《电子线路（第4版）》课件 第11章 调幅与检波.ppt

第11章调幅与检波11.1调幅波的基本性质11.2调幅电路11.3检波器11.4应用与仿真实验11.1调幅波的基本性质11.1.1调幅波的波形调幅就是使载波的振幅随调制信号的变化而变化。设调制信号是一个单频率的低频余弦电压u?(t)=U?mcos?t=U?mcos2?ft载波信号为uc(t)=Ucmcos?ct=Ucmcos2?fct则调幅波的振幅为Ucm(t)=Ucm+kau?(t)调幅波的数学表达式为uAM(t)=(Ucm+kau?(t))cos?ct=Ucm(1+macos?t)cos?ct式中，称为调幅系数或调幅度调幅波波形11.1.2调幅波的频谱与带宽已调幅波不再是一个单一频率的余弦波，展开得到单频调制调幅波的频谱。uAM(t)=Ucm(1+macos?t)cos?ct=Ucmcos?ct+Ucmmacos?tcos?ct=Ucmcos?ct+maUcmcos(?c??)t+maUcmcos(?c+?)t由单频余弦信号调制的已调波包含有三个频率成分。一个是载波频率?c，其振幅为Ucm；另外两个是和频?c+?与差频?c??，其振幅均为maUcm。也可称?c+?为上边频（高旁频），?c??为下边频（低旁频）调幅波的频谱（单频）如果调制信号不是单频，而是一个从Fmin到Fmax的频带，则经过调幅后，得到的频谱是对称于载波分量的上、下两个频带。其中频率范围（fc?Fmax）～（fc?Fmin）称为下边带，（fc+Fmin）～（fc+Fmax）称为上边带，如图所示。每一边带的频带宽度为Fmax?Fmin，所以调幅波占有的总的频带宽度为最高调制频率Fmax的两倍，即2Fmax。调幅波的频谱（多频）11.1.3调幅波的功率关系若设调制信号为单频正弦波，负载电阻为RL，则载波、旁频分量的幅度关系，在负载RL上所消耗的功率应包括三部分：载波功率为上、下边频的总功率为在调制信号的一个周期内，已调波的平均输出总功率Pav为Pav=Pc+Psb=Pc+由于调幅波的最大振幅为Ucm(1+ma)，因此，调幅波的最大瞬时功率为Pmax=[(1+ma)Ucm]2/RL=(1+ma)2Pc如果调制信号为多频信号，则调幅波平均功率等于载波和各边频功率之和。11.2调幅电路按照产生调幅波的方式的不同，调幅电路可分为普通调幅电路、双边带调幅电路和单边带调幅电路；按照输出功率的高低，可分为低电平调幅和高电平调幅电路。按照产生调幅波的方式的不同，调幅电路可分为普通调幅电路、双边带调幅电路和单边带调幅电路；按照输出功率的高低，可分为低电平调幅和高电平调幅电路。低电平调幅的调制过程是在低电平级进行的，所需要的调制功率小，输出调幅波的功率也小。属于这种调制的调幅方法有：平方律调幅、模拟相乘调幅、平衡调幅或环形调幅、斩波调幅等。高电平调幅的调制过程是在高电平级进行的，因此，所需的调制功率大，输出调幅波的功率也大。属于这种调制的调幅方法有：集电极调幅和基极调幅。11.2.1调幅波产生的原理为了产生调幅波，图中调制信号u?(t)和载波信号uc(t)一起加在非线性元件晶体二极管上，由非线性元件频率变换作用可知，在二极管中电流i(t)产生许多新的频率组合分量，可以利用谐振于?c的并联谐振回路选出?c和?c±?分量，则输出电压就是普通调幅波。调幅原理电路11.2.2二极管平衡调幅电路二极管平衡调幅器简化电路若设u?=U?mcos?t,uc=Ucmcos?ct，则上式u1＝Ucmcos?ct+U?mcos?t,u2＝Ucmcos?ct?U?mcos?t则uo＝(i1?i2)RL≈[a1(u1?u2)+a2(?)]RL=2RL(a1u?+2a2ucu?)=2RL(a1U?mcos?t+2a2UcmU?mcos?ctcos?t)=2RL[a1U?mcos?t+a2UcmU?mcos(?t+?)t+a2UcmUm?cos(?c??)]上式是忽略高次谐波后得到的。显然，由上式可以看出，输出电压中没有载波分量，只有上下边带（?c±?）与调制信号频率?，用滤波器滤除?后，即可得到抑制载波和调制信号的双边带信号，可见二极管平衡调幅是一种抑制载波信号的低电平调幅电路。11.2.3二极管环