振幅调制解调及混频电路

第5 章 振幅调制、解调及混频电路

5.1 自测题

5.1-1 调制是( )。

5.1-2 调幅过程是把调制信号的频谱从低频搬移到载频的两侧，即产生了新的频谱分量，

所以必须采用( )才能实现。

5.1-3 产生单边带信号的方法有( )和( )。

5.1-4 大信号检波器的失真可分为( )、( )、( )和( )。

5.1-5 大信号包络检波器主要用于( )信号的解调。

5.1-6 同步检波器主要用于( )和( )信号的解调。

5.2 思考题

5.2-1 为什么调制必须利用电子器件的非线性特性才能实现？它和小信号放大在本质

上有什么不同之处？

5.2-2 写出图 5.2-2 所示各信号的时域表达式,画出这些信号的频谱图及形成这些信号的 方框图,并分别说明它们能形成什么方式的振幅调制。

图 5.2-2

5.2-3 振幅检波器一般有哪几部分组成？各部分作用如何？

5.2-4 下列各电路能否进行振幅检波?图中 RC 为正常值,二极管为折线特性。

图 5.2-3

5.3 习题

5.3-1 设某一广播电台的信号电压 u（t）=20（1+0.3cos6280t）cos5.33×106t(mV)，问此 电台的载波频率是多少？调制信号频率是多少？

5.3-2 有一单频调幅波，载波功率为 100W，求当 ma=1 与 ma=0.3 时的总功率、边频功 率和每一边频的功率。

5.3-3 在负载 RL=100,某发射机的输出信号 u（t）=4（1+0.5coswt）coswct（V），求总功率、边频功率和每一边频的功率。

5.3-4 二极环形调制如图 5.3-4 所示，设四个二极管的伏安特性完全一致，均自原点出 点为 gd 的直线。调制信号 uΩ(t)=UΩmcosΩt，载波电压 uc(t)如图所示的对称方波，重复周期为 Tc=2π/ωc，并且有 Ucm>Uωm,试求输出电流的频谱分量。

图 5.3-4

5.3-5.画出如下调幅波的频谱,计算其带宽 B 和在 100Ω 负载上的载波功率 Pc,边带功率PSB 和总功率 Pav。。

(1)i=200(1+0.3cosπ×200t)cos2π×107t(mA)

(2)u=0.lcos628×103t+0.lcos634.6×l03t(V)

(3)图 5.3-5 所示的调幅波。

图 5.3-5

5.3-6 已知调幅波 u1(t)和 u2(t)的频谱分别如图 5.3-6(a)和(b)所示。试分别说明它们是何 种调幅波,并写出其标准表达式。

图 5.3-6

5.3-7.图 5.3-7 是载频等于 1MHz,同时传输两路信号的 AM 调幅信号的频谱。

(1)写出该普通调幅波的标准表示式,计算调制度、调制频率及信号带宽;

(2)画出产生这种信号的方框图；

(3)仿照此方式画出一个载频等于 10MHz,能同时传送两路带宽等于 5kHz 的语音信号 的上边带调制信号的频谱。

图 5.3-7 5.3-8.已知调制信号如图 5.3-8 所示。载波为频率等于 1MHz 的连续正弦波。

(1)画出最大幅度等于 4V,最小幅度为 0V 的普通调幅波波形和信号的频谱图；

(2)画出双边带调制信号的波形和频谱图。

图 5.3-8

5.3-9.某非线性器件的伏安特性的表示式为 i=10+0.02u2(mA)。当 u=5sinωc

t+1.5sinΩt(V),ωc>>Ω 时,试画出 i 的频谱图,并说明利用该器件可以实现什么方式的振幅调制,

写出其表示式,画出输出滤波器的幅频特性。

5.3-10. 图 5.3-10 示出了某结型场效应管调制器的电路。场效应管的转移特性为

5.3-1 在图 5.3-1 所示的包络检波器中,设检波二极管为理想二极管,RL>>Ro 若输入电压 分别为以下信号时,在满足ωc>>Ω条件下,试分别求 uo1 和 uo。

(1)ui=2sin[ωct+ (Ω)]V

(2)ui=-4[1+0.6f(t)]sinωct V

(3)ui=3cos(ωc-Ω)tV

(4)ui==3cosωct+0.5cos(ωc-Ω)t+0.5cos(ωc+Ω)t V

(5)若电阻 R 取值过大,会出现什么现象?

图 5.3-1

5.3-3 二 极 管 包 络 检 波 电 路 如 图 8 ． 3-3 所 示 。 已 知 :fc=465Hz,

单 频 调 制 指 数ma=0.3,R2=5.1kΩ,为不产生负峰切割失真,R2 的滑动点应放在什么位置?

5.3-4 某二极管峰值包络检波器如图 5.3-4 所示。图中检波二极管为理想二极管,R=10KΩ。 输入为 AM 调幅波,载波频率 fc=465kHz,最高调制频率 Fmax=4.5kHz,最低调制频率 fmin=40Hz, 调制度 ma≤0.3。求检波电容 C 和检波器的输入电阻

Ri。若检波器输入为图 5.3-4 (b)所示的 AM 调幅波,求检波电容 C。

o eo l

s s o 图 5.3-4. 二极管峰值包络检波器

5.3-5 某二极管峰值包络检波器电路如图 5.3-5 所示。信号输入回路的谐振频率f =106Hz,回路的无载谐振阻抗 R =10kΩ,检波器的电阻 R=l0kΩ,C =0•01μF,检 波二极管内阻

RD=100Ω。

(1)若 i =0.5cos2π×106t(mA),求检波器的输入电压 u (t)和输出电压 u(t)。

(2)若 is=0.5(1+0.5cos2π×10 t) cos2π×10 t(mA),求输出电压 uo(t)。

5.3-6 试分析图 5.3-6 检波电路的工作原理。当 us 为 AM 调幅波时,试画出 us、uc、u1

和 uo的波形。说明其功能。

图 5.3-5. 二极管峰值包络检波器 图 5.3-6. 二极管峰值包络检波器

5.3-8 图 5.3-7 示出了某电器的方框图。试写出图中 A、B、C、D 各点的电压表示式并画 出它们的时域波形。

图 5.3-7 某电器的方框图

5.3-8.分析图 5.3-8 电路的功能。

图 5.3-8 某电器的方框图

5.3-9 已知兼容立体声信号形成电路的框图如图 5.3-9 (a)所示。左、右声道分别用 sL(t)和

sR(t)表示，其频谱如图 P5.18(a)所示。写出 A、B、C 各点的函数关系式，画出输出信号uo 频谱图，说明信号传输的原理。 图 5.3-9 某电器的方框图

5.3-10.根据题 5.3-9 的结论，试画出兼容立体声信号解调电路的框图。

5.3-11 二极管平衡检波电路如图 5.3-11 所示,设二极管均为理想的。若 us 和 ul 分别为 如下信号时,试求输出电压 uo1、uo2 和 uo。

(1)us=3(1-0.5cosΩt)sinωct V,ul==0

(2)us=( 1+0.6sinΩt) cosωct V，u1=2cosωctV

(3)us=0.5f(t)coωct V,ul=3cosωctV

(4)u =0.3cos(ω -2π×103)t V,u =-3 cosω t V

图 5.3-11 二极管平衡检波电路

5.3-12 检波电路如图 5.3-12 所示,二极管的 rd=1000,Ubz=0 (V),输入电压试计算输出电压 uA 和 uB,并判断能否产生负峰切割失真和惰性失真。

图 5.3-12

5.3-13 二极管检波电路如图 5.3-13 所示。已知输入电压(V),检波器负载电阻 R=5kΩ,二极管导通电阻 rd=80Ω,Ubz=0,试求:(1)检波器电压传输系数 Kd;(2)检波器输出电压 uA;(3)保证输出波形不产生惰性失真时的最大负载电容 C。

图 5.3-13 二极管检波电路 5.3-14 二极管检波器如图 5.3-14 所示。已知 R=5kΩ,RL=10kΩ C=0.01μF,Cc=20μF,输入 调幅波的载波为 465kHz,最高调制频率为 5kHz,调幅波振幅的最大值为 20V,最小值为 5V,二 极管导通电阻 rd=60Ω,Ubz=0 试求

(1)uA、uB;

(2)能否产生惰性失真和负峰切割失真。

图 5.3-14

5.3-15 同步检波电路如图 5.3-15 所示,乘法器的乘积因子为 K,本地载频信号电压。若输入信号电压 ui 为:1)双边带调幅波(2)单边带调幅波试分别写出两种情况下输出电压

ui(t)的表示式。并说明有否失真。假设:

图 5.3-15

5.3-16 设乘积同步检波器中, ,而, 并且,试画出检波器输出电压频谱。在这种情况下能否实现不失真解调?