【正文】 第 6章 頻譜變換電路 概述 模擬乘法器 普通幅度調(diào)制及解調(diào)電路 幅度調(diào)制 普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路 普通調(diào)幅波的解調(diào)電路 抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路 抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生電路 DSB/SC AM波解調(diào)電路 混頻電路 倍頻器 調(diào)角波的基本性質(zhì) 瞬時相位和瞬時頻率的概念 調(diào)角波和調(diào)頻波 直接調(diào)頻電路 變?nèi)荻O管調(diào)頻電路 晶體振蕩器直接調(diào)頻電路 電容話筒調(diào)頻電路 電抗管調(diào)頻電路 間接調(diào)頻電路 調(diào)頻波的解調(diào) 斜率鑒頻器 相位鑒頻器 比例鑒頻器 移相乘積鑒頻器 脈沖均值鑒頻器 * 鎖相環(huán)鑒頻器 * 跟相環(huán)鑒頻器 限幅器 晶體二極管限幅器 晶體三極管限幅器 概 述 ？ 具備將輸入信號頻譜進行頻譜變換，以獲取具有所需 頻譜的輸出信號這種功能的電路就叫做頻譜變換電路。 例如，倍頻就是將頻率較低的信號通過倍頻變換成頻 率較高的信號。又如，調(diào)幅波就是將頻率很低的音頻信號 或視頻信號調(diào)制到高頻的幅度上去。再如，檢波電路就是 將載有音頻信號或視頻信號還原成音頻信號或視頻信號。 頻譜變換電路 頻譜搬移電路 頻譜非線性變換電路 調(diào)幅及解調(diào)電路 混頻電路 倍頻電路 普通調(diào)幅及解調(diào)電路 單邊帶調(diào)幅解調(diào)電路 雙邊帶調(diào)幅解調(diào)電路 調(diào)頻電路 調(diào)頻波的解調(diào)電路限幅器 直接調(diào)頻電路 間接調(diào)頻電路 變?nèi)荻O管調(diào)頻電路 晶體管振蕩器直接調(diào)頻電路 電容話筒調(diào)頻電路 電抗管調(diào)頻電路 斜率鑒頻器 相位鑒頻器 比例鑒頻器 移相乘積鑒頻器 脈沖均值鑒頻器 鎖相環(huán)鑒頻器 跟相環(huán)鑒頻器 模擬乘法器 本節(jié)主要介紹變跨導(dǎo)式模擬乘法器。變跨導(dǎo)式模擬乘 法器是以恒流源式差動放大電路為基礎(chǔ)，并采用變換跨導(dǎo) 的原理而形成的，其 符號見下圖。 一般表達式為： 21 iio ukuu ? 幅度調(diào)制 用調(diào)制信號去控制高頻振蕩器的幅度，使其幅度的變 化量隨調(diào)制信號成正比的變化，這一過程叫做 調(diào)制 。經(jīng)過 幅度調(diào)制后的高頻振蕩稱為幅度調(diào)制波 (簡稱調(diào)幅波 )。 根 據(jù)頻譜結(jié)構(gòu)的不同 可分為普通調(diào)幅 (AM)波，抑制載波的雙 邊帶調(diào)幅 (DSB/SC AM)波和抑制載波的單邊帶調(diào)幅 (SSB/SC AM)波。 普通調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路 設(shè)調(diào)制信號為 uΩ(t)，其 0)( ?? tu，載波為： ? ? ? ?tUtu ccmc ?c o s? 根據(jù)調(diào)幅的定義，已調(diào)高頻振蕩的幅度變化量應(yīng)和調(diào)制 信號成正比，則其包絡(luò)函數(shù) U(t)為 )|)(| )(1()()(m a xtutumUtukUtUacmacm??? ????則已調(diào)波為： ttu tumUttUtu cacmcAM ?? c o s]|)(| )(1[)c o s ()()(m a x?????式中 cmaa Utukm m a x|)(| ?? 為調(diào)幅系數(shù)（或調(diào)制指數(shù)），它表示 調(diào)幅波幅度的最大變化量與載波振幅之比，一般 0≤ma≤1。 載波信號的頻譜函數(shù)為 Uc(ω)，則 )()()( ccmccmc UUU ????????? ???? 則 uAM(t)的頻譜函數(shù)為 )]()([2)]()([)( cccmacccmAM UUUmUU ???????????? ???????? ??其對應(yīng)的波形和頻譜函數(shù)如圖所示。 調(diào)幅信號及其頻譜 高于 ωc的頻率分量稱為上邊帶，低于 ωc的頻率分量稱 為下邊帶。普通調(diào)幅波有上下兩個邊帶，它是一個集中在 ωc附近的頻帶信號，所占帶寬為最高調(diào)制頻率的兩倍，即 BAM=2Ωm 由式 ，載波分量的振幅與調(diào)制信號無關(guān)，只有 邊帶幅度隨調(diào)制信號的變化而改變。 普通幅度調(diào)制波功率利用率很低，為了克服這個缺點 , 可以只發(fā)射邊帶而不發(fā)射載波。這叫做抑制載波的雙邊帶 調(diào)幅 (DSB/SC AM)。 其時域表達式為 uDSB(t)=uΩ(t)cosωct 其頻譜變換為 )]()([21)( ccD S B UUU ????? ???? ?? 顯然，利用模擬乘法器很容易實現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào) 幅波。其電路模型、波形和頻譜示 如圖所示 。 DSB/BC 的電路模型、信號波形及頻譜圖 ①信號的幅度仍然是隨調(diào)制信號而變化，但與普通 AM 波不同，它的包絡(luò)不再能反映調(diào)制信號的形狀，可是仍然 保持著 AM波所具有的頻譜搬移特性。 ②在調(diào)制信號正半周區(qū)間的載波相位與調(diào)制信號負半周 的載波相位反相。即高頻振蕩的相位在 uΩ(t)=0的瞬間有 180176。 的突變。 ③信號所占頻譜帶寬仍為 BDSB=2Ωm。 為了既節(jié)省發(fā)射功率，又減小頻帶，可以只發(fā)射一個 邊帶，因為任何一個邊帶都反映了調(diào)制信號全部信息。 這種傳輸一個邊帶的調(diào)制方式稱為抑制載波的單邊帶調(diào) 幅（ SSB/SC AM），其頻譜如圖所示。 SSB/SC AM信號的頻譜圖 普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路 在無線電發(fā)射機中，按功率電平的高低，普通調(diào)幅電 路可分為高電平調(diào)制電路和低電平調(diào)制電路兩大類。前者 屬于發(fā)射機的最后一級，直接產(chǎn)生發(fā)射機輸出功率要求的 已調(diào)波；后者屬于發(fā)射機前級產(chǎn)生小功率的已調(diào)波，再經(jīng) 過線性功率放大達到所需的發(fā)射機功率電平。 現(xiàn)設(shè)載波電壓為 uc(t)=Ucmcosωct 調(diào)制電壓為 uΩ=Ec+UΩmcosΩt 上兩式相乘得到普通振幅調(diào)制信號 式中， ma稱為調(diào)幅系數(shù) (或調(diào)制指數(shù) )，它表示調(diào)幅波的幅 度的最大變化量與載波振幅之比，即幅度變化量的最大值。 顯然 0≤ma≤1，否則已調(diào)波會產(chǎn)生失真。 根據(jù) ，我們可以采用乘法電路實現(xiàn)它。 ttmUttUEKUtUtUEKtucascmccmccmmcs???c o s]c o s1[ c o s]c o s[ c o s]c o s[)(??????????? 普通調(diào)幅波的解調(diào)電路 解調(diào)是調(diào)制的逆過程。幅度調(diào)幅波的解調(diào)簡稱檢波，其 作用是