西安电子科技大学射频大作业

射频大作业
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目录 一.摘要 二.问题陈述 三.信号振幅调制原理介绍 四.差分对放大器调幅 4.1 差分对放大器调幅电路的设计理论 4.2 单端输出的差分对放大器调幅电路及仿真 4.3 双端端输出的差分对放大器调幅电路及仿真 4.4 实验结果分析 五.二极管振幅调制 5.1 单二极管振幅调制电路的设计理论 5.2 单二极管振幅调制电路及仿真 5.3 双回路二极管振幅调制电路的设计及仿真 六.数字调制与解调的集成器件学习 6.1 数字调制与解调的基本原理 6.2U2793B 300MHz 正交调制器电路的学习 七.总结 八.参考文献
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：
ic1

1 2
ic3(1
th
uc 2UT
)
（2.1.1）
其中，UT 为热电压。对电流源进行分析可得到：
ic3

iE 3

UEE

UBE (on) RE

u
代入式（2.1.1），得：
ic1

UEE

UBE (on) 2RE
载波频谱如下图：
4.3 双端端输出的差分对放大器调幅电路及仿真 电路如图：
电路图如上图，载波频率 1MHz，振幅 1V；调制信号频率 100KHz， 直流偏置 0V，振幅 0.01V。L1=25nH，C1=1uF，R2=10kΩ。直流 电压为 8V 和-8V，R1=2kΩ。 已调波波形图：
已调波频谱图：

u
(1

th
uc 2UT
)

UEE
UBE (on) 2RE
(1
th
uc 2UT
)

1 2RE
(1
th
uc 2UT
)u
I 0(t) g(t)u
其中
I
0(t )

UEE
UBE (on) 2RE
(1
th
uc 2UT
)
，
g (t )

1 2RE
(1
th
uc 2UT
)
以下分三种情况讨论 I 0(t) 和 g(t) 中的双曲正切函数。
其中， k2(wct) 称为双向开关函数，其傅里叶级数展开式为
k 2(wct)

n1
n1
(1)
(2n
4 1)
cos(2n
1)wct

4
cos
wct

4 3
cos 3wct

4 5
cos 5wct
...
k 2(wct) 的波形和频谱如下图所示。
（3）当Ucm 的取值介于情况（1）和（2）之间时，差动放大器工
ak
1 011001
a
s(t)
t
b
s(t)
t
c
t
d
t
e
t
f
t
g 2FSK信号
t
图 1- 5 二进制移频键控信号的时间波形
bn 是 an 的反码，即若 an=1，则 bn=0， 若 an=0，则 bn=1。φn 和θn 分别代表第 n 个信号码元的初始相位。在二进制移频键控 信号中，φn 和θn 不携带信息，通常可令φn 和θn 为零。因此， 二进制移频键控信号的时域表达式可简化为
载波波形如下图：
载波频谱如下图：
六．数字调制与解调的集成器件学习 6.1 数字调制与解调的基本原理 （一）二进制数字调制与解调原理
1 二进制振幅键控（BASK） 振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。 当数字基带信号为二进制时，则为二进制振幅键控。 设发送的 二进制符号序列由 0、1 序列组成，发送 0 符号的概率为 P，发 送 1 符号的概率为 1-P，且相互独立。该二进制符号序列可表示 为
《射频电路基础》第八章数字调制与解调是调制信号为数字 基带信号时的调制与解调，是第五章和第七章的扩展，直接面向 应用。学生可以通过自学了解基本理论，并认识数字调制与解调 的集成器件。 2.2 实践任务 (1)学习数字调制与解调的基本原理，重点是原理框图和波形。 (2)上网查询英文资料，选择一种数字调制或解调的集成芯片，根 据芯片资料学习其性能参数、结构设计和相关电路。
三.信号振幅调制原理介绍
四.差分对放大器调幅 4.1 差分对放大器调幅电路的设计理论
如上图所示的单端输出的差分对放大器调幅原理电路中，uc
为差模输入电压，在交流通路中加在晶体管V1和V 2 的基极之间；
u 控制电流源的电流，即晶体管V 3 的集电极电流 ic3 。
图 5.3.15（b）所示的转移特性给出了V 1和V 2 的集电极电流 ic1
信号载波的 0°和 180°分别表示二进制数字基带信号的 1 和
0。 二进制移相键控信号的时域表达式为
å e2PSK (t) = [ an g(t - nTs )]cos w ct
n
其中, an 与 BASK 和 BFSK 时的不同，在 BPSK 调制中，an 应选择
双极性，即
若 g(t)是脉宽为 Ts, 高度为 1 的矩形脉冲时，则有
当发送二进制符号 1 时，已调信号 eBPSK(t)取 0°相位，发送二 进制符号 0 时，eBPSK(t)取 180°相位。若用φn 表示第 n 个符 号的绝对相位，则有
这种以载波的不同相位直接表示相应二进制数字信号的调制方 式，称为二进制绝对移相方式。
Ts A
O
t
－A
图 1 – 9 二进制移相键控信号的时间波形
定时脉冲
图 1 - 11 BPSK 信号的解调原理图
2 二进制移频键控（BFSK） 在二进制数字调制中，若正弦载波的频率随二进制基带信号在 f1 和 f2 两个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号（信号）。 二进制移频键控信号可以看成是两个不同载波的二进制振幅键 控信号的叠加。若二进制基带信号的 1 符号对应于载波频率 f1， 0 符号对应于载波频率 f2，则二进制移频键控信号的时域表达式 为
电路图如上图，载波频率 1MHz，振幅 0.01V；调制信号频率 50KHz，
直流偏置 0V，振幅 1V。L1=25nH，C1=1uF，R2=10kΩ。直流电压 为 8V 和-8V，R1=2kΩ。 已调波波形如下图：
已调波频谱如下图： 调制信号波形如下图：
调制信号频谱如下图： 载波波形如下图：
对 BASK 信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调
(同步检测法) 。
1
0
1
1
0
0
1
s(t)
Tb
t
载波信号 t
图 1 – 1 二进制振幅键控信号时间波型
e2ASK(t)
s(t)
乘法器
cos ct
(a)
cos ct
开关电路 e2ASK(t)
s(t) (b)
图 1-2 二进制振幅键控信号调制器原理框图
记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (2)修改电路为双端输出，对比研究平衡对消技术在该电路中的应 用效果。 (3)选择合适的调制信号和载波的振幅、频率，通过理论计算分析， 正确选择二极管和其它元件；搭建单二极管振幅调制电路，实现 载波作为大信号，调制信号为小信号情况下的振幅调制；调整二 者振幅，实现基本无失真的线性时变电路调幅；观察记录电路参 数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (4)修改电路为双回路，对比研究平衡对消技术在该电路中的应用 效果。 题目二：数字调制与解调的集成器件学习 2.1 基本要求
双极性不归
s(t)
零
e2 P SK (t)
码型变换
乘法器
cos ct (a)
cos ct 180° 移相
开关电路
0°
e2 P SK (t)

s(t) (b)
图 1- 10 BPSK 信号的调制原理图
e2 P SK (t)
带通 a 滤波器
c 相乘器
cos ct b
低通 d 滤波器
抽样 e 判决器 输出
低通 滤波器
图 1 –7 二进制移频键控信号解调器原理图
(a) 非相干解调; (b) 相干解调
11
00 1
000 1 0 1
2FSK信号
图 1-8 BFSK 非相干解调过程的时间波形 3 二进制移相键控（BPSK） 在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号 离散变化时，则产生二进制移相键控(BPSK)信号。 通常用已调
（1） 当Ucm UT 时，差动放大器工作在线性区，双曲正切函数近
似为其自变量： th uc ≈ uc
2UT 2UT
(2) 当Ucm 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
th
uc 2UT
≈ k 2(wct)

1 1
(uc 0) (uc 0)
选通开关
图 1 –6 数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图
e2FSK(t)
带通滤波器 1
包络 检波器
定时脉冲 抽样 输出 判决器
带通滤波器
包络 检波器
(a)
e2FSK(t)
带通滤波器 1
相乘器
cos 1t
cos 2t
带通滤波器
相乘器
(b)
低通 滤波器
定时脉冲 抽样 输出 判决器
e2ASK(t)
带通 a 滤波器
全波 b 整流器
低通 c 滤波器
抽样 d 判决器 输出
定时 脉冲
(a)
e2ASK(t)
带通 滤波器
相乘器
cos ct