解调电路

第五章振幅调制与解调§5-1概述一、基本概念调制类型连续波调制脉冲波调制调幅调频调相脉宽脉幅脉位1.调制与解调的方式用调制的信号控制高频信号某个物理量（幅度、频率、相位）实现调制。瞬时振幅：瞬时频率：瞬时相位：调频：用vΩ控制高频振荡频率对应解调鉴频调幅：用vΩ控制高频振荡幅度检波对应解调调相：用vΩ控制高频振荡相位对应解调鉴相)()()(tvtvkVtVacmm)()()(tvtvktfc)()()(tvtvkttpc2.调幅与解调的本质其本质是实现频谱线性搬移可用相乘器实现§5-2振幅调制的基本特性和实现方法一、振幅调制的定义和分类1.定义：凡是能实现将调制信号频谱搬移到载波一侧或两侧的过程，称为振幅调制。2.分类：按频谱结构分普通调幅波（AM）双边带调制波（DSB）单边带调制波（SSB）2.分类：按电路形式分高电平调制电路低电平调制电路集电极调幅基极调幅二极管调制器三极管调制器集成模拟调制器平衡环形环形组件单差分对双差分对三差分对二、调幅波的基本特性(以单音调制为例)1.AM波基本特性1)表示方法i)波形载波信号，调制信号tVvmcostVvccmccos实现AM波的关键是在调制之前必须在调制信号上叠加一个直流电压实际调制信号的调幅波形(b)uAM(t)f(t)tt(a)包络未调制001)表示方法ii)数学表达式ttM1VttVvcacmcmAMcos)cos(cos)(称振幅调制的调制度1VVVVVVKMmmmmcmmaaminmaxminmaxtttvAM(t)vAM(t)vttvcvAM(t)1)表示方法iii)频谱表示t2VMt2VMtVvccmaccmaccmAM)cos()cos(cos语音信号及已调信号频谱1)表示方法iv)矢量表示2)能量关系：Pav音频信号一个周期内在负载RL上的平均功率(高频一周期的平均功率)能量传送：从AM传送→SSB传送不仅仅节约了能量并且压缩了占据频带其中称为载波功率，称为上下边带总功率L2cm0R2VP02aSBP2MPL2a2cmLR2tM1VP)cos(SB02a020LavPP2M1PtdP21P)(3)实现方法2.DSB，SSB的基本特性1)表示方法i)波形双边带单边带1)表示方法ii)数学表达式ttVMvcoscoscmaDSBt2VMv)cos(ccmaSSBt2VM)cos(ccma－或1)表示方法iii)频谱双边带单边带2)能量关系L2oo2aDSBR2VPP2MPcm＝其中o2aDSBSSBP4MP21P3)单边带调制实现方法ii)移相法i)滤波法3)单边带调制实现方法iii)修正移相滤波器带通滤波器带通滤波器§5-3振幅调制电路一、低电平调制电路1.AM调制器（举例）1)单差分对调制器i)电路ii)工作原理tVvccmccostVvmcoskT2qvthiiiic3c2c1ccEEE3cRVviiii)讨论：其中LC带通滤波器，中心频率为C，2BWdB32)二极管调制器i)电路ii)工作原理iii)讨论：其中LC带通滤波器，中心频率为C，2BWdB3)()(tKR2RVv2iiic1LD02D1DLcmcL0AMRttV2tRV2icoscoscosLAMoRiv3)集成模拟AM调制器电路一：MC1596G(或XFC1596)3)集成模拟AM调制器电路二：BG314(或MC1595L)2.DSB调制器1）二极管DSB调制器i)二极管平衡DSB调制器LDc12D1DR2Rt)(ωKv2-iiiv1=vc＝Vcmcosωctv2=vΩ＝VΩmcosΩtVcmVΩm，VcmVD(on)i经过LC带通滤波器中心频率ωc，BW3dB=2Ω得输出tπv2RivcLDSBocos1）二极管DSB调制器ii)二极管环形DSB调制器v1=vc＝Vcmcosωctv2=vΩ＝VΩmcosΩtVcmVΩm，VcmVD(on)LDc2IIIR2Rt)(ωKv2-iiii经过LC带通滤波器中心频率ωc，BW3dB=2Ω得输出vo为不失真的vDSBtπv22RivcLDSBocos1）二极管DSB调制器iii)环形组件DSB调制器v1=vc＝Vcmcosωctv2=vΩ＝VΩmcosΩtVcmVΩm，VcmVD(on)LDc2R2Rt)(ωKv2ii经过LC带通滤波器中心频率ωc，BW3dB=2Ω得输出vo为不失真的vDSBtπv22vcocos2)三极管DSB调制器i）单差分对调制器v1=vc＝Vcmcosωctv2=vΩ＝VΩmcosΩtkT2qvthRviiicE2c1c当26mvVcm260mv,当Vcm≥260mv,，同样实现不失真的DSB波。)(121tωKkTqvth当Vcm26mv，cvvi，可实现理想DSB波；i频谱含有ωc±ωΩ，3ωc±ωΩ……，经LC带通滤波，中心频率为ωc，BW3dB=2Ω，可实现不失真的DSB波；ii）双差分对调制器kT2qvthkT2qvthIiii210IIIVΩm26mv，Vcm260mv，经LC带通滤波中心频率为ωc，BW3dB=2Ω，可实现不失真的DSB波；可实现理想的DSB波。kT2qvthRv2i1E2加RE后：)(2tωKkTqvthcc若v1=vΩ，v2=vcEckTRvqvi若v1=vc，v2=vΩiii）三差分对调制器v1=vc＝Vcmcosωct，v2=vΩ＝VΩmcosΩtvvRRIR4vvAvc2E1E0ccMDSB'，可实现理想DSB波。iv）集成模拟DSB调制器MC1595L(或BG314)vvAvvvvvcMDSBcyx,iv）集成模拟DSB调制器MC15960vK51R0v0vcWc,,可调抑制载漏调整：§5-4检波器检波：是从已调幅波中还原出原调制信号的过程。它是振幅调制的逆过程。频谱线性搬移混频调幅检波检波器包络检波同步检波串联型并联型乘积型叠加型一、二极管串联型峰值包络检波1.电路与特点电路：特点：(a)vS、D、CLRL三者串联关系；(b)具有平均电压负反馈效应。avAVAVvVv２.物理过程：i)vo为高频脉冲电压,其平均值为输出的平均电压为VAV；ii)若(RLCL)愈大,则vo脉冲愈小，VAV愈大；iii)iD的流通角很小,所以工作在输入信号的峰值附近。结论：分析：t1t23.检波特性(1)求基本方程)cos(sin)(maxDsm0AVgViI)cossin()(maxDsm1m1gViI(2)检波特性())(tVVsmAV)cos(sinLDsmAVRgVV(3)求=A（常数）50)R(gLD3LDRg33.检波特性(4)检波性能i)检波效率：1VVsmAVdcosii)等效输入电阻：2RIVRLm1smiiii)非线性失真惰性失真负峰切割失真(a)惰性失真(或称对角失真)现象：原因：克服条件：)(单音a2aLLMM1CR)(多音maxmaxmaxa2aLLMM1CRRLCL太大，说明放电速度跟不上包络下降的速度所致Vmo(b)负峰切割失真（削波失真）现象：原因：检波器与下一级级连时，必须加入隔直耦合电容引起的。克服条件：RΩ＝RL∥Ri2称为检波器的音频交流负载，RL为直流负载。LaRRM克服措施：RL=RL1+RL2，RL1≈(0.1～0.2)RL2；采用射随器完成阻抗匹配。若Rg大：若Rg小：二、同步检波器1.作用与类型1)作用：主要解调DSB，SSB波，也可解调AM波2)类型：参考信号与原载波严格同步(同频同相)tVvcrmrcosvavavAVAVvVv2.电路与工作原理1)叠加型2)乘积型i)二极管同步检波a)二极管平衡同步检波)(,,cosonDrmsmrmcrmrVVVVtVvi)二极管同步检波a)二极管平衡同步检波vvvv2o1oAVi)二极管同步检波b）二极管环型同步检波ii)集成模拟同步检波a)MC1595L电路：限幅器相乘器低通滤波器ii)集成模拟同步检波a)MC1595L框图：检波性能好；检波增益大、检波效率高；提高了前置放大器（对c）工作稳定性。特点：ii)集成模拟同步检波b）MC1596特点：◇R1，R2，R3对压控吉尔伯特电路T1～T4偏置，并防止T1～T4进入饱和，其他电阻保证T5～T6工作在放大区；◇＋12V单电源供电，能采用电阻分压网络；◇vs为很小的信号，所以RE2=100即可以得到线性检波。