1、5.4 5.4 间接调频间接调频调相电路调相电路 直接调频的优点直接调频的优点是能够获得较大的频偏是能够获得较大的频偏，但其，但其缺点是中心频率稳定度低，缺点是中心频率稳定度低，即便是使用晶体振荡器即便是使用晶体振荡器直接调频电路，其频率稳定度也比不受调制的晶体直接调频电路，其频率稳定度也比不受调制的晶体振荡器有所降低。振荡器有所降低。借助调相来实现调频，可以采用高稳定的晶振借助调相来实现调频，可以采用高稳定的晶振作为主振器，利用积分器对调制信号积分后的结果，作为主振器，利用积分器对调制信号积分后的结果，对这个稳定的载频信号在后级进行调相，就可以得对这个稳定的载频信号在后级进行调相，就可以得到
2、频率稳定度很高的调频波。到频率稳定度很高的调频波。5.4.15.4.1矢量合成法调相电路矢量合成法调相电路 矢量合成法调相电路是由调相信号的表达式得到矢量合成法调相电路是由调相信号的表达式得到的，这种方法适合于窄带调相。的，这种方法适合于窄带调相。如单音频调制时，调相信号的表达式为如单音频调制时，调相信号的表达式为PMcpcos(t+M cos)mVtcpcpcostcos(M cos)sintsin(M cos)mmVtVt当当12PMradrad(或或1515o o)为窄带调相时，为窄带调相时，ppsin(M cos)M costtpcos(M cos)1tPMcpctcostM coss
3、intmmVVt（）将上式看作是两个长度分别为将上式看作是两个长度分别为 mV和和pM cosmVt的正交矢量的合成，的正交矢量的合成，如图如图5.4.15.4.1（b b）所示，）所示，合成矢量为合成矢量为 cos()mcVtt上式可化简成为上式可化简成为 图图5.4.1（b）是一个调相调幅波（幅度的变化可以通过限幅器是一个调相调幅波（幅度的变化可以通过限幅器去掉），得到调相信号。当然，这种方法只能实现去掉），得到调相信号。当然，这种方法只能实现 12pM（radrad）不失真的窄带调相。实现模型如图）不失真的窄带调相。实现模型如图5.4.15.4.1（a a）所示。）所示。5.4.25.4
4、.2、可变相移法调相电路、可变相移法调相电路一、简单原理一、简单原理 将振荡器产生的载波电压将振荡器产生的载波电压 cosmcVt通过一个可控相通过一个可控相移网络，如图移网络，如图5.4.25.4.2所示，此网络在所示，此网络在 c上产生的相移上产生的相移 c()受调制电压的控制，且其间呈线性关系，即受调制电压的控制，且其间呈线性关系，即 cpP()(t)M cos tk 则相移网络的输出电压即为所需的调相波，即则相移网络的输出电压即为所需的调相波，即 omccmcp(t)cos()coscosVtVtMt 可控相移网络有多种实现电路，如可控相移网络有多种实现电路，如RCRC相移电路、相移电
5、路、变容二极管与电感构成的谐振回路的移相电路等。其变容二极管与电感构成的谐振回路的移相电路等。其中应用最广的是变容二极管调相电路。中应用最广的是变容二极管调相电路。二、变容二极管调相电路二、变容二极管调相电路 变容二极管调相的实现模型为图变容二极管调相的实现模型为图5.4.35.4.3（a a）所示，）所示，（b b）为）为 jLC并联谐振回路构成的可控相移网络。并联谐振回路构成的可控相移网络。图5.4.3 可变相移法调相电路的实现模型与电路 由（由（b b）图知，）图知，jLC并联回路的电容并联回路的电容 jC受到受到调制信号调制信号电压的控制，电压的控制，结合结合 若加在变容管两端若加在变
6、容管两端的电压为的电压为 cosmVt，则变容二极管结电容为，则变容二极管结电容为 (1cos)jQjnCCmt回路阻抗回路阻抗 ()()()2()1()zcpjccceRZ jZetjQtLC回路的特性，回路的特性，其中其中 2()2()1()pcecRZQtt01jQLC2()()arctan()ecZcQtt 0ppeRRQLL为回路固有角频率为回路固有角频率讨论：讨论：（1 1）未调制（调制信号电压）未调制（调制信号电压 0）时，）时，jjQCC，01()cjQtLC，即回路的固有谐振角频率，即回路的固有谐振角频率 0等于载波角频率等于载波角频率 c，回路处于谐振状态，回路处于谐振状态
7、 。此时，回路呈现纯阻，此时，回路呈现纯阻，0()()ceZZR0()()0zzc 回路两端的电压与激励电流同频同相。回路两端的电压与激励电流同频同相。（2 2）当）当 0时，时，(1cos)jQjnCCmt回路的固有角频率为回路的固有角频率为 2201()(1cos)(1cos)nncjtmtmtLC若调制信号为小信号，若调制信号为小信号，m较小，则上式可改写为较小，则上式可改写为 ()(1cos)()2ccntmtt其中其中 ()cos2cntmt此时，回路处于失谐状态，此时，回路处于失谐状态，()0zc()ceZR若若()6zrad2()2()()arctan()()ececzcQtQt
8、tt 2()2cos2eecQtnQmtcoscosepQ mntMt 式中式中 peMQ mn且要求且要求 0.52()6pMradtanzz这就是说，当频率为这就是说，当频率为 c的载波电流的载波电流i通过回路后，通过回路后，由于回路失谐，在回路两端得到的输出电压为由于回路失谐，在回路两端得到的输出电压为 cos()omczcVt()cos(cos)mccpI ZMt 显然这是调幅、调相波。将幅度变化经由限幅器消显然这是调幅、调相波。将幅度变化经由限幅器消除后，即可得到调相信号。除后，即可得到调相信号。实现变容二实现变容二极管调相的实际极管调相的实际电路如图电路如图5.4.45.4.4（a
9、 a）所示。图）所示。图中各元件的作用中各元件的作用如下：如下：12RR 别是输入和输出隔离电阻，作用是将谐振回路别是输入和输出隔离电阻，作用是将谐振回路的输入、输出端口隔离开来；的输入、输出端口隔离开来；是变容二极管控制电路中偏压源与调制信号是变容二极管控制电路中偏压源与调制信号 4R之间的隔离电阻；之间的隔离电阻；（b b）为高频等效电路；）为高频等效电路；其中等效电流源为其中等效电流源为 11coscosccmccmcVitItRR电容电容 1234CCCC、分别为隔直流耦合电容和滤分别为隔直流耦合电容和滤波电容。波电容。（c c）图为变容二极）图为变容二极管的音频控制电路；管的音频控制
10、电路；3R3C、一般为高音频一般为高音频3C的取值满足其容抗的取值满足其容抗远小于远小于 3R，即，即 331R C，则，则 在在33R C电路中产生的电路中产生的电流为电流为3iR，该电流向电容，该电流向电容 充电，因此实际加充电，因此实际加3C在变容二极管上的调制电压为在变容二极管上的调制电压为 0033311()ttti dtdtCR C滤波电路，若滤波电路，若 的调相波。为了增大的调相波。为了增大 pM必须采用多级单回路构成的变必须采用多级单回路构成的变需要说明的是单节需要说明的是单节 LC回路，能且只能产生回路，能且只能产生 6pM显然，在这种情况下，显然，在这种情况下，33R C电
11、路的作用可等效为一积分电路的作用可等效为一积分电路，那么。图（电路，那么。图（a a）所示电路便转换为间接调频电路。）所示电路便转换为间接调频电路。容二极管调相电路，图容二极管调相电路，图5.4.55.4.5所示为三级单回路变容二所示为三级单回路变容二极管调相电路。这样使该电路总的相移近似三个回路的极管调相电路。这样使该电路总的相移近似三个回路的相移之和，为相移之和，为 2pM 注意图中注意图中470k470k和三个和三个0.0020.002F F的并联电容组成的电的并联电容组成的电路满足积分器的条件，因此加到三个变容二极管上的电路满足积分器的条件，因此加到三个变容二极管上的电压为调制电压的积
12、分，所以该电路的输出是调频信号，压为调制电压的积分，所以该电路的输出是调频信号，实现了间接调频的目的。实现了间接调频的目的。5.4.35.4.3、可变时延法调相电路、可变时延法调相电路可变时延法调相电路是利用频率为可变时延法调相电路是利用频率为 c的高频载波的高频载波 ()ct通过可控相移网络，产生附加相移通过可控相移网络，产生附加相移 ()t，从而实现从而实现调相的。调相的。如将载波信号如将载波信号 cosccmcVt通过某一时延网络时，其通过某一时延网络时，其延迟时间延迟时间 受调制信号控制，且受调制信号控制，且 k（k为常数），则为常数），则输出信号可写为输出信号可写为 ()cos()cos()cos()ocmccmcccmcptVtVtkVtk 图5.4.6 可变时延调相法实现框图 是调相信号。可变时延调相法的实现框图如图（是调相信号。可变时延调相法的实现框图如图（5.4.65.4.6）所示。所示。式中式中 pckk为调相信号的调相灵敏度，式（为调相信号的调相灵敏度，式（5.4.115.4.11）
