射频大作业

“射频电路基础”

作业报告

目录

引言 (1)

第一章信号振幅调制原理介绍 (1)

第二章差分对放大器相关简介 (2)

1差分对放大器调幅原理 (2)

2差分对放大器平衡对消技术原理 (3)

第三章 Pspice实验仿真 (4)

1题目要求 (4)

2仿真过程 (5)

结论 (9)

参考文献 (9)

引言

调制（modulation)就是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适合于信道传输的形式的过程，就是使载波随信号而改变的技术。一般来说，信号源的信息（也称为信源）含有直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号。基带信号往往不能作为传输信号，因此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输。这个信号叫做已调信号，而基带信号叫做调制信号。调制是通过改变高频载波即消息的载体信号的幅度、相位或者频率，使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。而解调则是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者（也称为信宿）处理和理解的过程。调制的种类很多，分类方法也不一致。按调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制。用模拟信号调制称为模拟调制；用数据或数字信号调制称为数字调制。按被调信号的种类可分为脉冲调制、正弦波调制和强度调制(如对非相干光调制)等。调制的载波分别是脉冲，正弦波和光波等。正弦波调制有幅度调制、频率调制和相位调制三种基本方式，后两者合称为角度调制。此外还有一些变异的调制，如单边带调幅、残留边带调幅等。脉冲调制也可以按类似的方法分类。此外还有复合调制和多重调制等。不同的调制方式有不同的特点和性能。

第一章 信号振幅调制原理介绍

调制，就是用调制信号（如声音、图像等低频或视频信号）去控制载波（其频率远高于 调制信号频率，通常又称“射频”）某个参数的过程。载波受调制后成为已调波。设载波u c (t )的表达式和调制信号u Ω(t )的表达式分别为

根据调幅的定义，当载波的振幅值随调制信号的大小作线性变化时，即为调幅信号，则已调波的波形如下图1。

图1

振幅调制即就是用调制信号去控制载波信号的振幅，使载波的振幅按调制信号的规律变化。 设调制信号为： 载波信号为： 则根据振幅

调制的定义，可以得到普通调幅波的表达式为：

t U t u c cm c

ω

cos )(=t U t u m Ω=ΩΩcos )(t U t u m Ω=ΩΩcos )(t U t u c cm c ω

cos )(=

式中m称为调幅度（调制度）。为使已调波不失真，调制度m 应小于或等于1，当m>1时，此时产生严重失真，称之为过调制失真。将上式用三角公式展开，可得到：

由上式看出，单频调制的普通调幅波由三个高频正弦波叠加而成：载波分量，上边频分量，下边频分量。在多频调制的情况下，各边频分量就组成了上下边带。在调制过程中，将载波抑制就形成了抑制载波双边带信号，简称双边带信号，用DSB表示；如果DSB信号经边带滤波器滤除一个边带或在调制过程中直接将一个边带抵消，就形成单边带信号，用SSB 表示。

由以上讨论可以看出，若先将调制信号和一个直流电压相加，然后再与载波一起作用到乘法器上，则乘法器的输出将是一个普通调幅波；若调制信号直接与载波相乘，或在AM 调制的基础上抑制载波，即可实现DSB 调制；将DSB 信号滤掉一个边带，即可实现SSB 调制。

从频域上看，振幅调制把调制信号uΩ的频谱从低频频段搬移到高频频段，成为调幅信号u am的频谱；振幅解调则把u am的频谱从高频频段搬移回低频频段，恢复uΩ的频谱。u Ω包含多个频率分量时，以上频谱搬移不改变各个频率分量的相对振幅和频差，即信号的频谱结构不变，称为线性频谱搬移。

根据调幅的定义，当载波的振幅值随调制信号的大小作线性变化时，即为调幅信号。已调幅波振幅变化的包络形状与调制信号的变化规律相同，而其包络内的高频振荡频率仍与载波频率相同，表明已调幅波实际上是一个高频信号。可见，调幅过程只是改变载波的振幅，使载波振幅与调制信号成线性关系，即使U cm变为U cm+K a UΩm cosΩt。

第二章差分对放大器调幅

1差分对放大器调幅原理

差分放大器在电路调制中有着广泛的应用。如下图2所示的单端输出的差分对放大器调幅原理电路中，u c为差模输入电压，在交流通路中加在晶体管V1和V2的基极之间; uΩ控制电流源的电流，即晶体管V3的集电极电流i C3。

图2

图3(b)所示的转移特性给出了V1和V2的集电极电流。ic1和ic2与uc 和ic3之间的关系。根据差分对放大器的电流方程，有：

其中， UT 为热电压。 对电流源进行分析可得到：

则有

以下分三种情况讨论I 0(t )和g (t )中的双曲正切函数

(1) 当U cm

(2) 当U cm>4UT 时， 差动放大器工作在开关状态， 双曲正切函数的取值为1或－1, 即

其中， k 2(ωc t )称为双向开关函数，其傅立叶级数展开式为

(3) 当U cm 的取值介于情况(1)和情况(2)之间时， 差动放大器工作在非线性区， 双曲正切函数可以展开成傅立叶级数：

傅立叶系数b 2n － 1(Ucm /UT )，n = 1，2，3，…的取值见附录B ，其中，x = U cm /UT 。

2差分对放大器平衡对消技术原理

差分对放大器平衡对消技术原理图如下图3（a ）（b ）。

⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=T U u i i 2th 1c C31C E

BE(on)EE E3

C3R u U U i i Ω

+-=≈Ω

Ω

T T T Ωu t g t I u U u R U u R U U U u R u U U i )()(2th 112th 12th 10c E c E BE(on)EE c E BE(on)EE 1C +=⎪⎪⎭⎫

⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛++-=⎪⎪⎭⎫

⎝⎛+-=T U u R U U t I 2th 1)(c

E BE(on)EE 0⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛

+=T U u R t g 2th 11)(c E T

T U u U u 22th c

c ≈⎩⎨

⎧<->=≈0101)(2th c c c 2c u u t k U u T ，；，ω -+-=---=∑

∞=-t t t t n n t k n n c c c 1

c 1

c 25cos 543cos 34cos 4)12cos()12(4)1()(ωπ

ωπωπωπω∑

∞

=--⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=1c cm 12c

)12cos(2th n T n T t n U U U u ωβ