【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 也不同 。 在選擇時(shí) , 應(yīng)注意以下主要參數(shù)：工作頻率范圍 、 電源電壓 、 輸入電壓動(dòng)態(tài)范圍 、 線性度等 。 Motorola 公司 MC1496/1596 、MC1495/1595和 MC1494/1594單片模擬乘法器的參數(shù)指標(biāo)簡(jiǎn)介如下 。 MC14系列與 MC15系列的主要區(qū)別在于工作溫度 , 前者為 0℃ ～ 70℃ , 后者為 55℃ ～ 125℃ 。 其余指標(biāo)大部分相同 , 個(gè)別后者稍好一些 。 表 MC15系列三種型號(hào)模擬乘法器的參數(shù)典型值 。 44 表 MC15系列三種型號(hào)模擬乘法器的參數(shù)典型值 45 MC1496組成的普通調(diào)幅或雙邊帶調(diào)幅電路 1 kM C 1 4 9 65151517 5 05 0 k7 5 00 . 1 ?uc( t )載波u?( t )調(diào) 制 信 號(hào)Ma值 調(diào) 節(jié)－ 8 V6 . 8 k1 k0 . 1 ?1 k3 . 9 k 3 . 9 k＋ 1 2 V0 . 1 ?uA M( t )信 號(hào) 輸 出( 或 uD S B)2 368101414 5122. 46 上圖所示的普通調(diào)幅電路也可以組成雙邊帶調(diào)幅電路 , 區(qū)別在于調(diào)節(jié)電位器的目的是為了使 Y通道 ① 、 ④ 腳之間的直流電位差為零 , 即 Y通道輸入信號(hào)僅為交流調(diào)制信號(hào) 。 為了減小流經(jīng)電位器的電流 , 便于調(diào)零準(zhǔn)確 , 可加大兩個(gè) 750 Ω電阻的阻值 , 比如各增大 10kΩ。 47 檢波電路 包絡(luò)檢波原理如圖所示 。 其中的非線性器件可以是二極管 , 也可以是三極管或場(chǎng)效應(yīng)管 , 電路種類也較多 。 非線性器件 低通濾波器 u i ( t ) u Ω ( t ) 48 圖 二極管峰值包絡(luò)檢波器 ＋－uiiC R＋－uoiciR這里采用的非線性器件為二極管，低通濾波器為 RC并聯(lián)電路。 49 1. ????????000)(uuugti D以時(shí)域上的波形變化來(lái)說(shuō)明二極管峰值包絡(luò)檢波器的工作原理 。 加在二極管上的正向電壓為 u=uiuo。 假定二極管導(dǎo)通電壓為零 , 且伏安特性為 : 50 ?電路特點(diǎn)： ?輸入信號(hào)為大信號(hào)。 ? 二極管導(dǎo)通與否 , 不僅與輸入電壓 ui有關(guān) , 還取決于輸出電壓 uo, 即輸出信號(hào)有反饋?zhàn)饔?。 ? 二極管導(dǎo)通時(shí) , 電容充電 , 充電時(shí)間常數(shù)為 rdC；二極管截止時(shí) , 電容放電 , 放電時(shí)間常數(shù)為 RC。 由于二極管導(dǎo)通電阻 rd很小 , 因此一般有 rdCRC。 51 二極管峰值包絡(luò)檢波器的包絡(luò)檢波波形 At0t1t2t3t4t5t6t7t8t9ui uoBCDEFG HIJ包絡(luò)t設(shè) t=t0時(shí) , uo=0。 52 在 t0～ t1時(shí)段 , ui＞ uo＞ 0, 二極管導(dǎo)通 , 開(kāi)始給電容充電 , uo按指數(shù)規(guī)律上升 , 即 AB曲線 。 在 t1～ t2時(shí)段 , ui ＜ uo, 二極管截止 , 電容通過(guò)電阻 R放電 , uo 按指數(shù)規(guī)律下降 , 即 BC曲線 。 在 t2～ t3時(shí)段 , ui ＞ uo , 二極管再次導(dǎo)通 , 給電容充電 , uo再次上升 , 即 CD曲線 。 在 t3～ t4時(shí)段 , ui ＜ uo , 二極管再次截止 , 電容放電 , uo再次下降 , 即 DE曲線 。 …… 53 由于充放電過(guò)程交替進(jìn)行 , 因此 uo波形呈鋸齒狀變化 。 可以歸納出以下幾條規(guī)律 : (1) 由于 rdCRC, 故 uo上升快 , 下降慢。 (2) 除了起始幾個(gè)周期外 , 二極管導(dǎo)通時(shí)間均在輸入高頻振蕩信號(hào)的峰值附近 , 如 t4～ t5, t6～ t7, … , 且時(shí)間很短 , 或者說(shuō) , 其導(dǎo)通角 θ很小 。 (3) 在正常情況下 , 導(dǎo)通角 θ越小 , uo曲線與 ui的包絡(luò)線越接近 。若 θ趨近于 0, 則 uo曲線就幾乎完全反映了 ui的包絡(luò)線即調(diào)制信號(hào)波形 , 此時(shí)檢波效率最高 , 失真最小 。 54 2. 二極管峰值包絡(luò)檢波器的性能指標(biāo)主要有檢波效率、輸入電阻、 惰性失真和底部切割失真幾項(xiàng)。 55 ?檢波效率 ηd： 定義為 uo中低頻分量振幅與 ui中調(diào)制分量振幅的比值 。 1??imaomd UMU?當(dāng) ui是單頻調(diào)幅波時(shí) , 即 ui=Uim(1+Ma cosΩt) cosωct時(shí) ,uo中的低頻分量為 Uom cosΩt, 檢波效率 ηd 56 當(dāng) ui是等幅正弦波時(shí) ,即 ui =Uim cosωct時(shí) , uo應(yīng)為電平為 Uo的直流電壓 , 檢波效率 ηd可寫成 1??imod UU?ηd≈cosθ 利用折線函數(shù)分析法 , 可以求得檢波效率的近似表達(dá)式： 如果考慮到二極管的實(shí)際導(dǎo)通電壓不為零 , 以及充電電流在二極管微變等效電阻上的電壓降等因素 , 實(shí)際檢波要比計(jì)算值小 。 57 當(dāng) θ很小時(shí) , 33Rg D?? ?僅當(dāng) gD為常數(shù)時(shí) , θ才為常數(shù) , ηd也才為常數(shù) , 此時(shí)輸出信號(hào)振幅 Uom與調(diào)制信號(hào)振幅 MaUim近似成線性關(guān)系 。 由于僅在大信號(hào)工作時(shí) , 二極管的導(dǎo)通電壓才可以忽略， 這時(shí)二極管伏安特性用折線近似，電導(dǎo) gD可視為常數(shù) , 因此峰值包絡(luò)檢波電路僅適合于大信號(hào)工作。 58 ? 等效輸入電阻 Ri。 mimi IUR1?檢波器的前級(jí)通常是一個(gè)調(diào)諧在載頻的高 Q值諧振回路 , 檢波器相當(dāng)于此諧振回路的負(fù)載 。 為了研究檢波器對(duì)前級(jí)諧振回路的影響 , 故定義檢波器等效輸入電阻 59 利用功率守恒定理： 輸入功率： iimi RUP22?輸出功率： RUP oo2?忽略二極管導(dǎo)通內(nèi)阻所消耗的功率， 2RRi ?60 ? 惰性失真 。 電容放電速度過(guò)慢 , 導(dǎo)致 uo的下降速率比包絡(luò)線的下降速率慢 , 則二極管不能導(dǎo)通 , 造成 uo波形與包絡(luò)線的失真 。 由于這種失真來(lái)源于電容來(lái)不及放電的惰性 , 故稱為惰性失真 。 下圖給出了惰性失真的波形圖 , 在 t1～ t2時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)了惰性失真 。 0ui包絡(luò)uot1t2t惰性失真波形圖 61 tMUdt tdu aims ???? s in)(Ruii cRc ???RCudtduCi ccc ???其下降速率為： 因?yàn)殡娙萃ㄟ^(guò) R放電時(shí) , 電容電流與電阻電流相同 , 即 : 要避免惰性失真 , 就要保證電容電壓的減小速率在任何一個(gè)高頻周期內(nèi)都要大于或等于包絡(luò)線的下降速率 。 us(t)=Uim(1+MacosΩt) 62 cc uRCdtdu 1?? 在開(kāi)始放電時(shí)刻 , 電容電壓 uc可近似視為包絡(luò)電壓 us, 故避免惰性失真的不等式可寫為 : dtduuRCdtdu ssc ???? 1即 tMUtMURC aimaim ????? s i n)c o s1(1 所以電容電壓的減小速率 63 整理得： 1c o s1s in ?????tMtR C Maa分析可知， f(t)在 aMt ???c o s此時(shí)有極大值， 此時(shí)不等式的解為 ???aaMMRC21可見(jiàn) , 調(diào)幅指數(shù)越大 , 調(diào)制信號(hào)的頻率越高 , 時(shí)間常數(shù) RC的允許值越小。 64 ? 底部切割失真 。 檢波器輸出 uo是在一個(gè)直流電壓上迭加了一個(gè)交流調(diào)制信號(hào) , 故需要用隔直流電容將解調(diào)后的交流調(diào)制信號(hào)耦合到下一級(jí)進(jìn)行放大或其它處理 。 下一級(jí)電路的輸入電阻即作為檢波器的實(shí)際負(fù)載 RL, 如圖所示 。 ＋－uiiC R＋－uoiciR＋－＋－Cc R L ＋ u L ( t ) —— u o ( t ) 65 imLR URR RU ??為了有效地將檢波后的低頻信號(hào)耦合到下一級(jí)電路 , 要求耦合電容 Cc的容抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 RL, 所以 Cc的值很大 。 這樣 , uo中的直流分量幾乎都落在 Cc上 , 這個(gè)直流分量的大小近似為輸入載波的振幅 Uim。 所以 Cc可等效為一個(gè)電壓為 Uim的直流電壓源 。 ＋－uiiC R＋－uoiciRU i m R L ＋ u L ( t ) —— u o ( t ) ＋ —— 此電壓源在 R上的分壓為： 66 則當(dāng)檢波器處于穩(wěn)定工作時(shí) , 其輸出端 R上將存在一個(gè)固定電壓 UR。當(dāng)輸入調(diào)幅波 ui(t)的值小于 UR時(shí) , 二極管將會(huì)截止。 也就是說(shuō) , 電平小于 UR的包絡(luò)線不能被提取出來(lái) , 出現(xiàn)了失真 , 如圖所示。 Uim(1 M a ) 0 Uim ui(