《射频模拟电路》课件：4-15调频与调相.ppt

1、上节内容回顾与扩展1.组合频率干扰组合频率干扰 组合频率干扰是混频器中的特有现象组合频率干扰是混频器中的特有现象组合频率分量组合频率分量 |,0,1,2,pqLsfpfqfp q 混频器由非线性器件组成混频器由非线性器件组成是形成干扰的源泉是形成干扰的源泉 混频器的干扰混频器的干扰上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展1sIpffqp要形成干扰哨声的信号频率要形成干扰哨声的信号频率当当p=0，q=1时的干扰哨声最强，时的干扰哨声最强，这时这时fM=fI因此为了防止该干扰哨因此为了防止该干扰哨声的影响，声的影响，在实际接收机的设计中，在实际接收机的设计中，接收机的中频总是选择在接收的频接收机的中频

2、总是选择在接收的频段之外。段之外。 干扰信号进入中频通道后被放大干扰信号进入中频通道后被放大IKLpfffqq0,1pqKIff最强的干扰最强的干扰 中频干中频干扰扰组合频率分量组合频率分量 |,0,1,2,pqLsfpfqfp q 1,1pqKLIfff镜像干扰镜像干扰 LfKfsfIfIff镜像干扰本振信号有用信号混频器的干扰混频器的干扰上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展交叉调制系数 2002201122011cos2cos12SkfSkfV V mtKf V mtmfVmf干扰信号所转移的调制有用信号调制 (2) ，提高前端电路的选择性可克服交调。 f2fKKV(1)交叉调制是由非线性

3、器件中的三次项或更高次非线性项产生的，与 成正比结论：(3)干扰信号的幅度与有用信号 的大小有关0SV00SV交叉干扰消失混频器的干扰混频器的干扰上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展122ss212ss1s2s（1）三次方项或更高奇次项产生 或分量，称为三阶互调。 易落在带内很靠近时影响最严重，必须消除。(2)选用平方律特性器件或采用平衡或双平衡电路可改善三阶互调特性。 混频器的干扰混频器的干扰上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展混频器的三阶互调 tV000cosvtVcosvtV000cosvtVcosv 0D D m 0+D D mAMFM4.4 角度调制与解调角度调制与解调 调频是使高频

4、载波的瞬时频率按调制信号规律变化的一种调频是使高频载波的瞬时频率按调制信号规律变化的一种调制方式；调相是使高频载波的瞬时相位按调制信号规律变调制方式；调相是使高频载波的瞬时相位按调制信号规律变化的一种调制方式。因为这两种调制都表现为化的一种调制方式。因为这两种调制都表现为高频振荡波的高频振荡波的总瞬时相角受到调变总瞬时相角受到调变，故将它们统称为，故将它们统称为角度调制角度调制(简称调角简称调角) 。瞬时频率瞬时频率)(t瞬时相位瞬时相位)(t00t0实轴实轴)(ttt )(t00d )(ttt)(ddtt4.5 调角波的基本性质调角波的基本性质调频调频)()(0tktvf设调制信号为设调制信

5、号为v (t)，载波信号载波信号 0 0是未调制时的载波中心频率；是未调制时的载波中心频率；kfv (t)是瞬时频率相对于是瞬时频率相对于0 0的偏移，叫瞬时频率偏移，简称的偏移，叫瞬时频率偏移，简称频率偏移或频移频率偏移或频移。可表示为可表示为)()(tktDvf最大频移，即最大最大频移，即最大频偏频偏，表示为，表示为maxf)(tkmDv)cos()(00tVtv瞬时频率瞬时频率00f0d)()(ttkttv00f0)(dttkttv瞬时相位瞬时相位瞬时相移瞬时相移；ttkttd )()(0fDvftmttktDmax0fmaxd )()(vmf调频指数调频指数4.5.2 调频数学表达式与

6、相关参数调频数学表达式与相关参数 Kf称为调频灵敏度称为调频灵敏度,常数常数,rad/(s.v) ，调制信号幅，调制信号幅值变化单位数值所产生的频偏称为调频灵敏度。值变化单位数值所产生的频偏称为调频灵敏度。000( )cos( )tFMfvtVtkvt dtFM表达式表达式:最大相移最大相移调相调相0p0)()(tkttv)(dd)(0p0tktttv0 0t t+ +0 0是未调制时的载波相位；是未调制时的载波相位；kpv (t)是瞬时相位相对于是瞬时相位相对于0 0t+t+ 0 0的偏移，叫瞬时的偏移，叫瞬时相位相位偏移，简称偏移，简称相位相位偏移或偏移或相相移移。可表可表示为示为)()(

7、ptktDv最大相移最大相移，即，即最大最大相偏相偏，表示为，表示为maxpmax)()(tktDv)(0ttkvddp瞬时相位瞬时相位瞬时频率瞬时频率 最大频偏最大频偏maxpmax)(dd)(ttktDvpm调相指数调相指数设调制信号为设调制信号为v (t)，载波信号载波信号)cos()(00tVtv4.5.2 调相数学表达式与相关参数调相数学表达式与相关参数 Kp称为调相灵敏度称为调相灵敏度,常数常数,rad/(v)调相波的数学表达式调相波的数学表达式 00( )cos( )PMPvtVtk vt数学表达式数学表达式0f00cos( )d +tVtKttv瞬时频率瞬时频率瞬时相位瞬时相位

8、最大频移最大频移调制指数调制指数FM波波PM波波ttkddp)(0v0f00( )d +ttKttvmax)(ttKddpmDvmax0ffd )(ttKmtvmaxpp)(tKmv0p0cos( )+VtKtv)(f0tKv0p0( )+tKtvmaxfm)(tKDv4.5.2 调相数学表达式与相关参数调相数学表达式与相关参数 设调制信号为设调制信号为v (t)，载波信号载波信号)cos()(00tVtv以单音调制波为例以单音调制波为例调制信号调制信号tVtcos)(v调频调频tVktcos)(0f0f0sin)(tVktt瞬时频率瞬时频率瞬时相位瞬时相位已调频信号已调频信号)sincos(

9、)(0f0tVktVtvFM)sincos(0f0tmtVVkmffDfDVkff4.5.2 数学表达式与相关参数数学表达式与相关参数 以单音调制波为例以单音调制波为例调制信号调制信号tVtcos)(v调频调频调相调相tVktcos)(0f瞬时频率瞬时频率0f0sin)(tVktt瞬时相位瞬时相位VkmffDftVktsin)(0p瞬时频率瞬时频率0p0cos)(tVktt瞬时相位瞬时相位VkmppDpDm4.5.2 数学表达式与相关参数数学表达式与相关参数 调相调相0p0cos)(tVktttVktsin)(0p瞬时频率瞬时频率瞬时相位瞬时相位已调相信号已调相信号)coscos()(0p0t

10、VktVtvFM)coscos(0p0tmtVppVkm DpmmD以单音调制波为例以单音调制波为例调制信号调制信号tVtcos)(vDVkpp4.5.2 数学表达式与相关参数数学表达式与相关参数 m pmmm f调频调频调相调相 可以看出相位调制信号的带宽随调制信号频率的升高而可以看出相位调制信号的带宽随调制信号频率的升高而增加，而调频波则不变，有时把增加，而调频波则不变，有时把调频叫做恒定带宽调制调频叫做恒定带宽调制。VkmffDfVkmppDp4.5.2 数学表达式与相关参数数学表达式与相关参数 4.5.2 数学表达式与相关参数数学表达式与相关参数 由于调频波和调相波的方程式相似，因此只

11、要分析其中一由于调频波和调相波的方程式相似，因此只要分析其中一种的频谱，则对另一种也完全适用。种的频谱，则对另一种也完全适用。已调频信号已调频信号)sincos()(f0tmtVtvFM已调相信号已调相信号)coscos()(p0tmtVtvPM)sinsin(sin)sincos(cosf0f0tmttmtV其中其中tnmJmJtmn2cos)(2)()sincos(1fn2f0ftnmJtmn) 12sin()(2)sinsin(012fnf)(fnmJ是以是以mf为宗数的为宗数的n阶第一类贝赛尔函数。阶第一类贝赛尔函数。一、频谱一、频谱调制信号调制信号tVtcos)(v4.5.3 调角波

12、的频谱及频带宽度调角波的频谱及频带宽度 已调频信号已调频信号)sincos()(f0tmtVtvFM0100200300( )()()cos()cos() ()cos(2 )cos(2 ) ()cos(3 )cos(3 ) FMffffvtJmJ mttJmttJmtt 一、频谱一、频谱)12(cos)12(cos)()2cos()2cos()(cos)(000f1n2001fn20f0tntnmJVtntnmJtmJVnn4.5.3 调角波的频谱及频带宽度调角波的频谱及频带宽度 1、频谱数量、频谱数量?2、各分量相位关系？、各分量相位关系？3、带宽？、带宽？0100200300( )()()

13、cos()cos() ()cos(2 )cos(2 ) ()cos(3 )cos(3 ) FMffffvtJmJ mttJmttJmtt 一、频谱一、频谱4.5.3 调角波的频谱及频带宽度调角波的频谱及频带宽度 1、频谱数量、频谱数量?2、各分量相位关系？、各分量相位关系？ 1) 单音调制时，调频波的频谱不是调制信号频谱的简单搬移，单音调制时，调频波的频谱不是调制信号频谱的简单搬移，而是由载波和无数对边带分量所组成，而是由载波和无数对边带分量所组成， 它们的振幅由对应的它们的振幅由对应的各阶贝塞尔函数值所确定。其中，奇次的上、下边带分量振各阶贝塞尔函数值所确定。其中，奇次的上、下边带分量振幅相

14、等、极性相反；偶次的振幅相等、极性相同。幅相等、极性相反；偶次的振幅相等、极性相同。 0100200300( )()()cos()cos() ()cos(2 )cos(2 ) ()cos(3 )cos(3 ) FMffffvtJmJ mttJmttJmtt 一、频谱一、频谱4.5.3 调角波的频谱及频带宽度调角波的频谱及频带宽度 1、频谱数量、频谱数量?2、各分量相位关系？、各分量相位关系？3、带宽？、带宽？ 2) 单音调制时，调频波边带分量振幅由对应的各阶贝塞尔函单音调制时，调频波边带分量振幅由对应的各阶贝塞尔函数值所确定。数值所确定。高阶贝塞尔函数的振幅迅速下降，宗数高阶贝塞尔函数的振幅迅

15、速下降，宗数 mf 越越小，一般情况下，函数值也越小。因此，如忽略小于某值的小，一般情况下，函数值也越小。因此，如忽略小于某值的边频分量，边频分量，调频波的频带宽度是有限的调频波的频带宽度是有限的。调制指数调制指数mf越大，具有较大振幅的边频分量就越多，占的带越大，具有较大振幅的边频分量就越多，占的带宽就宽。宽就宽。这与调幅波不同，在单频信号调幅的情况下，边频这与调幅波不同，在单频信号调幅的情况下，边频数目与调制指数无关。数目与调制指数无关。4.5.3 调角波的频谱及频带宽度调角波的频谱及频带宽度 3)载波分量和各边带分量的振幅均随载波分量和各边带分量的振幅均随mf变化而变化。对于某些变化而变

16、化。对于某些mf值，载频或某边频振幅为零。籍此可以测定调制指数值，载频或某边频振幅为零。籍此可以测定调制指数mf 。4.5.3 调角波的频谱及频带宽度调角波的频谱及频带宽度 上式表明，当上式表明，当V一定时，不论一定时，不论mf为何值，调频波的平均为何值，调频波的平均功率恒为定值，并且等于未调制时的载波功率。换句话说，改功率恒为定值，并且等于未调制时的载波功率。换句话说，改变变mf仅会引起载波分量和各边带分量之间功率的重新分配，但仅会引起载波分量和各边带分量之间功率的重新分配，但不会引起总功率的改变。不会引起总功率的改变。 4) 调频波的平均功率等于各频谱分量平均功率之和。因此，调频波的平均功

17、率等于各频谱分量平均功率之和。因此，在电阻在电阻R上，调频波的平均功率应为上，调频波的平均功率应为 )(2)(2)(20f21n21f2n2f202fnnmJmJmJRVP fnf )(2)(2122020nmJmJRVRV2204.5.3 调角波的频谱及频带宽度调角波的频谱及频带宽度 若若V=1，R=1，则，则P=1/2 虽然调频波的边频分量有无数多个，但是，对于任一给定虽然调频波的边频分量有无数多个，但是，对于任一给定的的mf值，高到一定次数的边频分量其振幅已经小到可以忽略，值，高到一定次数的边频分量其振幅已经小到可以忽略，以致滤除这些边频分量对调频波形不会产生显著的影响。以致滤除这些边频

18、分量对调频波形不会产生显著的影响。二、带宽二、带宽 通常规定：凡是振幅小于未调制载波振幅的通常规定：凡是振幅小于未调制载波振幅的1(或或10，根，根据不同要求而定据不同要求而定)的边频分量均可忽略不计，保留下来的频谱分的边频分量均可忽略不计，保留下来的频谱分量就确定了调频波的频带宽度。量就确定了调频波的频带宽度。 如果将小于调制载波振幅如果将小于调制载波振幅l0的边频分量略去不计，则频的边频分量略去不计，则频谱宽度谱宽度BW可由下列近似公式求出：可由下列近似公式求出：4.5.3 调角波的频谱及频带宽度调角波的频谱及频带宽度 FmBW) 1(2f1 . 0在实际应用中也常区分为：在实际应用中也常

19、区分为：)(22,10)1(2, 1)(2, 1为为最最大大频频偏偏称称为为宽宽带带调调频频, ,波波频频带带相相同同与与称称为为窄窄带带调调频频, ,mmfFMffFMfFMfAMffFmBmFmBmFBmDD 从上面的讨论知道，调频波和调相波的频谱结构以及频带从上面的讨论知道，调频波和调相波的频谱结构以及频带宽度与调制指数有密切的关系。总的规律是：宽度与调制指数有密切的关系。总的规律是：调制指数越大，调制指数越大，应当考虑的边频分量的数目就越多，无论对于调频还是调相均应当考虑的边频分量的数目就越多，无论对于调频还是调相均是如此。是如此。这是它们共同的性质。这是它们共同的性质。 但是，由于调

20、频与调相与调制频率但是，由于调频与调相与调制频率F的关系不同，仅当的关系不同，仅当F变变化时，它们的频谱结构和频带宽度的关系就互不相同。化时，它们的频谱结构和频带宽度的关系就互不相同。4.5.3 调角波的频谱及频带宽度调角波的频谱及频带宽度 FmBW) 1(2f1 . 0调频调频调相调相VkmffDfVkmppDp 对于调频，仅当对于调频，仅当F变化时，变化时，在常用的宽带调频制中，频率在常用的宽带调频制中，频率分量随分量随mf变化而变化，但同时变化而变化，但同时带宽基本恒定。因此又把调频带宽基本恒定。因此又把调频叫做恒定带宽调制。叫做恒定带宽调制。 对于调相制，仅当对于调相制，仅当F变化时，

21、频率分量不变，但带宽变变化时，频率分量不变，但带宽变化。特别是化。特别是F增加时，带宽增加。对于增加时，带宽增加。对于Fmin Fmax而言，而言， Fmax决定总的带宽，低端频率分量的频谱利用率不高决定总的带宽，低端频率分量的频谱利用率不高 。因此，。因此，模拟通信系统中调频要比调相应用得广泛。模拟通信系统中调频要比调相应用得广泛。4.5.3 调角波的频谱及频带宽度调角波的频谱及频带宽度 m pmmm f例例 在下列情况下计算调频波的在下列情况下计算调频波的（1） ， ；（2） ， ；（3） ， ；75mfKHzD75mfKHzD75mfKHzD0.1FKHz1FKHz10FKHzF变化了1

22、00倍，但 变化很小，所以FM又称为恒定带宽调制。解：（1）0.12(750.1)150BWKHz（2）0.12(751)152BWKHz（3）0.12(7510)170BWKHz0.1BW0.1BW4.5.3 调角波的频谱及频带宽度调角波的频谱及频带宽度 例题例题4.5.3 调角波的频谱及频带宽度例题调角波的频谱及频带宽度例题 4.5.3 调角波的频谱及频带宽度例题调角波的频谱及频带宽度例题 4.5.3 调角波的频谱及频带宽度例题调角波的频谱及频带宽度例题 4.5.3 调角波的频谱及频带宽度例题调角波的频谱及频带宽度例题 4.6 直接调频回路直接调频回路 产生调频信号的电路叫做调频器。应完成

23、产生调频信号的电路叫做调频器。应完成1、已调波的瞬时频率与调制信号成比例地线性变化。、已调波的瞬时频率与调制信号成比例地线性变化。 2、未调制时的载波频率，即已调波的中心频率具有、未调制时的载波频率，即已调波的中心频率具有 一定的稳定度。一定的稳定度。3、最大频移与调制频率无关。、最大频移与调制频率无关。4、无寄生调幅或寄生调幅尽可能小。、无寄生调幅或寄生调幅尽可能小。 产生调频信号的方法很多，归纳起来主要有两类：产生调频信号的方法很多，归纳起来主要有两类：第一类是用调制信号直接控制载波的瞬时频率第一类是用调制信号直接控制载波的瞬时频率直直接调频。第二类是由调相变调频接调频。第二类是由调相变调

24、频间接调频。间接调频。4.6 直接调频回路直接调频回路 直接调频的基本原理是用调制信号直接线性地改直接调频的基本原理是用调制信号直接线性地改变载波振荡的瞬时频率。因此，凡是能直接影响载波变载波振荡的瞬时频率。因此，凡是能直接影响载波振荡瞬时频率的元件或参数，只要能够用调制信号去振荡瞬时频率的元件或参数，只要能够用调制信号去控制它们，并从而使载波振荡瞬时频率按调制信号变控制它们，并从而使载波振荡瞬时频率按调制信号变化规律线性地改变，都可以完成直接调频的任务。化规律线性地改变，都可以完成直接调频的任务。 如果载波由如果载波由LC自激振荡器产生，则振荡频率主自激振荡器产生，则振荡频率主要由谐振回路的

25、电感元件和电容元件所决定。因此，要由谐振回路的电感元件和电容元件所决定。因此，只要能用调制信号去控制回路的电感或电容，就能只要能用调制信号去控制回路的电感或电容，就能达到控制振荡频率的目的。达到控制振荡频率的目的。4.6 直接调频回路直接调频回路在振荡回路中接入可变电抗可变电容或可变电感，让电抗值受调制信号控制，就能达到直接调频的目的，振荡器的相位平衡条件决定了振荡器的振荡频率。4.6.1 LC正弦波振荡器直接调频电路正弦波振荡器直接调频电路 LC反馈正弦波振荡器的振荡频率主要取决于振荡回路的电感量和电容值。可变电抗的作用可认为是改变了回路的相移，必须在新的频率下重新满足相位平衡条件 2(0,

26、1,2,)ABnn用有源器件(场效应管或晶体管)构成可变电抗。铁氧体磁心绕制的线圈当电流流过附加线圈时，电流的大小可以改变磁芯的导磁率，使主线圈的电感量发生变化。一种特殊制造的PN结二极管。PN结电容主要由势垒电容和扩散电容构成，变容二极管工作在反偏状态，结电容主要由势垒电容组成，当反向偏压变化时，PN结阻挡层宽度发生变化，势垒电容也变化。变容二极管4.6.1 LC正弦波振荡器直接调频电路正弦波振荡器直接调频电路 4.6.1 LC正弦波振荡器直接调频电路正弦波振荡器直接调频电路 变容二极管变容二极管变容二极管的主要指标：变容二极管的主要指标：0jC电压为零时的结电容电压为零时的结电容jBC 电

27、压为变容管反向击穿电压电压为变容管反向击穿电压时的结电容时的结电容0/jjBCC变容比变容比0/jjBCC越大越大振荡器频率变化范围越大振荡器频率变化范围越大工作频率越高工作频率越高0jC越小越小0(1)jjrDCCvVDVPN结的接触电位差 变容管的变容指数 与制造工艺有关 加到变容管上的电压 rv反向偏置直流电压 QV调制信号电压 cosvVt( )cosrQv tVVt变容二极管变容二极管直接调频电路直接调频电路 变容二极管变容二极管直接调频电路直接调频电路 00coscos(1)(1) (1)jjjQQDDQDCCCVVtVVtVVVVrQvV00/(1)rjDvCCV0(1cos)j

28、QDCCVtVV变容二极管工作在反向偏置状态QVV变容管的调制指数 1QDVmVV变容二极管变容二极管直接调频电路直接调频电路 0(1cos)jQDCCVtVV变容管的调制指数 1QDVmVV0(1cos)jCCmt回路的谐振频率 1LC220112202120(1cos)(1cos)/1(1cos) jjC CC CmtCCCCCCCmtCCCmtC变容二极管变容二极管直接调频电路直接调频电路 220112202120(1cos)(1cos)/1(1cos) jjC CC CmtCCCCCCCmtCCCmtC不加调制0V2020112020C CC CCCCCCCC有无调制间的电容差为 22

29、2200( )1(1cos) 1CCC tCCmtCCD变容二极管变容二极管直接调频电路直接调频电路 有无调制间的电容差为 222200( )1(1cos) 1CCC tCCmtCCD201(1)4Am 221(1)4Am 331(1)(2)24Am 2118(1)(2)8Amm变容二极管变容二极管直接调频电路直接调频电路 有无调制间的电容差为 222200( )1(1cos) 1CCC tCCmtCCD201(1)4Am 221(1)4Am 331(1)(2)24Am 2118(1)(2)8Amm变容二极管变容二极管直接调频电路直接调频电路 有无调制间的电容差为 222200( )1(1co

30、s) 1CCC tCCmtCCD220220(,)( )(1)CmCC tCCD01( )2fC tfCDD 变容二极管直接调频电路的瞬时频率 000123( )( , )coscos2cos3f tf kmf k AAtAtAtD 变容二极管变容二极管直接调频电路直接调频电路 变容二极管直接调频电路的瞬时频率 000123( )( , )coscos2cos3f tf kmf k AAtAtAtD m1mfD0.5m 为减小中心频率的偏离及非线性失真使减小但有用的最大频偏项减小一般取变容管的变容指数 应尽可能接近11变容管的变容指数A0A2A3010A 最佳为减小非线性失真及中心频率的偏离使

31、振荡频率使振荡频率的变化，近的变化，近似地与调制似地与调制信号成线性信号成线性关系。关系。4.7 间接调频电路间接调频电路000( )cos( )tFMfvtVtkvt dt实现间接调频的关实现间接调频的关键是实现调相。键是实现调相。 1、可变移相法调相电路、可变移相法调相电路 2、可变延时法调相电路、可变延时法调相电路 00( )cos( )PMPvtVtk vt1、可变移相法调相电路、可变移相法调相电路 4.7 间接调频电路间接调频电路变容管调相变容管调相arctg 对于并联谐振回路：对于并联谐振回路：6L0( )2tQD f( )( )tktD变容二极管：变容二极管： (t) 实现可控相

32、移实现可控相移1、可变移相法调相电路、可变移相法调相电路 4.7 间接调频电路间接调频电路66变容管调相变容管调相arctg 对于并联谐振回路：对于并联谐振回路：6L0( )2tQD f( )( )tktD变容二极管：变容二极管： (t) 实现可控相移实现可控相移6可采用多级单回路变容管调相电路级联，增大可采用多级单回路变容管调相电路级联，增大mp4.7 间接调频电路间接调频电路 2、可变延时法调相电路、可变延时法调相电路 正弦波经过零检测，脉冲形成，形成窄脉冲序列，然后以它为周期形成锯齿正弦波经过零检测，脉冲形成，形成窄脉冲序列，然后以它为周期形成锯齿波。把此锯齿电压与波。把此锯齿电压与VQ

33、及及 叠加后加到门限检测电路，达到检测电平，则叠加后加到门限检测电路，达到检测电平，则输出电平跳变，触发脉冲发生器产生脉冲。锯齿波叠加输出电平跳变，触发脉冲发生器产生脉冲。锯齿波叠加VQ+ 后，基底变后，基底变化，而门限电平是恒定值，于是延时发生变化。化，而门限电平是恒定值，于是延时发生变化。 (P 322-325)l4-16 l4-18本次作业不交！下节课上复习课，评讲作业和复习。4.8 调频波的解调调频波的解调 调频波解调又称为鉴频或频率检波，调相波的解调调频波解调又称为鉴频或频率检波，调相波的解调称为鉴相或相位检波。称为鉴相或相位检波。 调频波或调相波都是等幅波，在接收的过程中，经过放大

34、滤波后，调频波或调相波都是等幅波，在接收的过程中，经过放大滤波后，振幅会发生变化。特别是干扰，一般都属幅度干扰，它也引起寄振幅会发生变化。特别是干扰，一般都属幅度干扰，它也引起寄生幅度调制。解调器不是理想的，寄生调幅会反映在输出解调电生幅度调制。解调器不是理想的，寄生调幅会反映在输出解调电压上。因此，解调前先要进行限幅处理。压上。因此，解调前先要进行限幅处理。 谐振功率放大器工作在过压区就是限幅器。谐振功率放大器工作在过压区就是限幅器。 ？二极管限幅器4.8 调频波的解调调频波的解调 l调频信号的解调就是将瞬时频率变换成相应的电压幅度调频信号的解调就是将瞬时频率变换成相应的电压幅度 av， a

35、v与与f的关系曲线称为鉴频特性。的关系曲线称为鉴频特性。 调频波解调又称为鉴频或频率检波，调相波的解调调频波解调又称为鉴频或频率检波，调相波的解调称为鉴相或相位检波。称为鉴相或相位检波。 4.8 调频波的解调调频波的解调 l调频信号的解调就是将瞬时频率的变化变换成相应的电压调频信号的解调就是将瞬时频率的变化变换成相应的电压幅度幅度 av的变化，的变化， av与与f的关系曲线称为鉴频特性。的关系曲线称为鉴频特性。 调频波解调又称为鉴频或频率检波，调相波的解调调频波解调又称为鉴频或频率检波，调相波的解调称为鉴相或相位检波。称为鉴相或相位检波。 4.8.2 斜率鉴频器斜率鉴频器利用频幅转换网络将调频

36、信号转换成调频利用频幅转换网络将调频信号转换成调频调幅信号调幅信号, 然后再经然后再经过检波电路取出原调制信号过检波电路取出原调制信号, 这种方法称为斜率鉴频这种方法称为斜率鉴频, 因为在线性因为在线性解调范围内解调范围内, 解调信号电压与调频信号瞬时频率之间的比值和频解调信号电压与调频信号瞬时频率之间的比值和频幅转换网络特性曲线的斜率成正比。幅转换网络特性曲线的斜率成正比。0()()()iFjA jF j00( )()( )AAA j 某一线性网络线性系统理论输入信号 iv t()iF j输出信号的频谱函数000()()()()jiiFjA jF jAF je输出信号00()1200001(

37、 )( )( )()jjiidv tdv tv tfFjA eAejdtdt微分网络可以将输入调频波的振幅变换成按瞬时微分网络可以将输入调频波的振幅变换成按瞬时频率变化的调频调幅波。频率变化的调频调幅波。 振幅与频率成正比！振幅与频率成正比！4.8.2 斜率鉴频器斜率鉴频器00()1200001( )( )( )()jjiidv tdv tvtfFjA eAejdtdt微分网络可以将输入调频波的振幅变换成按瞬时频率变化微分网络可以将输入调频波的振幅变换成按瞬时频率变化的调频调幅波。的调频调幅波。 cos(sin)iicfv tVtmt0()20000( )cos(sin)(cos)cos(si

38、n)jicficmcfdv tAVtmt edtAVttmt D 调频调幅波4.8.2 斜率鉴频器斜率鉴频器对相频特性不苛求，能完成斜率鉴频器的线性网络对相频特性不苛求，能完成斜率鉴频器的线性网络单失谐网络单失谐网络失谐点失谐点选在回路幅频特性斜坡直选在回路幅频特性斜坡直线部分的中间位置。线部分的中间位置。4.8.2 斜率鉴频器斜率鉴频器为了扩大鉴频的为了扩大鉴频的 线性范围线性范围平衡电路平衡电路01f02f0201cfff检波器的电压传输系数 1dK 输出输出 1212avavavidvvvV KAfAf两个谐振回路分别调谐在4.8.3 相位鉴频器相位鉴频器第二部分是检出相位差的相位检波器

39、。相位鉴频器由两部分组成第一部分是将调频波的瞬时频率的变化转变成附加相位的变化的频相转换网络；1频相转换网络理想的频相转换网络要求网络的相频特性是线性的，至少是在FM波瞬时频率变化的一定范围内是线性的。4.8.3 相位鉴频器相位鉴频器1、LC谐振电路在一定的范围内，一定的条件下，谐振电路在一定的范围内，一定的条件下，具有线性的相频特性。具有线性的相频特性。 广义失谐 002LQ( )2arctag 近似为线性函数|6arctagarctag002( )22LQ 0( )( )tt D0c 02( )2LQt D|6arctag 与 成线性关系 ( ) D2乘积型相位鉴频器乘积型相位鉴频器 01

40、 2mvK v v11cosvVt22sin()vVt D0121212cossin()11sin(2)sin22mmmvK VVttK VVtK VVDDD理想乘法器 输出电压4.8.3 相位鉴频器相位鉴频器002()22LQ 经过低通滤波器的输出经过低通滤波器的输出 121sin2avmvK VVD|6DavdvKDavv与两个正交信号的相位差成正比与两个正交信号的相位差成正比 1212dmKK VV单位 /V rad模拟乘法器在一定条件下可作为鉴频器。模拟乘法器在一定条件下可作为鉴频器。 3叠加型相位鉴频器叠加型相位鉴频器 4.8.3 相位鉴频器相位鉴频器初级与次级之间采用了两种耦合方式

41、，一是互感初级与次级之间采用了两种耦合方式，一是互感M的耦合，的耦合，另一是通过电容另一是通过电容 c将将 vi 耦合到高频扼流圈耦合到高频扼流圈RFC上。上。1/2V21/2V22V1V耦合谐振网络的初级输入与次级输出耦合谐振网络的初级输入与次级输出3叠加型相位鉴频器叠加型相位鉴频器 4.8.3 相位鉴频器相位鉴频器21122122DDVVVVVV与 之间的相位关系与瞬时频率有关1V2V1V为参考相位( )0tD( )ct( )2 2/2V落后 的相位角为1V22/2V超前 的相位角为1V2大信号包络检波器的检波效率(或电压传输系数)1dK 1212(|)0avavavdDDvvvKVV12| |DDVV3叠加型相位鉴频器叠加型相位鉴频器 互感耦合：3叠加型相位鉴频器叠加型相位鉴频器 ( )0tD( )ct2/2V滞后 超过1V22/2V超前 小于1V212(|)avdDDvKVV小于零的输出电压3叠加型相位鉴频器叠加型相位鉴频器 2/2V滞后 小于1V22/2V超前 超过1V212(|)avdDDvKVV小于零的输出电压( )0tD( )ct12| |DDVV3叠加型相位鉴频器叠加型相位鉴频器 鉴频特性（鉴频特性（S曲线）曲线） 鉴频线性范围鉴频线性范围 鉴频灵敏度鉴频灵敏度 鉴频带宽鉴频带宽