第5章 振幅调制及解调5.ppt

3.检波失真 检波失真是指检波器输出电压与输入调幅波的调制信号相似的程度。检波失真包括线性失真和非线性失真。 线性失真又叫频率失真，它是由于检波器带宽不够或带内增益的起伏而引起的失真。这种失真会使调制信号中各频率分量幅值的比例关系发生变化。 非线性失真是由于检波特性的非线性而引起的失真，这种失真会产生调制信号的谐波分量和各调制频率间的组合频率分量。 5.6.2 包络检波器 大信号输入，二极管特性可用折线近似。 (1)电压传输系数kd 若输入电压是一个等幅波us=UsmcosωCt，输出电压是直流。二极管的电流iD为余弦脉冲，它的导通角θ： 最大电流： 二极管电流脉冲中的直流分量为： 输出电压： 电压传输系数 在  时，可忽略5阶项以上的高阶项，因此 gD 和 R 越大，θ越小，电压传输系数kd→1。 当输入是AM调幅波时， 二极管检波器的输出电压： (2) 输入阻抗Zin。二极管峰值包络检波器的输入阻抗Zin=Ri+jXi。输入电抗为容性，它是二极管的结电容与输入端分布电容和，通常限制在几pF的量级。 检波器的输入电阻Ri等于输入电压振幅Usm与二极管电流iD中的基波分量幅度ID1之比。 当θπ/6时， (3)检波失真 ①检波特性的非线性引起的失真。由于二极管的伏安特性是指数曲线，二极管的内阻rD随二极管两端的电压uD的增加而减小，因此输出电压uo就会随rD的减小而增加，检波特性就会随输入电压幅度Usm的增加而向上翘。 通常应满足: 电阻R应尽可能大，以减小检波特性非线性引起的失真。 ②惰性失真：为了提高电压传输系数和减少检波特性的非线性引起的失真，希望加大电阻R。而电阻R越大，时间常数RC越大，在二极管截止期间电容的放电速率越小。当电容器的放电速率低于输入电压包络的变化速率时，电容器上的电压就不再能跟随包络的变化，从而出现失真---惰性失真。 2. 四象限模拟乘法器BG314 对模拟乘法器BG314，采用了反正切双曲函数电路。调制信号与载波的幅值限制是： U2mI0RE U1m0.5I0`RE1 5.4.2 二极管调制器 二极管导通时的特性： 所以 设 由于二极管的单向导通性，导通角 最大电流： 输出是余弦脉冲。 外部特性 1. 单二极管调制器 在上述情况下，可以把二极管看成一个受输入电压控制的开关，等效电路如下图所示。 图5.40 单个二极管时变等效电路 ? 当ui+ED-UB′≥0时，开关S闭合 在ui+ED-UB′0时，开关S打开，uo=0。开关S可 用宽度等于2θ，幅度等于1，重复频率等于ωi的周期性 脉冲序列kθ(ωit)来等效(如图5.40(b)所示)。 当ED=UB′时， ，有 相应地 通常有： RLrD 当二极管的输入为调制信号+载波时，即 如果：ωcΩ，UcmUΩm , 可以近似认为二极管是受载波控制的开关。 二极管等效的开关函数为k1(ωCt)，则输出电压： 图5.42 单个二极管调制器输出信号的频谱图 条件： ωcΩ，UcmUΩm ；ED=UB’； RLrD 2. 单平衡式二极管调制器 二极管特性实际是指数曲线，单个二极管调制电路中存在着非线性失真。为了减小失真，采用了平衡对消技术---平衡式二极管调制器。 输出电压： 相应的频谱如图5.44所示。由图可见，在调制器输出端用中心频率等于(2n+1)ωC、带宽B≥2Ω的带通滤波器，可以获得双边带调制信号。 图5.44 单平衡二极管调制器输出信号频谱图 在单平衡式二极管调制器电路中，将载波与调制信号对调，VD1与VD2都只在载波的正半周导通，在负半周截止。输出电压将不含载波。 例　　某调幅电路如图所示。图中D1、D2的伏安特性相同，均为自原点出发低斜率为gD的直线，设调制与载波频率和电压满足ωcΩ，UcUΩ。试问电路能否实现振幅调制作用？输出电流中含有哪些频率分量？ 3. 双平衡二极管调制器 为了进一步提高调制器的质量、减少失真，可将两个完全相同的单平衡二极管调制器组合，构成双平衡二极管调制器，如图所示。 找通路，看二极管两端的电压。 二极管均认为是理想二极管，rD=0。在载波正半周二极管VD1 和VD2的导通，等效负载电阻是RL。 加在VD1的电压为uC