第6章_角度調(diào)制與解調(diào)電路(電子專業(yè)本科上課用課件)

1、高頻電子線路高頻電子線路第第6 6章章 角度調(diào)制與解調(diào)電路角度調(diào)制與解調(diào)電路一、概述一、概述角度調(diào)制和解調(diào)電路都屬于頻譜角度調(diào)制和解調(diào)電路都屬于頻譜非線性變換非線性變換電路。電路。無論是調(diào)頻還是調(diào)相最終都表現(xiàn)為已調(diào)波的總相位（角度）無論是調(diào)頻還是調(diào)相最終都表現(xiàn)為已調(diào)波的總相位（角度）受到調(diào)制信號(hào)的控制，故統(tǒng)稱為角度調(diào)制。受到調(diào)制信號(hào)的控制，故統(tǒng)稱為角度調(diào)制。角度調(diào)制可分為兩種：角度調(diào)制可分為兩種：頻率調(diào)制頻率調(diào)制或或調(diào)頻調(diào)頻：FM(Frequency Modulation) 振幅不變，瞬時(shí)振幅不變，瞬時(shí)頻率頻率隨調(diào)制信號(hào)的振幅線性變化隨調(diào)制信號(hào)的振幅線性變化相位調(diào)制相位調(diào)制或或調(diào)相調(diào)相：PM(

2、Phase Modulation) 振幅不變，振幅不變，相位相位隨調(diào)制信號(hào)的振幅線性變化隨調(diào)制信號(hào)的振幅線性變化 高頻電子線路高頻電子線路 調(diào)幅：將調(diào)制信號(hào)的低頻頻譜結(jié)構(gòu)線性搬移到載波附近的高頻區(qū)。調(diào)幅：將調(diào)制信號(hào)的低頻頻譜結(jié)構(gòu)線性搬移到載波附近的高頻區(qū)。 載波的振幅隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化，載波的頻率和相載波的振幅隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化，載波的頻率和相 位不受調(diào)制信號(hào)的控制，屬于位不受調(diào)制信號(hào)的控制，屬于線性頻譜搬移技術(shù)。線性頻譜搬移技術(shù)。二、調(diào)幅與調(diào)角的區(qū)別：二、調(diào)幅與調(diào)角的區(qū)別：調(diào)角：已調(diào)波的頻譜結(jié)構(gòu)與原調(diào)制信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)完全不同。載調(diào)角：已調(diào)波的頻譜結(jié)構(gòu)與原調(diào)制信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)完全不同。載

3、 波的振幅不變，它的頻率和相位受調(diào)制信號(hào)的控制，屬于波的振幅不變，它的頻率和相位受調(diào)制信號(hào)的控制，屬于 非線性頻譜搬移技術(shù)。非線性頻譜搬移技術(shù)。第第6 6章章 角度調(diào)制與解調(diào)電路角度調(diào)制與解調(diào)電路高頻電子線路高頻電子線路三、調(diào)頻的優(yōu)缺點(diǎn)：三、調(diào)頻的優(yōu)缺點(diǎn)：調(diào)頻優(yōu)點(diǎn)：調(diào)頻優(yōu)點(diǎn)： 抗干擾性強(qiáng)抗干擾性強(qiáng) 功率管利用率高功率管利用率高 信號(hào)傳輸保真度高信號(hào)傳輸保真度高調(diào)頻缺點(diǎn)：調(diào)頻缺點(diǎn)： 只能工作在超短波以上波段只能工作在超短波以上波段 電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜第第6 6章章 角度調(diào)制與解調(diào)電路角度調(diào)制與解調(diào)電路高頻電子線路高頻電子線路四、調(diào)頻與調(diào)相的比較四、調(diào)頻與調(diào)相的比較在數(shù)字通信中，相位鍵控的抗

4、干擾能力優(yōu)于頻率在數(shù)字通信中，相位鍵控的抗干擾能力優(yōu)于頻率鍵控和幅度鍵控，因而調(diào)相制獲得廣泛應(yīng)用鍵控和幅度鍵控，因而調(diào)相制獲得廣泛應(yīng)用。在模擬通信中，系統(tǒng)帶寬相同時(shí)，調(diào)頻系統(tǒng)接收機(jī)在模擬通信中，系統(tǒng)帶寬相同時(shí)，調(diào)頻系統(tǒng)接收機(jī)輸出端的信噪比明顯優(yōu)于調(diào)相系統(tǒng)，故廣泛采用調(diào)輸出端的信噪比明顯優(yōu)于調(diào)相系統(tǒng)，故廣泛采用調(diào)頻制。廣泛用于廣播、電視、通信、遙感技術(shù)。頻制。廣泛用于廣播、電視、通信、遙感技術(shù)。第第6 6章章 角度調(diào)制與解調(diào)電路角度調(diào)制與解調(diào)電路高頻電子線路高頻電子線路6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性6.1.1 瞬時(shí)頻率與瞬時(shí)相位的關(guān)系瞬時(shí)頻率與瞬時(shí)相位的關(guān)系結(jié)論結(jié)論1：瞬時(shí)頻率：瞬時(shí)頻

5、率(t)是瞬時(shí)相位角是瞬時(shí)相位角(t)對(duì)時(shí)間的微分。對(duì)時(shí)間的微分。 dtdtt ot0dttt結(jié)論結(jié)論2：瞬時(shí)相位角瞬時(shí)相位角(t)是是瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率(t) 對(duì)時(shí)間的積分。對(duì)時(shí)間的積分。高頻電子線路高頻電子線路6.1.2 調(diào)頻波與調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式調(diào)頻波與調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式一、調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表達(dá)式一、調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表達(dá)式低頻調(diào)制信號(hào)：低頻調(diào)制信號(hào)： Ftcos2UtcosUtumm高頻載波信號(hào)高頻載波信號(hào)： tfcos2UtcosUtuccmccmc調(diào)頻波的定義：調(diào)頻波的定義：載波的振幅不變，載波的瞬時(shí)頻率與調(diào)制信載波的振幅不變，載波的瞬時(shí)頻率與調(diào)制信號(hào)號(hào)u(t)呈線性關(guān)系。呈線性關(guān)系。 靈靈敏

6、敏度度由由電電路路結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)決決定定為為比比例例常常數(shù)數(shù)，也也叫叫調(diào)調(diào)制制fmfcfcktcosUktukt6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性高頻電子線路高頻電子線路一、調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表達(dá)一、調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表達(dá) tcosUktuktmfcfc tcosUk-ttmfc角角頻頻偏偏mmfmf2Uk最最大大角角頻頻偏偏2Ukfmfm 最最大大頻頻偏偏6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性高頻電子線路高頻電子線路瞬時(shí)角頻度瞬時(shí)角頻度ttUKtuKcmfcfc coscos)( 頻偏或頻移頻偏或頻移調(diào)頻波的表達(dá)式調(diào)頻波的表達(dá)式 0( )cossincmcfu tUtmt 調(diào)頻調(diào)頻波的波的調(diào)制調(diào)制指數(shù)

7、指數(shù)瞬時(shí)相角瞬時(shí)相角( )cossinsinc0c0cf0tttdttttmt 6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性一般令一般令o=0高頻電子線路高頻電子線路Ukfmfm：調(diào)調(diào)頻頻指指數(shù)數(shù)結(jié)論結(jié)論1：調(diào)制信號(hào)的幅度越大，調(diào)頻指數(shù)調(diào)制信號(hào)的幅度越大，調(diào)頻指數(shù)mf 越大，越大， 調(diào)制信號(hào)的頻率越大，調(diào)頻指數(shù)調(diào)制信號(hào)的頻率越大，調(diào)頻指數(shù)mf 越小，通常越小，通常mf1 tsinmtcosUtcosUufccmcmFM結(jié)論結(jié)論2：調(diào)制信號(hào)的幅度越大，調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻范圍越大，調(diào)制信號(hào)的幅度越大，調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻范圍越大， 即即m。 mmfmf2Uk最最大大角角頻頻偏偏Fm2Ukffmfm 最最大大頻頻

8、偏偏6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性高頻電子線路高頻電子線路調(diào)頻波波形示意圖調(diào)頻波波形示意圖6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性高頻電子線路高頻電子線路二、調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及波形二、調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及波形1.調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式低頻調(diào)制信號(hào)：低頻調(diào)制信號(hào)： Ftcos2UtcosUtumm高頻載波信號(hào)高頻載波信號(hào)： tfcos2UtcosUtuccmccmc調(diào)相波的定義：調(diào)相波的定義：載波振幅不變，載波的瞬時(shí)相位與調(diào)制信號(hào)載波振幅不變，載波的瞬時(shí)相位與調(diào)制信號(hào)u(t)呈線性關(guān)系呈線性關(guān)系 靈靈敏敏度度由由電電路路結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)決決定定為為比比例例常常數(shù)數(shù)，也也叫叫調(diào)調(diào)

9、相相pmpcpcktcosUktukttt6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性高頻電子線路高頻電子線路mppUkm：調(diào)調(diào)相相指指數(shù)數(shù)調(diào)相信號(hào)（已調(diào)波）的表達(dá)式調(diào)相信號(hào)（已調(diào)波）的表達(dá)式： tcUktcosUtcosUumPccmcmPMos tcosUktmpcttcmtcosUPccmos與調(diào)制信號(hào)的頻率無關(guān)與調(diào)制信號(hào)的頻率無關(guān)調(diào)制信號(hào)的振幅調(diào)制信號(hào)的振幅pmmU結(jié)論結(jié)論： 6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性高頻電子線路高頻電子線路結(jié)論：結(jié)論：調(diào)制信號(hào)的幅度與頻率增大調(diào)制信號(hào)的幅度與頻率增大最大頻偏越大。最大頻偏越大。 tcosmt-ttpc相相偏偏 tcmtcosUtcosUuP

10、ccmcmPMos tcosUktmpct dtdt瞬時(shí)頻率：瞬時(shí)頻率：tsinm-dttcosmtdpcpctsinmp角角頻頻偏偏Fmmfpp 2 2大大頻頻偏偏最最pmm最最大大相相偏偏pmm最最大大角角頻頻偏偏6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性高頻電子線路高頻電子線路調(diào)相波波形示意圖調(diào)相波波形示意圖高頻電子線路高頻電子線路三、調(diào)頻與調(diào)相的比較三、調(diào)頻與調(diào)相的比較調(diào)調(diào)頻頻波波和和調(diào)調(diào)相相波波的的主主要要參參數(shù)數(shù) 頻頻率率調(diào)調(diào)制制 相相位位調(diào)調(diào)制制 瞬瞬時(shí)時(shí)角角頻頻率率 )()(tuKtfcf dttduKtpcp/ )()( 瞬瞬時(shí)時(shí)相相角角 0 0 0( )( )ftcftdtt

11、Kud 0( )( )PcPttK ut 調(diào)調(diào)制制指指數(shù)數(shù) max( )ffmKut dt max( )ppmK ut 最最大大頻頻偏偏 max( )mfK ut max( )mPdutKdt 已已調(diào)調(diào)信信號(hào)號(hào) ( )cos( )FMcmfutUt )(cos)(tUtupcmPM 高頻電子線路高頻電子線路調(diào)制信號(hào)為單頻余弦信號(hào)時(shí)調(diào)頻與調(diào)相的比較調(diào)制信號(hào)為單頻余弦信號(hào)時(shí)調(diào)頻與調(diào)相的比較調(diào)調(diào)頻頻波波和和調(diào)調(diào)相相波波的的主主要要參參數(shù)數(shù) 頻頻率率調(diào)調(diào)制制 相相位位調(diào)調(diào)制制 瞬瞬時(shí)時(shí) 角角頻頻率率 tUKtmfcf cos)( tUKtmpcp sin)( 瞬瞬時(shí)時(shí) 相相角角 0sin)( tUKt

12、tmfcf 0cos)( tUKttmpcp 調(diào)調(diào)制制 指指數(shù)數(shù) fmffUKm mppUKm 最最大大 頻頻偏偏 mffUK mppUK 已已調(diào)調(diào) 信信號(hào)號(hào) 0sincos)( tmtUtufccm 0coscos)( tmtUtupccm 6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性高頻電子線路高頻電子線路信號(hào)波形比較信號(hào)波形比較6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性高頻電子線路高頻電子線路pmK U fmfK Um 兩者的聯(lián)系和區(qū)別兩者的聯(lián)系和區(qū)別 聯(lián)系：聯(lián)系：調(diào)頻波可看成調(diào)制信號(hào)為調(diào)頻波可看成調(diào)制信號(hào)為u(t)dt的調(diào)相波；的調(diào)相波； 調(diào)相波可看成調(diào)制信號(hào)為調(diào)相波可看成調(diào)制信號(hào)為du(t

13、)/dt的調(diào)頻波。的調(diào)頻波。 區(qū)別：區(qū)別： 調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù) FM：與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比，與調(diào)制角頻率成反比：與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比，與調(diào)制角頻率成反比 PM：與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比，與調(diào)制角頻率無關(guān)：與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比，與調(diào)制角頻率無關(guān) 最大頻率偏移最大頻率偏移 FM：與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比，與調(diào)制角頻率無關(guān)：與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比，與調(diào)制角頻率無關(guān) PM：與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比，與調(diào)制角頻率成正比：與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比，與調(diào)制角頻率成正比高頻電子線路高頻電子線路例題：例題：P210 例例6.1.1; 6.1.2課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：P268習(xí)題習(xí)題 6.1 ; 6.4作業(yè)：作業(yè)：P2

14、68 6.2; 6.56.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性高頻電子線路高頻電子線路 tsinmtcosUtcosUufccmcmFM6.1.3 調(diào)角波的頻譜與帶寬調(diào)角波的頻譜與帶寬一、調(diào)角波的頻譜一、調(diào)角波的頻譜 tcmtcosUtcosUuPccmcmPMos tmsintcosUtuccm統(tǒng)統(tǒng)一一為為： tmsinsintsinU-tmsincostcosUtuccmccmsinsin-coscoscos由由6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性高頻電子線路高頻電子線路cos(msin t)=J0(m)+2J2(m)cos2t+2J4(m)cos4t+ sin(msint)=2J1(

15、m)sint+2J3(m)sin3t+2J5(m)sin5t+利用利用2個(gè)貝塞爾函數(shù)：個(gè)貝塞爾函數(shù)：其中其中Jn(m)是宗數(shù)為是宗數(shù)為m的的n階第一類貝塞爾函數(shù)階第一類貝塞爾函數(shù)u(t)=UcmJ0(m)cosct-2J1(m)sintsinct+2J2(m)cos2tcosct -2J3(m)sin3tsinct+2J4(m)cos4tcosct+貝塞爾函數(shù)帶入調(diào)角波表達(dá)式得：貝塞爾函數(shù)帶入調(diào)角波表達(dá)式得： tmsinsintsinU-tmsincostcosUtuccmccm6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性高頻電子線路高頻電子線路 0112233440( )()cos()cos()

16、cos()cos2()cos2()cos3()cos3()cos4()cos4()cos()coscmfcfcfcfcfcfcfcfcfccmfcnfcnu tUJmtJmtJmtJmtJmtJmtJmtJmtJmtUJmtJmnt 載頻載頻第一對(duì)邊頻第一對(duì)邊頻第二對(duì)邊頻第二對(duì)邊頻第三對(duì)邊頻第三對(duì)邊頻6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性高頻電子線路高頻電子線路02468101214161820-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.40.50.60.70.80.91Fm FnMJ0J1J2J3J4J5J6J7J8J9J10J11J12J高頻電子線路高頻電子線路1Fm0.77

17、0.440.440.110.110.020.02c232、頻譜特點(diǎn)、頻譜特點(diǎn)A、頻譜結(jié)構(gòu)、頻譜結(jié)構(gòu) 包含載波頻率分量（但是幅度小于包含載波頻率分量（但是幅度小于1，與，與mf 有關(guān)）及無有關(guān)）及無窮多個(gè)邊頻分量；窮多個(gè)邊頻分量；各邊頻分量之間的頻率間隔為各邊頻分量之間的頻率間隔為；各頻率分量的幅度由貝塞爾函數(shù)各頻率分量的幅度由貝塞爾函數(shù)Jn(mf )決定，載頻分量決定，載頻分量并不總是最大，有時(shí)為零并不總是最大，有時(shí)為零;奇次邊頻分量的相位相反。奇次邊頻分量的相位相反。高頻電子線路高頻電子線路B、頻譜結(jié)構(gòu)與調(diào)制指數(shù)的關(guān)系、頻譜結(jié)構(gòu)與調(diào)制指數(shù)的關(guān)系各階貝塞爾函數(shù)各階貝塞爾函數(shù)隨隨m增大變化的增大

18、變化的規(guī)律均是衰減振規(guī)律均是衰減振蕩蕩, 而各邊頻而各邊頻分量振幅值與對(duì)分量振幅值與對(duì)應(yīng)階貝塞爾函數(shù)應(yīng)階貝塞爾函數(shù)成正比。成正比。m邊頻分量越少，邊頻分量越少，但對(duì)應(yīng)振幅越大但對(duì)應(yīng)振幅越大即即“少少”而而“大大”m邊頻分量越多，邊頻分量越多，但對(duì)應(yīng)振幅越小但對(duì)應(yīng)振幅越小即即“多多”而而“小小”高頻電子線路高頻電子線路 mf愈大，則具有一定幅度的邊頻數(shù)目愈多，頻帶愈寬。愈大，則具有一定幅度的邊頻數(shù)目愈多，頻帶愈寬。 這是調(diào)頻波頻譜的這是調(diào)頻波頻譜的主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)。 當(dāng)當(dāng)mf值小值小(mf mf+1）時(shí)，貝塞爾函數(shù)時(shí)，貝塞爾函數(shù)Jn(mf)的數(shù)值隨著的數(shù)值隨著n的增加而迅速減小。的增加而迅速減小

19、。這時(shí)（這時(shí)（nmf+1）則可認(rèn)為調(diào)頻波所具有）則可認(rèn)為調(diào)頻波所具有的頻帶寬度是近的頻帶寬度是近似有限似有限的。的。頻帶寬度為：頻帶寬度為： 2122(1)212(1)2210ffmffffffmBmmmmm 頻帶寬度比調(diào)幅波寬得多。頻帶寬度比調(diào)幅波寬得多。只適用于頻率較高的甚高頻和只適用于頻率較高的甚高頻和超高頻段中超高頻段中。窄帶調(diào)頻窄帶調(diào)頻寬帶調(diào)頻寬帶調(diào)頻恒定寬帶恒定寬帶調(diào)頻調(diào)頻高頻電子線路高頻電子線路調(diào)制信號(hào)頻率不同時(shí)，調(diào)頻、調(diào)相信號(hào)的頻譜分布調(diào)制信號(hào)頻率不同時(shí)，調(diào)頻、調(diào)相信號(hào)的頻譜分布*對(duì)于調(diào)相波：頻帶寬度在調(diào)制信號(hào)頻率的高端和低端相差對(duì)于調(diào)相波：頻帶寬度在調(diào)制信號(hào)頻率的高端和低端相

20、差 很大，對(duì)頻帶的利用很不經(jīng)濟(jì)。很大，對(duì)頻帶的利用很不經(jīng)濟(jì)。高頻電子線路高頻電子線路例例例例1：調(diào)頻波的幅度：調(diào)頻波的幅度1V, 頻譜結(jié)構(gòu)如圖；調(diào)制信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)如圖；調(diào)制信號(hào)u(t)=Umcost。求求：1、調(diào)頻波表示式、調(diào)頻波表示式uf(t)=cos(ct+mfsint)中的中的mf、 c、 ； 2、調(diào)頻波的頻帶寬度、調(diào)頻波的頻帶寬度Bf、調(diào)頻波的最大頻偏、調(diào)頻波的最大頻偏f。0.260.490.490.310.310.040.340.340.130.130.04f(MHZ)1000.1660.6102(1)0.810ffffmradBmFHz 解：解：查表得查表得3fm 由圖得由圖得662

21、2001020.210ccfradFrad 高頻電子線路高頻電子線路 上述特點(diǎn)充分說明調(diào)角是完全不同于調(diào)幅的一種非線性頻率變上述特點(diǎn)充分說明調(diào)角是完全不同于調(diào)幅的一種非線性頻率變換過程。顯然換過程。顯然, 作為調(diào)角的逆過程作為調(diào)角的逆過程, 角度解調(diào)也是一種非線性頻率角度解調(diào)也是一種非線性頻率變換過程。變換過程。 對(duì)于由眾多頻率分量組成的一般調(diào)制信號(hào)來說對(duì)于由眾多頻率分量組成的一般調(diào)制信號(hào)來說, , 調(diào)角信號(hào)的調(diào)角信號(hào)的總頻譜并非僅僅是調(diào)制信號(hào)中每個(gè)頻率分量單獨(dú)調(diào)制時(shí)所得頻譜總頻譜并非僅僅是調(diào)制信號(hào)中每個(gè)頻率分量單獨(dú)調(diào)制時(shí)所得頻譜的組合的組合, , 而且另外又新增了許多頻率分量。例如而且另外又

22、新增了許多頻率分量。例如, , 若調(diào)制信號(hào)由若調(diào)制信號(hào)由角頻率為角頻率為1 1, , 2 2的兩個(gè)單頻正弦波組成的兩個(gè)單頻正弦波組成, , 則對(duì)應(yīng)調(diào)角信號(hào)的頻則對(duì)應(yīng)調(diào)角信號(hào)的頻率分量不但有率分量不但有c cnn1 1和和c cnn2 2, , 還會(huì)出現(xiàn)還會(huì)出現(xiàn)c cnn1 1pp2 2, , n n、p=0, 1, 2, p=0, 1, 2, 。 6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性看：看：教材教材P214 三、調(diào)角信號(hào)的特點(diǎn)三、調(diào)角信號(hào)的特點(diǎn)高頻電子線路高頻電子線路課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：P215復(fù)習(xí)與討論題復(fù)習(xí)與討論題 6.1.2 ; 6.1.5作業(yè)：作業(yè)：P268 6.86.1 調(diào)角波的

23、基本特性調(diào)角波的基本特性高頻電子線路高頻電子線路P215，6.1.5：當(dāng)調(diào)制信號(hào)的大小和頻率增大時(shí)，對(duì)調(diào)頻信號(hào)：當(dāng)調(diào)制信號(hào)的大小和頻率增大時(shí)，對(duì)調(diào)頻信號(hào)和調(diào)相信號(hào)的調(diào)制指數(shù)、最大頻偏各有何影響？和調(diào)相信號(hào)的調(diào)制指數(shù)、最大頻偏各有何影響？6.1 調(diào)角波的基本特性調(diào)角波的基本特性 Ftcos2UtcosUtumm低頻調(diào)制信號(hào)：低頻調(diào)制信號(hào)： 調(diào)頻信號(hào)：調(diào)頻信號(hào)： FfUKmmff=2UKFUKfmfmff=FfUKmmpp=FUKfmpp=調(diào)相信號(hào)：調(diào)相信號(hào)： 結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)調(diào)制信號(hào)的大小增大，而頻率不變時(shí)，調(diào)相與調(diào)角信號(hào)的調(diào)制指數(shù)當(dāng)調(diào)制信號(hào)的大小增大，而頻率不變時(shí)，調(diào)相與調(diào)角信號(hào)的調(diào)制指數(shù)均增大

24、，最大頻偏也均增大；若調(diào)制信號(hào)的大小不變，而頻率增大，則調(diào)頻均增大，最大頻偏也均增大；若調(diào)制信號(hào)的大小不變，而頻率增大，則調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻指數(shù)減小，但調(diào)相信號(hào)的的調(diào)制指數(shù)不變，調(diào)頻信號(hào)的最大頻偏信號(hào)的調(diào)頻指數(shù)減小，但調(diào)相信號(hào)的的調(diào)制指數(shù)不變，調(diào)頻信號(hào)的最大頻偏不變，但調(diào)相信號(hào)的最大頻偏增大。不變，但調(diào)相信號(hào)的最大頻偏增大。高頻電子線路高頻電子線路6.2 調(diào)調(diào) 頻頻 電電 路路一、調(diào)頻的實(shí)現(xiàn)思路一、調(diào)頻的實(shí)現(xiàn)思路直接調(diào)頻：直接調(diào)頻： 根據(jù)調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)成線性變化這根據(jù)調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)成線性變化這一基本特性一基本特性,利用調(diào)制信號(hào)直接控制自激振蕩電路的利用調(diào)制信號(hào)直接控制自

25、激振蕩電路的振蕩頻率。這是實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的最直接方法振蕩頻率。這是實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的最直接方法, 故稱為直接故稱為直接調(diào)頻調(diào)頻。1.直接調(diào)頻直接調(diào)頻 2. 間接調(diào)頻。間接調(diào)頻。6.2.1調(diào)頻的實(shí)現(xiàn)與主要性能指標(biāo)調(diào)頻的實(shí)現(xiàn)與主要性能指標(biāo)高頻電子線路高頻電子線路直接調(diào)頻電路的基本思路：直接調(diào)頻電路的基本思路：6.2 調(diào)調(diào) 頻頻 電電 路路只要能夠找到電感或者電容元器件只要能夠找到電感或者電容元器件它的電感量它的電感量L或電容量或電容量C能夠受到能夠受到低頻調(diào)制信號(hào)的控制即可。低頻調(diào)制信號(hào)的控制即可。高頻電子線路高頻電子線路 直接調(diào)頻的優(yōu)點(diǎn)直接調(diào)頻的優(yōu)點(diǎn)是能夠獲得較大的頻偏是能夠獲得較大的頻偏，但其，但其缺點(diǎn)是中

26、心頻率穩(wěn)定度低，缺點(diǎn)是中心頻率穩(wěn)定度低，即便是使用晶體振蕩器即便是使用晶體振蕩器直接調(diào)頻電路，其頻率穩(wěn)定度也比不受調(diào)制的晶體直接調(diào)頻電路，其頻率穩(wěn)定度也比不受調(diào)制的晶體振蕩器有所降低。振蕩器有所降低。 借助調(diào)相來實(shí)現(xiàn)調(diào)頻，可以采用高穩(wěn)定的晶振借助調(diào)相來實(shí)現(xiàn)調(diào)頻，可以采用高穩(wěn)定的晶振作為主振器，利用積分器對(duì)調(diào)制信號(hào)積分后的結(jié)果，作為主振器，利用積分器對(duì)調(diào)制信號(hào)積分后的結(jié)果，對(duì)這個(gè)穩(wěn)定的載頻信號(hào)在后級(jí)進(jìn)行調(diào)相，就可以得對(duì)這個(gè)穩(wěn)定的載頻信號(hào)在后級(jí)進(jìn)行調(diào)相，就可以得到到頻率穩(wěn)定度很高的調(diào)頻波。頻率穩(wěn)定度很高的調(diào)頻波。6.2 調(diào)調(diào) 頻頻 電電 路路高頻電子線路高頻電子線路(1)(1)若先對(duì)調(diào)制信號(hào)若先對(duì)

27、調(diào)制信號(hào)u(t)進(jìn)行積分進(jìn)行積分, 因此因此, 將調(diào)制信號(hào)積分后調(diào)相將調(diào)制信號(hào)積分后調(diào)相, 是實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的另外一種方式是實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的另外一種方式, 稱為間稱為間接調(diào)頻。接調(diào)頻。 或者說或者說, 間接調(diào)頻是借用調(diào)相的方式來實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。間接調(diào)頻是借用調(diào)相的方式來實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。 tUdttosUdttutumt0t0sinmc1 tttusinktcosUsinUktcosUtuktcosUpccmmpccm1pccm(2)將將u1(t)作為調(diào)制信號(hào)對(duì)載頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)相作為調(diào)制信號(hào)對(duì)載頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)相, 則可得到則可得到:可知可知, 對(duì)于對(duì)于u(t)來說來說, 上式是一個(gè)調(diào)頻信號(hào)表達(dá)式。上式是一個(gè)調(diào)頻信號(hào)表達(dá)式。

28、（2）間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻電路調(diào)相電路調(diào)相電路6.2 調(diào)調(diào) 頻頻 電電 路路高頻電子線路高頻電子線路間接調(diào)頻電路原理間接調(diào)頻電路原理 實(shí)現(xiàn)間接調(diào)頻電路的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)間接調(diào)頻電路的關(guān)鍵：調(diào)相電路。：調(diào)相電路。6.2 調(diào)調(diào) 頻頻 電電 路路 間接調(diào)頻缺點(diǎn)間接調(diào)頻缺點(diǎn)：不易獲得大的頻偏。：不易獲得大的頻偏。高頻電子線路高頻電子線路二、性能指標(biāo)二、性能指標(biāo) 調(diào)制特性調(diào)制特性被調(diào)振蕩器的頻率偏移與調(diào)制電壓的關(guān)系，被調(diào)振蕩器的頻率偏移與調(diào)制電壓的關(guān)系， 表示為表示為f/fc=f(u) 調(diào)制靈敏度調(diào)制靈敏度S調(diào)制電壓變化單位數(shù)值所產(chǎn)生的振蕩調(diào)制電壓變化單位數(shù)值所產(chǎn)生的振蕩 頻率偏移，表示為頻率偏移，表示為S=f

29、/u 最大頻偏最大頻偏fm在調(diào)制電壓作用下所能達(dá)到的最大頻偏在調(diào)制電壓作用下所能達(dá)到的最大頻偏 載波頻率穩(wěn)定度載波頻率穩(wěn)定度f/fc時(shí)間間隔時(shí)間間隔 調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率以穩(wěn)定的中心頻率（載頻）為基準(zhǔn)調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率以穩(wěn)定的中心頻率（載頻）為基準(zhǔn)變化。若中心頻率不穩(wěn)定，就有可能使調(diào)頻信號(hào)的頻譜變化。若中心頻率不穩(wěn)定，就有可能使調(diào)頻信號(hào)的頻譜落到接收機(jī)通帶范圍之外，以致不能保證正常通信。落到接收機(jī)通帶范圍之外，以致不能保證正常通信。 因此，對(duì)于調(diào)頻電路，不僅要滿足頻偏的要求，而且要因此，對(duì)于調(diào)頻電路，不僅要滿足頻偏的要求，而且要使中心頻率保持足夠高的穩(wěn)定度。使中心頻率保持足夠高的穩(wěn)定度。高頻電子

30、線路高頻電子線路技術(shù)要求：技術(shù)要求： 頻偏與調(diào)制信號(hào)保持良好的線性關(guān)系頻偏與調(diào)制信號(hào)保持良好的線性關(guān)系 調(diào)制靈敏度盡量高調(diào)制靈敏度盡量高 頻偏盡量大頻偏盡量大 中心頻率穩(wěn)定度盡量高中心頻率穩(wěn)定度盡量高 寄生調(diào)幅盡量小寄生調(diào)幅盡量小高頻電子線路高頻電子線路一、電路組成與工作原理一、電路組成與工作原理1.變?nèi)荻O管的符號(hào)與特性變?nèi)荻O管的符號(hào)與特性 二極管是單向?qū)щ娫?，若將其二極管是單向?qū)щ娫魧⑵浞聪蚱?，反向偏置，并始終控制在截并始終控制在截止區(qū)時(shí)，止區(qū)時(shí)，PN結(jié)的結(jié)電容的大小隨反向控制電壓的變化而變化，結(jié)的結(jié)電容的大小隨反向控制電壓的變化而變化，因因此此PN結(jié)二極管可制成變?nèi)荻O管。結(jié)

31、二極管可制成變?nèi)荻O管。調(diào)制信調(diào)制信號(hào)號(hào)u(t) 保證管子始終處于截保證管子始終處于截止?fàn)顟B(tài)的直流電源止?fàn)顟B(tài)的直流電源EUm變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管6.2.2 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管的常用符號(hào)變?nèi)荻O管的常用符號(hào)高頻電子線路高頻電子線路C0為未外加電壓時(shí)的為未外加電壓時(shí)的結(jié)電容結(jié)電容(u=0)(u=0)UBPN結(jié)勢壘電位差結(jié)勢壘電位差（硅管（硅管0.40.4- -0.7v0.7v、鍺、鍺管管0.2-0.3v0.2-0.3v）結(jié)電容變化指數(shù)，結(jié)電容變化指數(shù)，由結(jié)的類型和摻雜濃由結(jié)的類型和摻雜濃度決定。度決定。1/3-61/3-6變化。變化。1超突變結(jié)超突變結(jié)突變結(jié)突變

32、結(jié)緩變結(jié)緩變結(jié)變?nèi)荻O管的電容變?nèi)荻O管的電容BRo)Uu1(CCj+=6.2.2 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路高頻電子線路高頻電子線路變?nèi)荻O管調(diào)頻原理變?nèi)荻O管調(diào)頻原理高頻電子線路高頻電子線路振蕩回路由振蕩回路由L、Cj構(gòu)成，構(gòu)成，C1為高頻耦合電容，為高頻耦合電容，RFC為高頻為高頻扼流圈，扼流圈，C2為高頻旁路電容。為高頻旁路電容。本質(zhì)：本質(zhì)：用調(diào)制信號(hào)控制高頻用調(diào)制信號(hào)控制高頻信號(hào)瞬時(shí)頻率，使其信號(hào)瞬時(shí)頻率，使其隨調(diào)制信號(hào)作線性變隨調(diào)制信號(hào)作線性變化的過程?；倪^程。2. 電路性能分析電路性能分析6.2.2 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路高頻電子線路高頻

33、電子線路1) 求求 (t)(t)6.2.2 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路 jQBQ0QBBQB0BQ0BQ0jtcosm1Ctcosm1UU1CtcosUUU1UUUCUtcosUU1C)UtcosUU(1CC-+=+=+=+=+=CjQ：二極管在靜態(tài)時(shí)的電容二極管在靜態(tài)時(shí)的電容CooDUUUm 表示結(jié)電容調(diào)制深度的調(diào)制指數(shù)。表示結(jié)電容調(diào)制深度的調(diào)制指數(shù)。 高頻電子線路高頻電子線路u 實(shí)現(xiàn)理想直接調(diào)頻的條件：實(shí)現(xiàn)理想直接調(diào)頻的條件：=2u 致命的缺點(diǎn)：中心頻率不穩(wěn)定致命的缺點(diǎn)：中心頻率不穩(wěn)定2c2jQj)tcosm1()tcosm1(LC1LC1)t (+=+=1) 求求 (t

34、)(t)2) 結(jié)論：結(jié)論：u 最大角頻偏最大角頻偏cmm 6.2.2 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路jQcLC1 =中中心心頻頻率率：高頻電子線路高頻電子線路利用級(jí)數(shù)邁克勞林級(jí)數(shù)展開式，并忽略高次項(xiàng)：利用級(jí)數(shù)邁克勞林級(jí)數(shù)展開式，并忽略高次項(xiàng)： )x!2)1n(nnx1)x1(2n .tcosm)12(2!21tcosm21)t(22c+=-t2costcos)(t2cosm)12(8tcosm2m)12(81)t(m2m0c2cc2c+=+=-其中：（其中：（1） oom 2) 12(8 ：為中心頻率的偏移量為中心頻率的偏移量2c)tcosm1()t (+=6.2.2 變?nèi)荻O管

35、直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路u若若2，如何實(shí)現(xiàn)，如何實(shí)現(xiàn)與與cost成正比的關(guān)系？成正比的關(guān)系？是由是由C jV d的非線性而引起的。雖然的非線性而引起的。雖然 om 0高頻電子線路高頻電子線路（2） 02 mm ：與調(diào)頻頻率有關(guān)的最大頻偏，雖然與調(diào)頻頻率有關(guān)的最大頻偏，雖然 mom （3） omm 22)12(8 ：由于由于CjuR的非線性作用，使頻偏中增加的非線性作用，使頻偏中增加了了的諧波分量（的諧波分量（2）而引起的附加頻偏，會(huì)造成調(diào)頻接收時(shí)的非線性）而引起的附加頻偏，會(huì)造成調(diào)頻接收時(shí)的非線性失真，應(yīng)盡量減少這種失真。失真，應(yīng)盡量減少這種失真。另外，定義調(diào)頻靈敏度另外，定義調(diào)頻靈

36、敏度： DoooDomfUUUUUUUmUS 2220調(diào)調(diào)制制信信號(hào)號(hào)振振幅幅最最大大角角頻頻偏偏t2costcos)(t2cosm)12(8tcosm2m)12(81)t(m2m0c2cc2c+=+=-6.2.2 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路高頻電子線路高頻電子線路變?nèi)莨懿糠纸尤氲闹苯诱{(diào)頻變?nèi)莨懿糠纸尤氲闹苯诱{(diào)頻 研究背景：研究背景：變?nèi)荻O管作為回路總結(jié)電容的調(diào)頻電路中心頻率變?nèi)荻O管作為回路總結(jié)電容的調(diào)頻電路中心頻率穩(wěn)定度差主要是由于溫度變化或者反偏電壓穩(wěn)定度差主要是由于溫度變化或者反偏電壓V VQ Q不穩(wěn)定時(shí)，引起不穩(wěn)定時(shí)，引起結(jié)電容變化，從而引起中心頻率發(fā)生較大變化，

37、因此為了提高結(jié)電容變化，從而引起中心頻率發(fā)生較大變化，因此為了提高中心頻率穩(wěn)定度，通常采用部分接入的辦法。中心頻率穩(wěn)定度，通常采用部分接入的辦法。高頻電子線路高頻電子線路j2j21CCCCCC+=()()jQ2jQ21tcosm1/CCtcosm1/CCCC+=()2jQjQ21tcosm1CCCCC+=()tcosm1CCCCCL1LC12jQjQ21+=體會(huì)：體會(huì)：當(dāng)當(dāng)C CjQjQ變換的時(shí)候引起的總電容變換的時(shí)候引起的總電容C C的變化比將變?nèi)荻O的變化比將變?nèi)荻O管直接并接入諧振回路引起管直接并接入諧振回路引起C C的變化要小，從而提高了中心頻的變化要小，從而提高了中心頻率的穩(wěn)定度，同

38、時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)率的穩(wěn)定度，同時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)C C1 1C C2 2可使調(diào)制特性接近于線性?？墒拐{(diào)制特性接近于線性。高頻電子線路高頻電子線路電容串并概念電容串并概念(知識(shí)拓展知識(shí)拓展)u 結(jié)論：結(jié)論： 1) 串并后調(diào)制的線性改善，但犧牲了調(diào)制靈敏度；串并后調(diào)制的線性改善，但犧牲了調(diào)制靈敏度；2) 實(shí)際實(shí)際n2，應(yīng)取，應(yīng)取n2 ，通過電容串并后使，通過電容串并后使n2 ，即可，即可實(shí)現(xiàn)近似理想的調(diào)頻。實(shí)現(xiàn)近似理想的調(diào)頻。Cj不串也不并不串也不并Cj串串C2Cj并并C1Cj串串C2并并C1 (t)v (t)0高頻電子線路高頻電子線路三、三、 變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路看：看：教材教材P221-

39、 P2246.2.2 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路高頻電子線路高頻電子線路n優(yōu)點(diǎn)：電路簡單、頻偏大優(yōu)點(diǎn)：電路簡單、頻偏大n缺點(diǎn)：振蕩（中心）頻率不穩(wěn)定缺點(diǎn)：振蕩（中心）頻率不穩(wěn)定2.變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路的優(yōu)缺點(diǎn)變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路的優(yōu)缺點(diǎn)3.變?nèi)荻O管調(diào)頻電路實(shí)例：變?nèi)荻O管調(diào)頻電路實(shí)例：6.2.2 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路高頻電子線路高頻電子線路 故變?nèi)荻O管的實(shí)際電容值會(huì)受到高頻振蕩的影響。故變?nèi)荻O管的實(shí)際電容值會(huì)受到高頻振蕩的影響。若高頻振蕩電壓振幅太大若高頻振蕩電壓振幅太大, , 還可能使疊加后的瞬時(shí)電壓造成變還可能使疊加后的瞬時(shí)電壓造成變?nèi)荻O管

40、正偏。采用兩個(gè)變?nèi)荻O管對(duì)接容二極管正偏。采用兩個(gè)變?nèi)荻O管對(duì)接, , 從圖從圖 (b)(b)所示高頻所示高頻等效電路可知等效電路可知, , 兩管對(duì)于高頻振蕩電壓來說是串聯(lián)的兩管對(duì)于高頻振蕩電壓來說是串聯(lián)的, , 故加在故加在每個(gè)管上的高頻振蕩電壓振幅減半。每個(gè)管上的高頻振蕩電壓振幅減半。 注意：注意：2.2.對(duì)于直流偏壓和低頻調(diào)制電壓來說對(duì)于直流偏壓和低頻調(diào)制電壓來說, , 兩管是并聯(lián)關(guān)系兩管是并聯(lián)關(guān)系, , 故工故工作狀態(tài)不受影響。這種方式的缺點(diǎn)是調(diào)頻靈敏度有所降低作狀態(tài)不受影響。這種方式的缺點(diǎn)是調(diào)頻靈敏度有所降低, , 因因?yàn)閮勺內(nèi)莨艽?lián)后總結(jié)電容減半。為兩變?nèi)莨艽?lián)后總結(jié)電容減半。高頻

41、電子線路高頻電子線路小頻偏變?nèi)荻O管調(diào)頻器（拓展知識(shí)）小頻偏變?nèi)荻O管調(diào)頻器（拓展知識(shí)）6.2.2 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路高頻電子線路高頻電子線路石英晶體振蕩器直接調(diào)頻電路并聯(lián)型晶體振蕩器并聯(lián)型晶體振蕩器振蕩回路等效電路振蕩回路等效電路6.2.2 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路高頻電子線路高頻電子線路實(shí)際電路實(shí)際電路2(拓展知識(shí)拓展知識(shí))調(diào)制信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的放大電路放大電路調(diào)諧在石英的調(diào)諧在石英的三次泛音頻率三次泛音頻率電容三點(diǎn)式電容三點(diǎn)式振蕩電路振蕩電路高頻電子線路高頻電子線路 直接調(diào)頻直接調(diào)頻 類型：類型： 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻變?nèi)荻O管直接調(diào)頻（最常用）

42、（最常用） 電抗管直接調(diào)頻電抗管直接調(diào)頻 晶體振蕩器直接調(diào)頻晶體振蕩器直接調(diào)頻 特點(diǎn)：易于得到比較大的頻偏；但中心頻特點(diǎn)：易于得到比較大的頻偏；但中心頻率的穩(wěn)定度不易做得很高率的穩(wěn)定度不易做得很高 調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生通常采用直接調(diào)頻法。調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生通常采用直接調(diào)頻法。6.2.2 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路高頻電子線路高頻電子線路 間接調(diào)頻間接調(diào)頻 先對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行積分再進(jìn)行調(diào)相先對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行積分再進(jìn)行調(diào)相 特點(diǎn)：載波中心頻率穩(wěn)定度較好；但不特點(diǎn)：載波中心頻率穩(wěn)定度較好；但不 能直接獲得較大的頻偏。能直接獲得較大的頻偏。 廣泛運(yùn)用在數(shù)字信號(hào)調(diào)制中。廣泛運(yùn)用在數(shù)字信號(hào)調(diào)制中。實(shí)現(xiàn)

43、方法：實(shí)現(xiàn)方法：可變移相法可變移相法矢量合成法矢量合成法可變時(shí)延法可變時(shí)延法6.2.3 間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻電路間接調(diào)相的關(guān)鍵：實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)越的調(diào)相電路間接調(diào)相的關(guān)鍵：實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)越的調(diào)相電路高頻電子線路高頻電子線路6.2.3 間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻電路1 1矢量合成法間接調(diào)頻電路矢量合成法間接調(diào)頻電路單音調(diào)制時(shí)的調(diào)相信號(hào)單音調(diào)制時(shí)的調(diào)相信號(hào): :) cossin(sin- ) cos( cos ) coscos()(tMtUtMtUtMtUtupCompCompComo 對(duì)于窄帶調(diào)相對(duì)于窄帶調(diào)相 ,radMp6 1) coscos( tMp tMtMpp cos) cossin( sin cos-

44、 cos)(ttMUtUtuCpomComo 可見可見窄帶調(diào)相波窄帶調(diào)相波可以近似由可以近似由載頻信號(hào)載頻信號(hào)和和一個(gè)與載波相差一個(gè)與載波相差9090o o的的雙邊帶信號(hào)雙邊帶信號(hào)相加相加組成。組成。高頻電子線路高頻電子線路注意：注意：如果用矢量表示如果用矢量表示, ,則窄帶調(diào)相信號(hào)矢量就是則窄帶調(diào)相信號(hào)矢量就是載波信號(hào)載波信號(hào)矢量矢量和與它成和與它成正交的雙邊帶信號(hào)矢量正交的雙邊帶信號(hào)矢量的合成矢量。因此的合成矢量。因此, ,用用這一原理實(shí)現(xiàn)窄帶調(diào)相的方法稱之這一原理實(shí)現(xiàn)窄帶調(diào)相的方法稱之矢量合成法矢量合成法。由于雙邊帶。由于雙邊帶信號(hào)是采用相乘調(diào)幅方法產(chǎn)生信號(hào)是采用相乘調(diào)幅方法產(chǎn)生, ,稱

45、之稱之相乘調(diào)幅合成法相乘調(diào)幅合成法。 sin cos- cos)(ttMUtUtuCpomComo 實(shí)現(xiàn)方法：實(shí)現(xiàn)方法：將調(diào)制信號(hào)將調(diào)制信號(hào)u u( (t t) )先進(jìn)行積分先進(jìn)行積分, ,然后送去進(jìn)行矢量然后送去進(jìn)行矢量 合成法調(diào)相合成法調(diào)相, ,這樣就實(shí)現(xiàn)了這樣就實(shí)現(xiàn)了矢量合成法間接調(diào)頻矢量合成法間接調(diào)頻. . 注意：因?yàn)榫д耦l率是調(diào)頻注意：因?yàn)榫д耦l率是調(diào)頻電路輸出載頻的電路輸出載頻的1/N1/N倍，因此倍，因此后邊要引入后邊要引入N N倍頻電路，倍頻電路，高頻電子線路高頻電子線路2. 2. 可變相移法調(diào)相實(shí)現(xiàn)方法可變相移法調(diào)相實(shí)現(xiàn)方法將振蕩器產(chǎn)生的載波電壓將振蕩器產(chǎn)生的載波電壓 cos

46、mcVt通過一個(gè)可控相通過一個(gè)可控相移網(wǎng)絡(luò)，如圖移網(wǎng)絡(luò)，如圖5.4.25.4.2所示，此網(wǎng)絡(luò)在所示，此網(wǎng)絡(luò)在 c上產(chǎn)生的相移上產(chǎn)生的相移 c() 受調(diào)制電壓的控制，且其間呈線性關(guān)系，即受調(diào)制電壓的控制，且其間呈線性關(guān)系，即 6.2.3 間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻電路高頻電子線路高頻電子線路cpP()(t)M cos tk 則相移網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓即為所需的調(diào)相波，即則相移網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓即為所需的調(diào)相波，即 omccmcp(t)cos()coscosVtVtMt 可控相移網(wǎng)絡(luò)有多種實(shí)現(xiàn)電路，如可控相移網(wǎng)絡(luò)有多種實(shí)現(xiàn)電路，如RCRC相移電路、相移電路、變?nèi)荻O管與電感構(gòu)成的諧振回路的移相電路等。其變?nèi)荻O管

47、與電感構(gòu)成的諧振回路的移相電路等。其中中應(yīng)用最廣的是變?nèi)荻O管調(diào)相電路。應(yīng)用最廣的是變?nèi)荻O管調(diào)相電路。6.2.3 間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻電路3 3可變時(shí)延法調(diào)相電路：見教材可變時(shí)延法調(diào)相電路：見教材P225-P226P225-P226高頻電子線路高頻電子線路6.2.3 間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻電路二、變?nèi)荻O管調(diào)相電路（可變相移法調(diào)相電路）二、變?nèi)荻O管調(diào)相電路（可變相移法調(diào)相電路）間接調(diào)頻的關(guān)鍵電路是間接調(diào)頻的關(guān)鍵電路是調(diào)相器調(diào)相器. . 將變?nèi)荻O管接在高頻放大器的諧振回路里，就可構(gòu)成變?nèi)荻O將變?nèi)荻O管接在高頻放大器的諧振回路里，就可構(gòu)成變?nèi)荻O管調(diào)相電路。管調(diào)相電路。 CjL調(diào)相波調(diào)相波

48、輸出輸出載波輸入載波輸入載波輸入載波輸入高穩(wěn)定度高穩(wěn)定度 振蕩器振蕩器 調(diào)相器調(diào)相器 積分器積分器)(tu )(tuFM )(tu如果忽略二次方以上各項(xiàng)，可得回路的諧振頻率為如果忽略二次方以上各項(xiàng)，可得回路的諧振頻率為 ： cos21cos11)(o2ojtmtmLCt 回路的頻率偏移為：回路的頻率偏移為： tmtt cos2)()(oo 高頻電子線路高頻電子線路當(dāng)當(dāng) /6（或（或30o）時(shí)時(shí)，tan o)(2)( tQt 可得可得: :tmQt cos)( 表明表明: :單級(jí)單級(jí)LCLC諧振回路在滿足諧振回路在滿足/6 c cLCLC回路：諧振在回路：諧振在c c , ,帶寬較寬帶寬較寬L

49、L2 2C C2 2回路：諧振在回路：諧振在0202, , 0202c c0101- -c= c- 02高頻電子線路高頻電子線路1.1.當(dāng)輸入調(diào)頻波的頻率當(dāng)輸入調(diào)頻波的頻率f02 f u01且由于且由于uo= u01 -u 02 , uo -u 02 。u02u01f02f012.2.當(dāng)輸入調(diào)頻波的頻率當(dāng)輸入調(diào)頻波的頻率fc f u02且由于且由于uo= u01 -u 02 , uo u 01 。3.3.因此雙失諧斜率鑒頻器的鑒頻特因此雙失諧斜率鑒頻器的鑒頻特性在性在頻帶寬度、線性范圍、靈敏度頻帶寬度、線性范圍、靈敏度等方面有較大改進(jìn)，應(yīng)用較廣！等方面有較大改進(jìn)，應(yīng)用較廣！回路回路的的諧振曲線

50、諧振曲線回路回路的的諧振曲線諧振曲線、回路回路疊加后的諧疊加后的諧振曲線振曲線輸入調(diào)頻信號(hào)輸入調(diào)頻信號(hào)的頻率波形的頻率波形雙回路斜率鑒頻器原理理解要點(diǎn)：雙回路斜率鑒頻器原理理解要點(diǎn)：高頻電子線路高頻電子線路3 3、實(shí)用電路舉例：、實(shí)用電路舉例：iu1I2ILRII21 兩個(gè)失諧回路分別調(diào)諧于兩個(gè)失諧回路分別調(diào)諧于35MHz和和40MHz。它們是共基放大器的負(fù)載回路。它們是共基放大器的負(fù)載回路。 輸入調(diào)頻波輸入調(diào)頻波 從兩放大器發(fā)射極輸入，經(jīng)共基放大，在負(fù)載回路產(chǎn)生輸從兩放大器發(fā)射極輸入，經(jīng)共基放大，在負(fù)載回路產(chǎn)生輸 出電出電壓經(jīng)檢波器產(chǎn)生檢波電流壓經(jīng)檢波器產(chǎn)生檢波電流 和和 。在負(fù)載上得到電壓

51、為。在負(fù)載上得到電壓為 。6.3.2 斜斜 率率 鑒鑒 頻頻 器器高頻電子線路高頻電子線路一、鑒相器的分類一、鑒相器的分類1 1、鑒相電路通?？煞譃殍b相電路通常可分為模擬電路型模擬電路型和和數(shù)字電路型數(shù)字電路型兩大類。兩大類。2 2、在集成電路系統(tǒng)中，常用的有模擬乘法器構(gòu)成的在集成電路系統(tǒng)中，常用的有模擬乘法器構(gòu)成的乘積型鑒乘積型鑒相器相器和數(shù)字門電路構(gòu)成的和數(shù)字門電路構(gòu)成的門電路鑒相器門電路鑒相器。三、乘積型鑒相電路三、乘積型鑒相電路( (不按書上的講解不按書上的講解) )1 1、電路組成框圖、電路組成框圖二、常用兩種模擬鑒相器：二、常用兩種模擬鑒相器：1 1、乘積型鑒相器、乘積型鑒相器 2

52、 2、疊加型鑒相器、疊加型鑒相器6.3.3 相相 位位 鑒鑒 頻頻 器器相乘器相乘器低通濾波器低通濾波器)(tur)(tuo )(tuo)(tus而另一輸入信號(hào)而另一輸入信號(hào) 為為的的同頻正交載波同頻正交載波。)(tur)(tus 設(shè)：鑒相器輸入設(shè)：鑒相器輸入PMPM信號(hào)。信號(hào)。 )(cos)(ttUtuoss 即：即：)()(tuktP 而而高頻電子線路高頻電子線路則相乘器的輸出信號(hào)則相乘器的輸出信號(hào) 為：為：)(tuo 1.1.乘積型鑒相器（乘積型鑒相器（product phase detectorproduct phase detector）相乘器相乘器低通濾波器低通濾波器)(tur)(

53、tuo )(tuo)(tus2)(2cos)2)(cos(212cos)(cos)()()( tttUkUtUttkUtutkutuorsorosrso其中其中k k為相乘器的乘積因子。為相乘器的乘積因子。經(jīng)低通濾波器后，輸出電壓經(jīng)低通濾波器后，輸出電壓為：為：)(tuo)(sin212)(cos21)(tUkUtUkUtursrso 可見：乘積型鑒相器具有可見：乘積型鑒相器具有正弦形鑒相特性正弦形鑒相特性-)(tuo)t ( 目標(biāo)：目標(biāo)：輸出信號(hào)輸出信號(hào)u uo o(t)(t)與與(t)(t)成正比，這樣輸出信號(hào)才能和調(diào)制信號(hào)成正比成正比，這樣輸出信號(hào)才能和調(diào)制信號(hào)成正比高頻電子線路高頻電子

54、線路)()(21)(21)(tuKtukUKUtUkUtuPPrsrso 所以所以 注意：注意：乘積型鑒相器在電路結(jié)構(gòu)上乘積型鑒相器在電路結(jié)構(gòu)上與同步檢波器是相同的，即只要輸與同步檢波器是相同的，即只要輸入調(diào)相信號(hào)入調(diào)相信號(hào) 與與 的載波正交，的載波正交，同步檢波器就變成了乘積型鑒相器。同步檢波器就變成了乘積型鑒相器。 )(tus)(tur12| )(| t另外，如果滿足另外，如果滿足 ，則有，則有 。)()(sintt 即輸出電壓即輸出電壓 與與 成線性關(guān)系，成線性關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)線性鑒相?？蓪?shí)現(xiàn)線性鑒相。)(tuo)(t )(tuo)t ( -6.3.3 相相 位位 鑒鑒 頻頻 器器高頻電子線

55、路高頻電子線路相加器相加器包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器下圖為疊加型鑒相器原理框圖，以下采用平衡型鑒相器為例進(jìn)行分析：下圖為疊加型鑒相器原理框圖，以下采用平衡型鑒相器為例進(jìn)行分析： 相加器相加器相加器相加器 包絡(luò)包絡(luò)檢波器檢波器 包絡(luò)包絡(luò)檢波器檢波器相加器相加器)(tur)(tus )(tus )(1tud)(2tud)(tus)(tur設(shè)輸入調(diào)相波設(shè)輸入調(diào)相波 為：為：)(sin)(ttUtuoss )()(tuktp )(tus2sin)( tUtuorr而同頻正交載波信號(hào)為：而同頻正交載波信號(hào)為： )()()()(21tutuututuusdsrd 則：則：)(tuo6.3.3 相相 位位 鑒鑒

56、頻頻 器器)(tus )(tus )(1tud)(2tud )(tuo)(tur高頻電子線路高頻電子線路利用矢量圖可得合成電壓振幅利用矢量圖可得合成電壓振幅 )(sin2)(sin2222221tUUUUUtUUUUUrsrsdrsrsd )(tus)(1tud)(2tud)(tur)t ( )(tus 如果設(shè)包絡(luò)檢波器的傳輸系數(shù)為如果設(shè)包絡(luò)檢波器的傳輸系數(shù)為Kd1=Kd2=Kd，則兩個(gè)包絡(luò)檢波器，則兩個(gè)包絡(luò)檢波器的輸出電壓為：的輸出電壓為： 2211ddoddoUKuUKu（為調(diào)相調(diào)幅波）（為調(diào)相調(diào)幅波）rsUU 討論：（討論：（1）當(dāng)）當(dāng))(sin1 )(sin21)(sin2)(121t

57、UUUtUUUtUUUUUUrsrrsrrsrsrd )t (sinUU1UUrsr2d-=同同理理：6.3.3 相相 位位 鑒鑒 頻頻 器器高頻電子線路高頻電子線路)t (sinUU1UUrsr1d+=)t (sinUK2)t (usdo=)(2121dddoooUUKuutu 而而12| )(| t( )tcosKUK2)t (UK2Psdsd=tuo12| )(| t可見：這時(shí)的鑒相器具有可見：這時(shí)的鑒相器具有正弦鑒相特正弦鑒相特性，其線性鑒相范圍為：性，其線性鑒相范圍為：)t (sinUU1UUrsr2d-=6.3.3 相相 位位 鑒鑒 頻頻 器器高頻電子線路高頻電子線路6.3.3 相

58、相 位位 鑒鑒 頻頻 器器（2） 時(shí)，同理可推出時(shí)，同理可推出rsUU )(sin2)(tUKturdo 由討論（由討論（1），（），（2）可以看出）可以看出輸出電壓輸出電壓 的大小取決于振幅小的輸入信號(hào)振幅。的大小取決于振幅小的輸入信號(hào)振幅。ou（3）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)時(shí)rsUU )(sin12)(sin1221tUUtUUsdsd )(sin1)(sin12)(ttUKtusdo 所以：所以： 2sin2cossin12sin2cossin1xxxxxx利用三角函數(shù)公式：利用三角函數(shù)公式：2)(sin22)(tUKtusdo 所以：所以：12|2)(| t6|)(| t而當(dāng)而當(dāng), 的范圍內(nèi)，的范圍

59、內(nèi)，2)t(2)t(sin 所以：所以： ，可實(shí)現(xiàn)線性鑒相。，可實(shí)現(xiàn)線性鑒相。)(2)(tUKtusdo 高頻電子線路高頻電子線路波包絡(luò)檢波：把波包絡(luò)檢波：把AMPM信號(hào)中的包絡(luò)取出。信號(hào)中的包絡(luò)取出。當(dāng)當(dāng)Us = Ur時(shí)，輸出電壓增加時(shí)，輸出電壓增加倍，且線性鑒倍，且線性鑒相范圍擴(kuò)展為相范圍擴(kuò)展為 。26 小結(jié)：平衡式鑒相器的特性：小結(jié)：平衡式鑒相器的特性：（1）由兩個(gè)工作過程構(gòu)成）由兩個(gè)工作過程構(gòu)成:Us與與Ur疊加所合成的信號(hào)疊加所合成的信號(hào)Ud1與與Ud2，實(shí)現(xiàn)了，實(shí)現(xiàn)了PM AMPM的變換的變換（2）當(dāng)當(dāng)UsUr，或，或U rUs時(shí)，時(shí)，12 輸出電壓輸出電壓Uo (t)的大小決定于

60、小的輸入信號(hào)，且的大小決定于小的輸入信號(hào)，且線性范圍為線性范圍為6.3.3 相相 位位 鑒鑒 頻頻 器器高頻電子線路高頻電子線路圖圖919 919 直接脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器直接脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器 限幅放大微分uFMu1半波整流u2單穩(wěn)u3低通濾波u4uo(a)(b)uFMtu1tu2tu3tu4tuot3. 直接脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻法直接脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻法高頻電子線路高頻電子線路6.4 集成調(diào)頻發(fā)射機(jī)與接收機(jī)集成調(diào)頻發(fā)射機(jī)與接收機(jī)6.4.1.MC28336.4.1.MC2833集成調(diào)頻發(fā)射機(jī)集成調(diào)頻發(fā)射機(jī)一、一、MC2833MC2833集成調(diào)頻發(fā)射機(jī)的介紹集成調(diào)頻發(fā)射機(jī)的介紹 MC2833 MC2833是是