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MC1-1178-下列电路是一个

MC1-1178 是看图识电路的题,答案是二极管环形调制器。四只二极管首尾相接成环、两路信号各经一台变压器从环的两组对角馈入,管子被大幅度信号推成通断开关,输出只剩和频与差频,属于双平衡结构,载波与调制信号都被抵消;它与四管成桥、输出直流的桥式整流器形似而用途不同。

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【题目编号】MC1-1178

【题目】下列电路是一个:

MC1-1178 题图:二极管环形调制器电路

【答案】A

[A]二极管环形调制器

[B]二极管全波整流器

[C]二极管桥式整流器

[D]二极管半波整流器

考点速览

图里的电路由四只二极管接成环形,两侧各有一台变压器,正确答案是二极管环形调制器。这一类题考查的是能不能把"四管成环"与"四管成桥"分开。形状像,功能却是两个世界:桥式整流器把交流变成直流,环形调制器把两路信号相乘变成边带。抓住信号怎么进来、输出里有没有直流,就能一次判对。

环形调制器的拓扑长什么样

四只二极管首尾相接,围成一个闭合的环,方向一致地顺着圈走。所谓环形调制器(ring modulator)的名字就来自这个环。两路输入分别从两台变压器送来:载波或本振一路接在环的一组对角上,调制信号或另一路输入接在环的另一组对角上。两台变压器把两路信号与二极管环隔开,同时提供平衡的输出方式。

关键在于两路信号都不落地、都从对角推进环里。任意时刻四只管子被大幅度的那一路信号控制着通断:正半周时对角的一对导通、另一对截止,负半周时反过来。器件在这里当开关用,管子工作在通断两端,几乎不落在放大区。

四只管子当开关:乘法怎么产生

设两路输入都是正弦,幅度较大的一路周期性改变二极管对的通断状态,等效于对另一路信号做每秒切换许多次的斩波。时域里的相乘,落到频域就是频率的加减:输出频谱里出现两路输入频率的和与差,这一对和频、差频就是边带。数学上,两路正弦相乘的结果只含和频与差频,不含原来的两个频率,也不含直流。

环形调制器把四只管子成环、两侧变压器的中心抽头都被用上,属于双平衡结构。双平衡的含义是:载波端口与调制端口各自都被平衡抵消。因此输出的边带里既看不到载波,也看不到调制信号本身,载波抑制做得很彻底。单平衡结构只能抵消一路,环形的价值正好在这里。

二极管相乘器在业余电台里的位置

平衡与环形混频器是收发信机里的基本积木。发射链路里,话筒放大后的音频与射频载波在这里相乘,得到双边带或单边带信号,再用滤波器与移相网络把不要的边带滤掉;接收链路里,天线来的微弱信号与本振在这里混频,落到中频上再放大。变频损耗、端口隔离度与动态范围是选型时要看的三项指标,环形二极管混频器的强项是隔离度好、动态范围大,代价是需要一定的本振驱动功率。

逐项辨析

选项 A 正确:四只二极管首尾相接围成环、两路信号分别从两台变压器经环的两组对角馈入,这是环形调制器(也叫双平衡混频器)的标准画法。

选项 B 的全波整流器要求两只二极管配中心抽头变压器,或者四只管子接成电桥,输出是单向脉动的直流,含明显直流分量。环形调制器恰恰以"无直流输出"为特征,把两者混为一谈,等于把相乘器当成整流器。

选项 C 的桥式整流器同样用到四只二极管,但接法是两两串联成两条臂、围成菱形电桥,一路交流从一组对角进、负载从另一组对角出。它只有一路输入、一路直流输出、四周只有一个变压器甚至不用变压器。环形调制器有两路输入、两台变压器、两组对角都用于馈入信号,结构上与它不同。

选项 D 的半波整流器只用一只二极管,连"四管"这个前提都不满足。

易混淆点:环形、平衡与桥式

三者的关系容易缠在一起。桥式整流是四管成桥、单向导电输出直流;环形调制器是四管成环、双向开关输出边带;平衡调制器介于中间,用两只或四只管子配上变压器做部分抵消,单平衡抑制一路,双平衡抑制两路。桥式整流器在电路上不可能做混频,因为它没有把两路信号送进同一组非线性器件的通路。

另一个容易混淆的地方是二极管环形调制器与晶体管有源混频器。前者是无源器件,靠本振驱动把管子推入通断状态,会带来变频损耗;后者是有源器件,可以带来变频增益,但噪声与互调表现要看工作点。两者都实现频率搬移,考题只问图形名称时,认准四管成环、两台变压器即可。

应试要点

识别口诀按图形走:一管直串是半波,两管配中心抽头是全波,四管成桥接单路交流是桥式整流,四管成环接两路信号、两台变压器对角馈入是环形调制。功能上再确认一句:整流器输出直流,环形调制器输出和频与差频,载波被抑制。

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