Chapter 8調(diào)角信號(hào)解調(diào)-111128

§8.1概述§8.2鑒相器§8.3鑒頻器§8.4習(xí)題Chapter8

調(diào)角信號(hào)解調(diào)二、主要技術(shù)指標(biāo)

鑒頻器

(1)鑒頻特性曲線:即鑒頻器輸出電壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)頻率偏移Δf的關(guān)系。通常要求是線性關(guān)系。(2)鑒頻線性范圍，通常應(yīng)大于調(diào)頻波最大頻移的二倍。(3)鑒頻跨導(dǎo)，鑒頻器輸出電壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)頻率偏移的比例系數(shù)。(4)非線性失真，應(yīng)盡可能小。§8.1概述一、調(diào)角信號(hào)的解調(diào)電路的功能調(diào)角信號(hào)解調(diào)電路的功能是從調(diào)角波中取出原調(diào)制信號(hào)。調(diào)相波解調(diào)電路又稱為鑒相器.是從調(diào)相波中取出原調(diào)制信號(hào)，即輸出電壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)相位偏移成正比。調(diào)頻波解調(diào)電路又稱為鑒頻器，是從調(diào)頻波中取出原調(diào)制信號(hào)，即輸出電壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)頻率偏移成正比。鑒相器

(1)鑒相特性曲線:即鑒相器輸出電壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)相位偏移Δφ的關(guān)系。通常要求是線性關(guān)系。(2)鑒相線性范圍，通常應(yīng)大于調(diào)相波最大相移的二倍。(3)鑒相跨導(dǎo)，鑒相器輸出電壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)相位偏移Δφ的比值。(4)非線性失真，應(yīng)盡可能小?！?.2鑒相器鑒相電路通常可分為模擬電路型和數(shù)字電路型兩大類。而在集成電路系統(tǒng)中，常用的電路有乘積型鑒相和門(mén)電路鑒相。鑒相器除了用于解調(diào)調(diào)相波外，還可構(gòu)成移相鑒頻電路。在鎖相環(huán)路中作為主要組成部分得到了廣泛的應(yīng)用。一、乘積型鑒相電路1.思路：設(shè)：調(diào)相波u1=U1mcos[ωct+φ1(t)]

載波正交信號(hào)u2=U2msin[ωct]經(jīng)低通濾波器濾除第二項(xiàng)高頻成分，在負(fù)載RL上可得輸出電壓為:φ1<±30°時(shí),sinφ1≈φ1。正弦形鑒相特性近于直線2.電路結(jié)構(gòu)：u1模擬乘法器低通濾波ku1u2uou2其中：u1=U1mcos[ωct+φ1(t)]u2=U2msin[ωct]§8.3鑒頻器*鑒頻電路分類（可分為三類）：①調(diào)頻—調(diào)幅調(diào)頻變換型：這種類型是先通過(guò)線性網(wǎng)絡(luò)把等幅調(diào)頻波變換成振幅與調(diào)頻波瞬時(shí)頻率成正比的調(diào)幅調(diào)頻波，然后用振幅檢波器進(jìn)行振幅檢波。②相移乘法鑒頻型：這種類型是將調(diào)頻波經(jīng)過(guò)移相電路變成調(diào)相調(diào)頻波，其相位的變化正好與調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的變化成線性關(guān)系，然后將調(diào)相調(diào)頻波與原調(diào)頻波進(jìn)行相位比較，通過(guò)低通濾波器取出解調(diào)信號(hào)。因?yàn)橄辔槐容^器通常用乘法器組成，所以稱為相移乘法鑒頻。③脈沖均值型：這種類型是把調(diào)頻信號(hào)通過(guò)過(guò)零比較器變換成重復(fù)頻率與調(diào)頻信號(hào)瞬時(shí)頻率相等的單極性等幅等寬脈沖序列，然后通過(guò)低通濾波器取出脈沖序列的平均值，這就恢復(fù)出與瞬時(shí)頻率變化成正比的信號(hào)。思路：包絡(luò)檢波器uFM―uFM-AM調(diào)頻—調(diào)幅調(diào)頻變換型：Ui0工作區(qū)(線性區(qū))fcf0f－LCic(ωct)+頻—幅

變換方法之一：一、單回路斜率鑒頻器1.電路結(jié)構(gòu)：2.工作原理：Ui0工作區(qū)(線性區(qū))fcf0fUi0工作區(qū)(線性區(qū))fcf0fuio

t

t

t

uFMuiot

t

o

o

tuiUouFM→uFM-AMuFM-AM→uΩf0uFM(fc)

二、雙失諧回路鑒頻器

uFMf0=fcu1u2+--+Uo1Uo2Uo+-(a)f01f02ff02fcf01

o

tt

o

U01U02

o

tU0t

uFM實(shí)用電路

o

tu0=u01+u02

otu01to

u02uAF1ot

o

t

uAF2三、相位鑒頻器頻—幅

變換方法之二：電路組成+.+C1L1+-U1uiEcML2.--2U2+2U2.C2-I2.+-U1.L3RLRLCC+--+uo1uo2uo+-UD2UD1頻相轉(zhuǎn)換放大包絡(luò)檢波相幅轉(zhuǎn)換CoUa++Ub--ab.相幅變換uFMuFM-AMuo頻相變換uFM-PM包絡(luò)檢波

o

ttU01U02

o

t

o

U0+.+C1L1+-U1uiEcML2.--2U2+2U2.C2-I2.+-U1.L3RLRLCC+--+uo1uo2uo+-UD2UD1頻相轉(zhuǎn)換放大包絡(luò)檢波相幅轉(zhuǎn)換CoUa++Ub--ab.

相位鑒頻器的輸出電壓除了與輸入電壓的瞬時(shí)頻率有關(guān)外，還與輸入電壓的振幅有關(guān)。而在實(shí)際工作中，調(diào)頻信號(hào)通過(guò)傳輸很難保證是理想的等幅波，特別是寄生調(diào)幅的干擾分量。當(dāng)輸入uFM不為等幅波時(shí)，將會(huì)帶入干擾。解決方法：①加一級(jí)限幅放大器

相為鑒頻uFM限幅放大uo四、比例鑒頻器②采用比例鑒頻器特點(diǎn)：

1.a’b’

兩端并接一個(gè)大電容量C0，使2.VD2與相位簽頻器的接法方向相反,使檢波輸出為：3.負(fù)載接法不同比例鑒頻器電路C0思路：相移乘法鑒頻器：移相器電路乘法器uFMuFM-AMuo移相器uFM-PM低通濾波－LC2uc(ωct)+RC1其中：頻率特性：ffo∴產(chǎn)生調(diào)相調(diào)頻波當(dāng)時(shí)：調(diào)頻波u1

經(jīng)移相器產(chǎn)生調(diào)相調(diào)頻波u2為輸入調(diào)頻波為設(shè)原調(diào)制信號(hào)為經(jīng)低通濾波后，在RL上得到電壓為在u1和u2均為小信號(hào)的條件下，乘法器的輸出電流為乘法器輸出：思路：脈沖均值型鑒頻器（脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器）：將調(diào)頻信號(hào)瞬時(shí)頻率的變化，直接表現(xiàn)為單位時(shí)間內(nèi)調(diào)頻信號(hào)過(guò)零值點(diǎn)的疏密變化(如圖)，若以正過(guò)零點(diǎn)觸發(fā)產(chǎn)生一個(gè)單極性矩形脈沖，這樣就把原始調(diào)頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成了重復(fù)頻幅為率與調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率相同的單向矩形脈沖序列。單位時(shí)間內(nèi)矩形脈沖的數(shù)目就反映了調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率。該脈沖序列的平均值能直接反映單位時(shí)間內(nèi)矩形脈沖的數(shù)目。脈沖個(gè)數(shù)越多，平均分量越大，脈沖個(gè)數(shù)越少，平均分量越小。因此實(shí)際應(yīng)用時(shí)，只需用一個(gè)低通濾波器取出這一反映單位時(shí)間內(nèi)脈沖個(gè)數(shù)的平均分量，就能實(shí)現(xiàn)鑒頻。脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器的優(yōu)點(diǎn)是線性好，頻帶寬，易于集成化。一般能工作在10MHz左右，是一種應(yīng)用較廣泛的鑒頻器。u1模擬乘法器低通濾波ku1u2uou2其中：u1=U1mcos[ωct+φ1(t)]

u2=U2msin[ωct]鑒相器鑒頻器1.調(diào)頻—調(diào)幅調(diào)頻變換型：uiUouFM→uFM-AMuFM-AM→uΩf0uFM(fc)uFMf0=fcu1u2+--+Uo1Uo2Uo+-f01f022.相位鑒頻器+.+C1L1+-U1uiEcML2.--2U2+2U2.C2-I2.+-U1.L3RLRLCC+--+uo1uo2uo+-UD2UD1CoUa++Ub--ab.3.相移乘法鑒頻器：乘法器uFMuFM-AMuo移相器uFM-PM低通濾波4.脈沖均值型鑒頻器：電路復(fù)習(xí)思考題：1.如圖所示斜率鑒頻方法正確的是