通信电子电路5.2

在平衡电路的基础上，再增加两个二极管D3,D4使电路中四个二极管首尾相接i.电路结构vΩ+VL_vΩ3241DDDD构成环形，vomm00m00mVVtcosVvtcosVv且设：vΩvΩ+VL1-vΩvΩ+VL2-ii.工作原理分析当0)t(v0时，平衡电路I在负载回路中产生的电压为：)t(v)t(SRg)t(V1Ld1L)t(v)t(SRg)t(V2Ld2L0)(0tv时，平衡电路I在负载回路中产生的电压为：当而其中：0)(00)(1)(001tvtvtS0)(10)(0)(002tvtvtS（3）二极管环形电路实现DSB信号返回IIDDDDtvIDDDDtv组成平衡电路截止导通组成平衡电路截止导通,,,,0)(,,,,0)(2143043210则有S1(t)S2(t)S(t)V0(t)那么在一个周期内平衡电路I，II在负载RL上产生的电压为：)t(v)t(SgR2)t(v)t(S)t(SgR2VVVdL21dL2L1LL0)t(v10)t(v1)t(S00式中称为双向开关函数的付里叶级数展开式为：)t(S而...t5cos54t3cos34tcos4)t(S000tcosV...t5cos54t3cos34tcos4gR2V000dLL有的频率成份：只有组合频率LV012n性能更接近理想乘法器。3ω0-Ω3ω+Ωω0-Ωω+Ω经滤波后的输出电压：返回ttVRgtvLdL0coscos8)(1.内部电路：T1，T2和T3，T4为双差分对，T5，T6为差分对尾管，T7，T8为镜向恒流源.例2，利用模拟乘法器实现DSB信号（MC1596）2.外部电路(1)R1，R2，R3为T1，2，3，4的基极偏置，R3实现交流匹配，R4，R5为集电极负载。(2)R6~R9,Rw为T5，T6的基极偏置，Rw为平衡电阻。(3)R10确定镜像恒流08c7cIiiRy扩大)(tv的动态范围。9,６脚单端输出信号电压3C1CIiii又（xxxxeeeetanh双曲正弦）而可以推出：T06C3CT05C1CV2vtanh12iiV2vtanh12ii若设输出端交流负载为LR则输出电压：而08C7CRy8C6CRy7C5CIiiiiiiii返回RLiRyic7ic8ic1ic3iIioT0Ry0T05C6C6C5CT06CT05CIV2vtanhiIV2vtanh2ii2iiV2vtanh12iV2vtanh12ii则当)(tv输入时，yyTTRyRvRrrtvi65)(T0LRyLV2vtanhRi)t(v分析：(1)设当调WR，使0)(tv（无输入）时0I0Ry+vΩ（t)—iRyTyLLVvtvRRv2tanh)(0ic6ic5Ry0RyII(2)当调WR使静态时，即0)(tv有信号DSB)t(v)t(vVR2Rv0TyLL又当TTVtvVtvmVtv2)(2)(tanh26)(000yRyRyRtvIi)(当有)t(v输入时（动态）信号AMtcostcosIRV1V2VIRV2)t(vtanhIR)t(v1IRV2)t(vtanhR)t(vIRv0RyyT0RyLT0RyyRyLT0yRyLL)(tvvo(t)+vL-解调是调制的逆过程，是从高频已调波中恢复出原低频调制信号的过程。从频谱上看，解调也是一种信号频谱的线性搬移过程，是将高频端的信号频谱搬移到低频端，解调过程是和调制过程相对应的，不同的调制方式对应于不同的解调。振幅调制过程：解调过程AM调制DSB调制SSB调制包络检波：同步检波：峰值包络检波平均包络检波乘积型同步检波叠加型同步检波§5．3调制信号的解调一调幅解调的方法1包络检波非线形电路低通滤波器从已调波中检出包络信息，只适用于AM信号输入AM信号检出包络信息由于DSB和SSB信号的包络不同于调制信号，不能用包络检波器，只能用同步检波器，但需注意同步检波过程中，为了正常解调，必须恢复载波信号，而所恢复的载波必须与原调制载波同步（即同频同相）。乘法器低通滤波器VDSBVo’VΩ’2同步检波包络检波器加法器VDSBVo’VΩ’VAM解调载波峰值检波器的工作条件：检波器一般工作在大信号状态，输入信号要求大于0.5V，通常在1V左右。1基本电路结构RC网络的基本功能：对高频载波信号短路，即滤除高频信号，即RC01即在理想情况下，RC网络的阻抗为：+vo—输入回路：相当于末级中放的输出回路,输入AM信号二极管D：相当于一个非线性元件输出回路：低通RC滤波网络v，相当于检波负载，即RC1对低频调制信号2工作原理分析检波过程：iD即RC网络对流过二极管D中的电流Di的各频率分量来说，高频短路，而直流和低频C开路，呈现的阻抗为R。RZZZRC)(0)()(0即：ivv0（1）在输入信号的正半周，D受正向电压作用而导通，电流Di对C充电，充电时间常数crd很小，充电迅速，使0viv接近另外0v又反向加在D负端，使二极管的端电压为0vvviD故D的导通与截止决定于0iDvvv（2）当iv0v最大值下降到小于时，由于电容上的电压不能突变，00vvvid二极管D截止，C通过R放电，一般由于放电时间常数RCT000021fT)故放电较缓慢，(其中0viv能保持的峰值而略有下降时，D又导通，对C迅速充（3）当iviv0v的第二个正半周到来，且0viv能保持在的峰值电压上。电，使+vD-++--二二极管峰值型包络检波器峰值检波器检波过程的波形如右图所示，输出电压vvvDC0VDC+vi—而峰值检波器的应用型输出电路如下图所示图(a)：可输出恢复的调制信号v，一般作为检波电路。DCV可作为自动增益的控制信号（AGC信号）。图(b)：输出与已调波中载波的大小成正比的直流分量VDCv(a)RgvRSRd(b)DCVodmVVK输入已调波包络振幅输出低频交流电压振幅ttmVvvAMi00cos)cos1(00vvvvvAMid若设输入信号)(0tv输出信号为,则加在二极管两端的电压VDiDVoViθ如果以右图所示的折线表示二极管的伏安特征曲线（注意在大信号输入情况下是允许的），则有：)t(vtcos)tcosm1(Vg)t(vvg)t(i000d0AMdd可见当t0时0)(tid有tVVtmVVtmVtvDCcoscoscoscoscos)cos1()(0000可见)(0tv有两部分：低频调制分量：tVtvcos)(其中cos0mVV直流分量：cos0VVDC(1)传输系数：（也称为检波系数或检波效率）定义：+vi-+vo-+vd-３电路性能分析coscos000mVmVmVVKd有为电流导通角。其中另外，还可以证明导通角的表达式：gRtggRgR而当很大时，(如50)，3533115231tg3D3RR3gR3代入上式可得：DRg1DR而为二极管导通内阻。ttmVvi00cos)cos1()cos1()(00tmVKtvdcosKRd（2）检波的等效输入电阻idR峰值检波器常作为超外差接收机中放末级的负载，故其输入阻抗对前级的有载Q值及回路阻抗有直接影响，如下图所示，这也是峰值检波器的主要缺点。R讨论：①在大信号检波过程中，当D和确定后，为恒定值，cosdK与输入信号大小无关，亦即检波效率恒定，与输入信号的值无关，则输出信号为：②当1dK1dK但理想值50gR9.0dK一般当，输入与输出之间为线性关系，故称为线性检波。一般计算方法为：当输入信号为：3D3RR3gR3检波器的输入电阻Ri是为研究检波器对其输入谐振回路影响的大小而定义的，因而，Ri是对载波频率信号呈现的参量。若设输入信号为等幅载波信号中放末级+vi_RitVvimi0cosVoiimRV22LRL20RV，应全部转换为输出端负载电阻上消耗的功率（注意为直流）如果忽略二极管导通电阻上的损耗功率，则由能量守恒的原则，输入到检波器的高频功率L20i2imRVR2V0VVimLiR21R即有，而在二极管峰值型检波器中，存在着两种特有失真：(1)惰性失真惰性失真会造成输出波形不随输入信号包络而变化，从而产生失真，这种失真是由于电容放电惰性引起的，故称为惰性失真。底部切割失真4检波器的失真RC一般为了提高检波效率和滤波效果，（C越大，高频波纹越小），总希望选取较大的R，C值，但如果R，C取值过大，使R，C的放电时间常数所对应的放电速度小于输入信号(AM)包络下降速度时，(1)产生惰性失真的原因：输入AM信号包络的变化率RC放电的速率(2)避免产生惰性失真的条件：在任何时刻，电容C上电压的变化率应大于或等于包络信号的变化率，即ttvtvC)(ttmVvi00cos)cos1(tmVtvcos)(010sin)(tVmttv)cos1(0tmVvCRCtt10C1e)tcosm1(V)t(v)tcosm1(VRC1tv10ttC11010tsinmVm)tcosm1(VRC1若设输入信号AM信号：包络信号为：包络变化率:另外，在二极管截止瞬间，电容两端所保持的电压近似等于输入信号的峰值。即那么电容C通过R放电的电压关系为：时刻不产生惰性失真的条件为：1t所以要求在(3)分析：则有：1cos1sin11tmtmRCA1t)(tvCv实际上不同的，和下降速度不同。为在任何时刻都避免产生惰性失真，必须保证A值取最大时仍有1maxA故令:0dtdA0tcosm1tsinRCmtcos)tcosm1(mRCdtdA22222即：;mtcos221cos1sinmtt可解得：1m1mRCm1tsinmRCA22max有mmRC21有m可见，越大信号包络变化越快RC值调制系数m也不相同，所以在设计检波器时，应用最大调制度检验有无惰性失真，其检验公式为：maxmin~maxmmax一般由于调制信号总占有一定的频带调制频率并且各频率分量所对应的和最高maxmax2max1mmRCVim（1-m）(2)底部切割失真如图所示，为能有效地传输检波后的低频调制信号，要求：a)原因：一般为了取出低频调制信号，检波器与后级低频放大器的连接后级+VCg-+VR—min1ggCRmin1ggCR或因而Cg一般取值较大（一般为F10~5），所以在检波过程中gC两端建立起直流电压，其值大小近似等于载波电压振幅，即imCgVVVimRRRVVgCgR且在低频一周内基本维持不变，经RgRR与分压后在上得到的电压：ttmVvoimicos)cos1(VRRV而对二极管来说相当于一个反向偏压。当输入调幅波的m值较小时，不会影响检波作用，而当m值较大时，在调制信号的负半周，输入信号低于RV时，二极管截止，使检波输出信号不跟随输入调幅波包络的变化而产生失真。VRVim（1-m）)tcosm1(Vim+vi-+vm-ttmVvoimicos)cos1(ttmVvoimicos)cos1()tcosm1(Vim)tc