非线性(下)基本要求11级

电子线路(非线性部分)基本要求第四章 振幅调制、解调与混频电路一、调幅波一)调幅波基本性质1. 普通调幅波AM(1 )疋乂： V m(t) = Vm0+ K a*V Q (t)或：V m(t) = Vm(t) - V m0 =Ka*V a(t)(2) 数学表达式：当：Vc(t)= V cm COS3 ct ；Vq (t)= VQm COSQ t 时Vo(t) = (V m0+ Ka* V Qm COS Q t) COS 3 ct=V m0* (1+ M a*COS Q t)COS 3 ctM a= K a* V Qm / Vm0 (调幅度)(3)波形:VmO0.5Ma*Vmo0.5Ma*Vmo13 c- Q3 C3 c+ Q(5)带宽：BW = 2F = 2 Q /2 n6)功率:Pav=Po(1+0.5Ma 2)= Po+ P SB其中载波功率 Po = 0.5*V m?/RL，边频功率(两边)Psb=0.5 Ma2 Po(或：Pav为各频率分量的功率之和)要求：已知数学表达式、波形、频谱中一个会求其他两个2 .双边带调幅波DSB(1) 数学表达式：Vo (t) = K a* V Qm COSQ t * COS 3 ct=0.5 Ka* V Qm COS ( 3 c+Q ) t + 0.5 Ka* V Qm COS ( 3 c- Q ) t(2) 波形：Vq (t)过零点时，Vo (t)的相位出现180突变。（3）:频谱：0.5 ka*V q m0.5 ka*V Qmco C- Q(2)频谱：（上边频）（下边频）或(3)(4)带宽：BW = 2F = 2 Q 12 n（5）功率：2*0.5*( 0.5 Ka* V Qm) 2/RL单边带调幅波SSB数学表达式：V。=0.5 Ka* V Qm COS(3 c+ Q ) t 或：Vo (t) =0.5 Ka* V Qm COS(3 c- Q ) t 波形：v(t)0.5 Ka* V3 c 3 c+ Q二）调幅波实现框图1）AM :VQ (t)Y A mXY xVC (t)2)DSB:3)CRi2b）移相法 ）调幅波解调空 _ J -*maxM a maxMama” 釜(3) 负峰切割失真的现象、产生原因和不失真条件,Zl (Q )为检波器(B点往右看)的交流负载；Z (0)为直流负载对上面电路 Zl (0) =RL, Zl ( Q ) = (R L/Ri2 )(4) 提高输入电阻的方法三极管射极包络检波电路2)同步解调：适用于三种调幅波Vs (t)(5) 克服负峰切割失真的方法Vr (t)Vs (t):输入信号(调幅波)Vr (t):同步信号，应和载波Vc(t)同频同相，即Vr (t)= V rm COS 3 ct、乘法器1、正向导通时的二极管线性时变状态：定义和频率分量2、工作于开关状态下的二极管乘法器(双平衡)1:1D1V(t)D4D21:1D31：1ROl +? 1:1vc(t)Vc (t)二VCm COS ct是大信号，二极管在Vc(t)控制下工作于开关状态。设二极管的导通电阻rd=0 ,分析工作原理，求Vo (t)的表示式及 其包含的频率成分。3、双差分对电路1) 基本双差分对电路i 汀-hi = loth(啓)th(翕)2Vt2Vr I1112) MC1496 ( MC15962v2v.i “I -In2th(嵌Re2Vt6*12*当 Vi=Vim cos 3 it，且 V1m 260mv 时,-I j dh)Re2Vt2v2K2( it)Re2v2 444-cos(讹) cos(3 吐)cos(5t) -RE 二cL如v- =V2mC0S（3 2t ），则i中包含的频率分量有：2二心伫，2二3、2二5、122 2K1( -t)cos( t) cos(3 t) cos(5，t) -(单向开关函数)2 兀3兀5兀444K-( t) cos( t) cos(3 t) cos(5，t)-(双向开关函数)Ji3兀5兀三、混频1、超外差接收机的组成框图:2、混频实现模型vs (t)Vl (t)VI (t)BPF: fo = f I ; BW = 2F3、 混频电路（1）由二极管构成的单平衡或双平衡混频电路（Vl应是大信号，Vs应是小信号）例：(2 )用乘法器(如 MC1496或MC1596和带通滤波器组成的混频电路。P246图4-2-14中 Vc (t)改为 vl (t), vQ (t)改为 VS (t),BPF 的 fo = f L - f C = f I , BW = 2F+ vo1KVi 二 VmCOS ct ：10uFV2cosOt 14-A-10K10K51上图电路既可作为调幅电路（AM DSB也可作为同步解调电路又可作为混频电路，一般工作在开关状态，Vi都是幅度很大的单一频率的参考信号（载波，同步信号，本振）作混频器用时，不会产生中频寄生通道干扰，但会产生镜像干扰。（分析）当上图作为调幅电路时，调2、3脚之间的电阻可调输入调制信号的动态范围（即允许的最大输入幅度）。调电位器 W（ 47k）可调输出信号中的载波分量。作同步解调电路时，滤波器应是LPF。（3）三极管混频电路（P260图4-3-7中波广播收音机中的混频电路）三极管始终导通，利用发射结的非线性进行混频，工作在线性时变状态：* VCCflz 儿I 473o DO2-72C1 050 u F374T2p o o35 k3744-pI- o厶22274ccc3 o要求：1）求产生的组合频率。2）画出直流通路、本振等效电路、混频等效电路（输入信号、本振信号、中频选频回路）会求各个谐振回路的谐振频率，仁- fc二fI =465kHz4、混频失真1 ）四种干扰产生的来源2）干扰哨声：如当p、q取某一值时，|士pL 士qfc|= f| + F ,其中F为音频p1fcfiq - p3）寄生通道干扰：当：PL -qfM = fi，或qfM - pfi_ = fi时，fM信号也会变频成中频信号形成干扰。fM fiq q最典型的：中频干扰 （p=0,q=1）和镜像干扰（p=1,q=1）四、频谱搬移概念电路类型输入信号4卄/亠口 参考信 口号滤波器调幅调制信号载波BPF :f。= fcv/t)Vc(t) =Vcm COSCOctBW = 2Fmax同步检波调幅波同步信号LPF :彷=FmaxVs(t)Vr (t) =Vrm COSCO 衣混频高频已调波本振信号BPF :f = f| = fL 仁Vs(t)VL(t) % COS%tBW = 2F max调幅、调幅波解调和混频都是频谱搬移过程。 组成框图：乘法器+滤波器P229表4-1-1以及滤波器的主要参数第五章角度调制、PM，FM的数学表达式3与$的关系：dd(t)t(醴，(t)。3 0 (般令 Z设： 载波：Vc (t) = Vcm COS ct1)PM:定义(t ct kpV (t) =，ct kpVmcos.4 = ct M p cos4调制信号：V (t)二 V mcOSt瞬时相位与调制信号成线性关系其中Mp =kpVm，称调相指数(与 V Q m成正比，与 Q无关)。(t) =(t) -ct二M p cos t，相位偏移(相移)与调制信号成正比。最大相移：刖m(t) max=Mp瞬时频率：d(t)co(t) = =coc M p0sin0tdtcp频率偏移(频偏)：.，h(t) -c =-Mpsint最大频偏：m(t) ImaM或 ：f M pF2) FM :定义：二c kfU (t c kfV mcos4 瞬时频率与调制信号成线性关系，(t) =j：(t )-1 =kf Vm cost频率偏移(频偏)与调制信号成正比。瞬时相位：tt(t) = J，(t)dt =%0kfV mcostdtkfWm=ct -sin .4 = ct M f sin t调频指数：kfVi mM f-(与 V Qm成正比，与 Q成反比)相移：厂(t)二 e - ct =Mf sint最大相移：L m = M f不管是Mf还是Mp都表示最大相移最大频偏：=Kf Vm =Mf八角频率或:讦m二Mf F频率对比：PM时，.讦m=MpF如已知Vc(t)、v(t)和kp或kf会求：瞬时相位、相位偏移: ;：(t)、瞬时频率(t)、频率偏移.: .(t)、调相指数M p ,调频波的数学表达式V(t)、最大频偏 m、最大相移二im二、FM , PM波频谱、带宽1. 频谱特点： 边频无限多，间隔都是门 振幅由VmJn(Mj确定，当n为偶数，两边频同极性，当n为奇数，则反极性。 M f越大，具有较大振幅的边频分量越多。 对不同的n, J,Mf)都要过零点，即对任一阶n,当Mf取某一值时，Jn(Mf)=O,例如：Jo(2.4) = 0，说明M f =2.4时，无载波分量。 载波经调频后，总功率不变(等幅波)改变Mf仅仅引起载波分量和各边频分量之间功 率重新分配但总功率不变。 FM PM及其解调是非线形频谱变换，不是不失真的频谱搬移，不能用乘法器和滤波器组成的电路模型来实现。理解图5-1-4的物理意义，并根据其定 性画调频波的频谱图1.00.80.60.4J0J1J2吗 J J5J6 J7 J8 J9 J12有效带宽rmf0.20.20.4 L kI_ h L z0123456789101112B%r =2（Mf 1）F =2（：fm F）三、调频电路1、变容二极管：结电容大小随外加反偏电压变化而变化。2、直接调频(1) P320 图 5-2-8画出高频通路； 画出直流和调制信号频率通路。(2) P320图5-2-9无线话筒的FM发射机3、间接调频-先积分再调相四、鉴频电路1超外差式FM接收机组成框图T本振2、斜率鉴频器(1)单失谐、双失谐回路和集成电路的斜率鉴频电路的工作原理、画波形3、乘积型相位鉴频器(1)框图和原理相位鉴频器