频回路取出其差频或和频分量，并保持原调制规律不变。 如果该非线性器件本身仅实现频率变换, 本机振荡信号由另外的器件产生, 则称为混频器。 § 9.1　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 § 9.1　概述 混频是将载波为高频的已调信号，不失真地变换为载波为中间的已调信号，必须保持： ②频谱结构不变，各频率分量的相位大小，相互间隔不变。 ①调制类型，调制参数不变，即原调制规律不变。 1、电路的表达式 或 § 9.1　概述 混频器分类 根据所用器件的不同, 混频(变频)器可分为模拟乘法器混频、二极管混频、晶体三极管混频、场效应管混频和差分对混频等; 根据工作特点的不同, 可分为单管混频器、平衡混频器和环形混频器等; 根据所加信号的大小可分为大信号混频和小信号混频。 混频也是一种线性频谱搬移技术。通常是将已调高频信号的载波从高频变换为中频, 并保持原调制规律不变。以提高设备的稳定性, 使接收电路简化。 § 9.1　概述 § 9.1　概述 从前面的分析中已知, 凡是能实现两个高频电压相乘的非线性器件都可构成混频器。集成电路混频器主要是利用双平衡模拟乘法器来实现混频。 § 9.5 模拟乘法器混频 当在乘法器的两个输入端分别加入本振电压 和高频输入信号 且 时, 乘法器 输出电流为 若带通滤波器的中心角频率为 , 谐振回路 , 则 等效阻抗为 若输入信号为调幅波: 则中频电压为 § 9.5 模拟乘法器混频 § 9.5 模拟乘法器混频 5.2.2二极管平衡调幅 下图所示为二极管平衡调幅电路。图中D1和D2两个 二极管参数相同，在小信号工作时它们的特性曲线可以 用同一个开关函数表达式来表示. 第二节 相乘器电路 调制信号u1（uΩ）通过Tr1耦合； 载波信号u2（uc）通过Tr3耦合； Tr1和Tr2的副边和原边上下匝数比相等，即分别于其原边和副边的匝数相等。负载RL分别在Tr2的原端上下各等效一个RL； 电容C与Tr2原边的谐振频率为ω2 当载波幅度 足够大时,两个二极管均工作在开关状态， 导通时，工作电流在受 调制信号的控制，其导通电阻为 。 等效电路如图 b所示。二极管 第二节 相乘器电路 5.2.2二极管平衡调幅 第二节 相乘器电路 当正半周时，二极管的导通电流分别为： 当负半周时，二极管截止。因此总的电流表达式： 第二节 相乘器电路 根据图中 的极性有 考虑到电容C与Tr2的原端并联谐振在ω2，进一步假设LC回路的带宽BW0.7=2 ω1，由上式得到的输出电压uo表达式为： 第二节 相乘器电路 其中，Rp为负载2RL与LC回路中Tr2原端电感内阻r0并联的电阻。即： 输出信号的幅度Uom 与二极管导通内阻rd和RL有关。 与调制信号的幅度UΩm有关，与Ucm无关。 5.2.2二极管平衡调幅 与单二极管调幅电路相比： （1）频率分量明显减少，没有了ωc和2n ωc （2）得到的是双边带调幅信号， （3）信号输出幅度主要与RL、调制信号幅度有关。 第二节 相乘器电路 5.2.2二极管平衡调幅 5.2.3 二极管环形调幅 为了利用电路的对称性结构进一步抵消一部分不需要的频率分量，常采用如图所示的二极管环形调幅电路。 第二节 相乘器电路 第二节 相乘器电路 调制信号u1（uΩ）通过Tr1耦合； 载波信号u2（uc）通过Tr3耦合； Tr1和Tr2的副边和原边上下匝数比相等，即分别于其原边和副边的匝数相等。负载RL分别在Tr2的原端上下各等效一个RL； 电容C与Tr2原边的谐振频率为ωc 只在载波电压 的正半周时导通， 只在载波电压 的负半周时导通。由前面的推导可以得到： 第二节 相乘器电路 此时为负半周 第二节 相乘器电路 再考虑到，D1、D2与D3、D4的开关函数正好反相，也就是说，开关函数k3和k4相同，但与k1和k2有180°的相差。因此得到： 再可以推出： 第二节 相乘器电路 根据电流定义方向，可以得到： 同理，考虑到电容C与Tr2的原端并联谐振在ω2，LC回路的带宽BW0.7=2 ω1，由上式得到的输出电压uo表达式。 第二节 相乘器电路 5.2.3 二极管环形调幅 与二极管平衡调幅电路相比： （1）频率成分得到了进一步的减少； （2）频率分量的振幅加倍。 采用二极管这种无源