調(diào)頻調(diào)相及其解調(diào)

1、調(diào)頻調(diào)相及其解調(diào)第1頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三5-1 概述一、角度調(diào)制的基本特性二、調(diào)頻波的實(shí)現(xiàn)方法三、變?nèi)荻壒艿奶匦院妥內(nèi)荻壒苤苯诱{(diào)頻的要求第2頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三5-1 概述1. 調(diào)制的涵義 任意一高頻信號 稱為調(diào)幅(AM)稱為調(diào)頻(FM)稱為調(diào)相(PM)其中調(diào)頻和調(diào)相統(tǒng)稱為調(diào)角。一、角度調(diào)制的基本特性第3頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三2. 角度調(diào)制的基本特性 1) 在時域中的變化規(guī)律 i.一般表達(dá)式 FM:PM:第4頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三ii)單音調(diào)制時調(diào)角波

2、表達(dá)式FM：(最大角頻偏) (調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù) )第5頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三PM： 第6頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三iii） 結(jié)論(FM與PM波形對比) FM與PM的共同點(diǎn)a）均是等幅波b）表示式均用Mf，MP和 描述 FM與PM的不同點(diǎn):角頻率平均值:瞬時角頻率變化的速度:瞬時角頻率偏離中心頻率 的最大值第7頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三a) FM：b)PM: 緊密聯(lián)系2）在頻域中的變化規(guī)律調(diào)頻的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)頻譜的非線性搬移第8頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三i) 實(shí)現(xiàn)頻譜非線性搬移

3、所以調(diào)頻是表現(xiàn)頻譜的非線性搬移。ii）頻帶寬度(Hz) Mf1時為寬帶調(diào)頻, 實(shí)際頻帶寬度中n為階數(shù)，Mf為宗數(shù)若n=0， 為載波分量若n0，為無窮多對邊帶分量有效頻帶寬度第9頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三3）能量關(guān)系說明： 調(diào)頻波平均功率恒等于載波功率。若 變化，僅僅是各個分量的能量發(fā)生變化，而保持總的平均功率不變。（載波功率）第10頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三二、調(diào)頻波的實(shí)現(xiàn)方法直接調(diào)頻正弦波直接調(diào)頻電抗管直接調(diào)頻變?nèi)荻O管直接調(diào)頻非正弦波直接調(diào)頻：最后必須轉(zhuǎn)換成正弦波調(diào)頻間接調(diào)頻矢量法移相法時延法單級變?nèi)萜鞫O管間接調(diào)頻多級變?nèi)萜鞫O

4、管間接調(diào)頻第11頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三三、變?nèi)荻壒艿奶匦院妥內(nèi)荻壒苤苯诱{(diào)頻的要求1. 變?nèi)荻壒艿奶匦云渲?為外加電壓VB:PN結(jié)內(nèi)建電位差Cj(0): 時的結(jié)電容n：變?nèi)荻壒艿淖內(nèi)葜笖?shù)第12頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三2 . 直接調(diào)頻性能要求中心頻率穩(wěn)定線性調(diào)制好調(diào)制靈敏度要求高 要有大的最大角頻偏第13頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三5-2 變?nèi)荻壒艿闹苯诱{(diào)頻 用調(diào)制信號控制高頻信號頻率，使頻率隨調(diào)制信號作線性變化的過程。一、變?nèi)莨苋拷尤胝袷幓芈?理想直接調(diào)頻)二、變?nèi)荻O管部分接入直接調(diào)頻三、

5、變?nèi)荻壒苤苯诱{(diào)頻電路舉例第14頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三5-2 變?nèi)荻壒艿闹苯诱{(diào)頻一、變?nèi)莨苋拷尤胝袷幓芈?理想直接調(diào)頻)1 . 理想振蕩回路振蕩回路由L、Cj構(gòu)成，C1為高頻耦合電容， 為高頻扼流圈， 為高頻旁路電容等效回路第15頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三2 . 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：n=2最大角頻偏致命的缺點(diǎn)：中心頻率不穩(wěn)定第16頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三二、變?nèi)荻O管部分接入直接調(diào)頻1 . 電容串并概念Cj不串也不并Cj串C2Cj并C1Cj串C2并C1第17頁，共50頁

6、，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三2 . 求部分接入直接調(diào)頻的分析結(jié)論： 串并后調(diào)制的線性改善，但犧牲了調(diào)制靈敏度，即kf 實(shí)際n2，應(yīng)取n2 ，通過電容串并后使n2 ，即可 實(shí)現(xiàn)近似理想的調(diào)頻。第18頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三結(jié)論： 減低P倍，中心頻率穩(wěn)定度提高P倍非線性失真系數(shù)即取小的m，取小的A，經(jīng)過電容串、并后可使A20，可實(shí)現(xiàn)近似理想直接調(diào)頻。 提高頻率穩(wěn)定度和減小非線性失真均應(yīng)使第19頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三三、變?nèi)荻壒苤苯诱{(diào)頻電路舉例電路1. 電路一第20頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星

7、期三電路分析直流供電振蕩回路第21頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三2 . 電路二電路第22頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三電路分析 直流供電 振蕩回路第23頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三3 . 電路三：晶體直接調(diào)頻電路4.直接調(diào)頻電路特點(diǎn)：電路本身是振蕩器，屬變?nèi)莨懿糠纸尤?為振蕩回路的元件控制 是 信號第24頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三5-3 變?nèi)荻壒艿拈g接調(diào)頻電路一、概述二、變?nèi)荻壒苷{(diào)相電路三、變?nèi)荻壒艿拈g接調(diào)頻第25頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三5-3 變

8、容二級管的間接調(diào)頻電路一、概述1.定義：若用 信號實(shí)現(xiàn)調(diào)相，實(shí)際上就是對 而言是實(shí)現(xiàn)調(diào)頻，則稱為間接調(diào)頻。2.實(shí)現(xiàn)方法矢量法：時延法移相法：第26頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三 二、變?nèi)荻壒苷{(diào)相電路1.單級變?nèi)荻壒苷{(diào)相 工作原理電路與等效電路第27頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三線性移相條件： 結(jié)論實(shí)現(xiàn)線性調(diào)相的條件：電路確定：若提高 ，必須采用多級移相網(wǎng)絡(luò)級聯(lián),第28頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三2 . 多級變?nèi)荻壒苷{(diào)相電路（以三級為例）第29頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三3 . 調(diào)相

9、電路特點(diǎn)載波信號由外電路晶振提供，中心頻率穩(wěn)定Cj是移相網(wǎng)絡(luò)元件Cj受 信號控制的三、變?nèi)荻壒艿拈g接調(diào)頻RC積分網(wǎng)絡(luò)條件：第30頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三1、單級變?nèi)荻壒荛g接調(diào)頻 （電路舉例） 工作原理 電路組成積分網(wǎng)絡(luò)第31頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三2 . 三級變?nèi)荻O管間接調(diào)頻若R3C3構(gòu)成積分網(wǎng)絡(luò)由三級單級變?nèi)莨荛g接調(diào)頻級連起來第32頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三3 . 間接調(diào)頻電路的特點(diǎn) 由外電路晶振提供，中心頻率穩(wěn)定Cj是移相網(wǎng)絡(luò)元件因積分網(wǎng)絡(luò)的存在，Cj受 的積分信號 的控制第33頁，共50頁

10、，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三5-4 擴(kuò)大頻偏的方法一、擴(kuò)大頻偏的基本概念1.倍頻可以擴(kuò)大絕對頻偏，保持相對頻偏不變2.混頻保持絕對頻偏不變，提高相對頻偏二、擴(kuò)大頻偏的方法1.采用倍頻的方法2.既倍頻又混頻的方法3.電路采用平衡推挽的方法第34頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三5-5 調(diào)頻波的解調(diào)（鑒頻）一、概念二、實(shí)現(xiàn)鑒頻的方法三、鑒頻器舉例第35頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三5-5 調(diào)頻波的解調(diào)（鑒頻）一、概念1. 定義：從調(diào)頻波中還原出瞬時頻率隨調(diào)制信號 作線性變化的過程2. 實(shí)現(xiàn)鑒頻方法的思考第36頁，共50頁，2022年，

11、5月20日，8點(diǎn)49分，星期三3. 波形的變化方法幅頻變換網(wǎng)絡(luò)線性移相網(wǎng)絡(luò)非線性變換網(wǎng)絡(luò)第37頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三二、實(shí)現(xiàn)鑒頻的方法1. 用線性幅頻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)鑒頻(為斜率鑒頻)2. 用移相網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)鑒頻(為相位鑒頻)相位檢波（鑒相）疊加型鑒相乘積型鑒相相位鑒頻是由移相網(wǎng)絡(luò)和相位檢波構(gòu)成的第38頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三相位鑒頻i）線性的移相網(wǎng)絡(luò)+疊加型檢相器=疊加型相位鑒頻器ii）線性的移相網(wǎng)絡(luò)+乘積型鑒相器=乘積型相位鑒頻器第39頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三iii) 非線性網(wǎng)絡(luò)+低通濾波器=脈沖數(shù)字式鑒

12、頻器第40頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三單失諧回路斜率鑒頻器 電路三、鑒頻器舉例1. 斜率鑒頻器第41頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三 工作原理 特點(diǎn)： 是失諧在LC回路幅頻特性 上升 沿或下降沿線性段的中點(diǎn)。第42頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三雙失諧回路斜率鑒頻器 電路 點(diǎn)擊演示第43頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三 工作原理a）L1C1， L1C1的Q值是相同的b） ，而 對稱地失諧在 的兩側(cè) （即 ）c）包絡(luò)檢波器上下對稱 特點(diǎn)第44頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三

13、集成電路中雙失諧斜率鑒頻器電路第45頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三 工作原理 L1C1與C2構(gòu)成幅頻變換線性網(wǎng)絡(luò)，將 輸入變換為兩個 幅度按瞬時頻率變換的AM-FM波當(dāng) ，得到 為最大值V1max， 為最小值V2min；當(dāng) 從 減小時，使L1C1并聯(lián)回路網(wǎng)絡(luò)呈感抗，與C2串聯(lián)諧振時，諧振頻率為 ，可得 為最大值V2max，但回路總阻抗接近為零，所以 為最小值V1minL1C1與C2的電抗曲線和 幅頻特性第46頁，共50頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)49分，星期三 分別加到T1、T2的基極（ T1 、T2 射隨器作為緩沖級，在T1、T2的射極輸出后分別加到兩個晶體管峰值包絡(luò)檢波器T3、T4的基極， T3、C3 ， T4 、C4 分別與T5、T6的輸入電阻構(gòu)成檢波器），則在T5、T6基極分別得到調(diào)解電壓： ， 經(jīng)T5，T6差分放大后單端輸出 實(shí)現(xiàn)了鑒頻鑒頻特性曲線第47頁，共50頁，2