角度调制与解调电路§6-1概述一、角度调制的根本特性1.调制的涵义其中调频及调相统称为调角用称为调幅(AM) 任意一高频信号用称为调频(FM)用称为调相(PM)2.角度调制的根本特性1) 在时域中的变化规律 i) 一般
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达式FM:PM:ii)单音调制时调角波表示式(最大角频偏)(调频波调
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)FM:ii)单音调制时调角波表示式PM:(调相波调制度)(最大角频偏)FM与PM的共同点a)均是等幅波b)表示式均用Mf,MP和ωC、Ω、△ωm描述。ωC:角频率平均值Ω:瞬时角频率变化快慢的速度△ωm:瞬时角频率偏离中心频率ωC的最大值iii)结论(FM与PM波形比照)FM与PM的不同点a)FM:b)PM:紧密联系:iii)结论(FM与PM波形比照)2) 在频域中的变化规律i)本质问题(以FM波为例)Jn(Mf)中n为阶数,Mf为宗数若n=0，为载波分量若n≠0，为无穷多对边带分量——实现频谱的非线性搬移。2) 在频域中的变化规律ii)频带宽度实际有效频带宽度Mf<<1时,窄带调频,Mf>>1时,宽带调频,Mf=1Mf=2Mf=5Mf=10Mf=15Mf=1Mf=2Mf=5Mf=10Mf=15wwcwwcwwcwwcwWwwcwwcwwcwwcw(a)Ω为常数(b)Δωm为常数wcwc3)能量关系假设Mf变化,总能量不变,仅是各个分量分配到的能量发生变化。二、调频波的实现方法直接调频间接调频正弦波直接调频非正弦波直接调频电抗管直接调频变容二极管直接调频:转变成正弦波矢量法移相法时延法单级变容器间接调频多级变容器间接调频三、变容管的特性和变容管直接调频的要求1.变容管的特性其中:v为外加电压VB为PN结内建电位差Cj(0)为v=0时的结电容n为变容管的变容指数表示:或2.直接调频的要求1)中心频率稳定2)线性调制好3)调制灵敏度要求高4)频偏大§6-2变容管的直接调频一、变容管全部接入振荡回路(理想直接调频)1.理想振荡回路用调制信号控制高频信号瞬时频率,使其随调制信号作线性变化的过程。振荡回路由L、Cj构成,C1为高频耦合电容,RFC为高频扼流圈,C2为高频旁路电容。2.实现理想直接调频的条件实现理想直接调频的条件:n=2最大角频偏致命的缺点:中心频率不稳定1)求w(t)2)结论:二、变容管局部接入的直接调频1.振荡回路2.电容串并概念结论:1)串并后调制的线性改善,但牺牲了调制灵敏度;2)实际n≠2,应取n＞2,通过电容串并后使n↓≈2,即可实现近似理想的调频。①Cj不串也不并②Cj串C2③Cj并C1④Cj串C2并C1w(t)vW(t)①②③④03.求局部接入直接调频的w(t)1)
分析
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:2)结论:非线性失真系数即取小的m,取小的A2,经过电容串并后,可使A2→0,即可实现近似理想直接调频。提高频率稳定度和减小非线性失真均应使减低P倍，中心频率稳定度提高P倍1.电路三、变容管直接调频电路举例直流供电振荡回路2.分析3.特点:电路本身是振荡器,属变容管局部接入Cj为振荡回路的元件控制Cj的是vW信号§6-3变容管的间接调频电路一、概述1.定义：若用信号实现调相，实际上对而言是实现调频，则称为间接调频。2.实现方法:矢量法:(窄带调频,Mf<<1)2.实现方法:时延法:积分2.实现方法:移相法:二、变容管的调相电路1.单级变容管调相1)电路与等效电路2)工作原理线性移相条件：，1.单级变容管调相3)结论:电路确定:实现线性调相的条件:若提高，必须采用多级移相网络级联2.多极变容管调相电路(以三级为例)3.调相电路特点载波信号由外电路晶振提供,中心频率十分稳定。Cj是移相网络元件Cj受vW(t)的控制三、变容管的间接调频RC积分网络条件:1.单级变容间接调频工作原理电路2.三级变容间接调频3.间接调频电路的特点vc由外电路晶振提供Cj是移相网络元件因积分网络的存在,Cj受vW的积分信号v’W的控制。§6-4扩大频偏的方法一、扩大频偏的根本概念1.倍频可以扩大绝对频偏,保持相对频偏不变2.混频可以保持绝对频偏不变,改变相对频偏二、扩大频偏的方法1.既倍频又混频的方法2.电路采用平衡推挽的方法§6-5调频波的解调(鉴频)一、概念1.定义:从调频波中复原出反响在瞬时频率变化上的原调制信号的过程。2.实现鉴频的思想方法f～vovoffcvs波形变换vo一、概念3.波形的变换方法幅频变换网络线性移相网络非线性变换网络频率－幅度变换网络FMAM－FM包络检波vo(t)线性移相网络FMPM相位检波器vo(t)非线性变换网络FM低通滤波器或脉冲计数器vo(t)二、实现鉴频的方法1.用线性幅频网络实现鉴频(斜率鉴频原理)wt0wVm(w)0Vm(t)t0t0vo(t)2.用线性移相网络实现鉴频1)相位检波(鉴相)叠加型鉴相乘积型鉴相线性移相网络FMPM相位检波器vo(t)包络检波低通滤波i)线性的移相网络+叠加型鉴相器=叠加型相位鉴频器ii)线性的移相网络+乘积型鉴相器=乘积型相位鉴频器2)相位鉴频包络检波线性相移叠加型鉴相器低通滤波线性相移乘积型鉴相器iii)非线性网络+低通滤波器=脉冲数字式鉴频器三、鉴频器举例1.斜率鉴频器1)单失谐回路斜率鉴频器电路工作原理特点：是失谐在LC回路幅频特性上升沿或下降沿线性段的中点。2)双失谐回路斜率鉴频器工作原理电路a)L1C1,L2C2的Q值是相同的c)包络检波器上下对称特点b)v1v2t0v1v2t03)集成双失谐斜率鉴频器电路a)L1C1与C2:频幅变换线性网络,将vFM变换为AM-FM波v1、v2。工作原理b)当，得到V1max，V2min；当w＝w02，使L1C1与C2串联谐振时，得V2max，V1min。c)v1、v2T1、T2射随器三极管包络检波器分别得到解调电压：、。d)vo1、vo2经T5，T6差分放大后单端输出实现了鉴频。e)鉴频特性曲线t0v1v2t0vavwwcXf0f01f02L1C1L1C1C2f0v2v1V2mV1mf02fcf012.相位鉴频器1)线性频相转换网络i)C1与RCL分压电路实现线性相移条件:则超前相位为ii)互感耦合双调谐回路频相网络则超前相位为实现线性相移条件:则超前相位为实现线性相移条件:★★注意同名端2)相位鉴频电路i)乘积型相位鉴频(或称正交鉴频器或称差动峰值鉴频器)框图电路v1为大信号,vS衰减10倍后经C1与RCL分压后为v2’工作原理鉴频特性vav0ii)叠加型相位鉴频(以互感耦合为例)电路和各元件作用其中滞后相位为据互感耦合同名端标向频相网络频相网络包络检波包络检波ii)叠加型相位鉴频(以互感耦合为例)框图C1=C2L1=L2其中超前相位为据互感耦合同名端标向电路和各元件作用求鉴频特性(矢量法)依据:a)求S曲线b)可得鉴频特性曲线vav★★结论a)同时变其中奇次,极性倒置一次;同时变其中偶次,极性不变。b)电路本身无自限幅能力S曲线的极性与三因素有关同名端标向二极管接向输出接地点3.比例鉴频器电路特点ii)vC3和vC4极性相同抑制寄生调频,具有自限幅作用i)D1、D2顺向串联不变值iii）惰性电路，ii)同名端标向求S曲线依据:i)等效iii)用矢量法分析自限幅能力过抑制现象和阻塞现象用矢量法分析a)比例鉴频器具有自限幅能力b)比例鉴频器的灵敏度比互感耦合相位鉴频高多了结论
浙公网安备 33021202002483