調(diào)頻、調(diào)相電路

1、調(diào)頻、調(diào)相電路調(diào)頻波、調(diào)相波的基本概念和性質(zhì)練習(xí)一調(diào)頻電路調(diào)相電路調(diào)頻發(fā)射機(jī)單片芯片練習(xí)二本章復(fù)習(xí)內(nèi)容下一章預(yù)習(xí)內(nèi)容- 介紹調(diào)頻波、調(diào)相波數(shù)學(xué)表達(dá)式，并對其類似性、占用帶寬等調(diào)頻波、調(diào)相波的性質(zhì)進(jìn)行討論，然后討論調(diào)頻波、調(diào)相波的調(diào)制方法-各種調(diào)制電路的作用、特征- 調(diào)頻發(fā)射機(jī)的構(gòu)成和概要調(diào)頻波、調(diào)相波調(diào)頻波如何表示調(diào)頻波的波形調(diào)相波如何表示調(diào)相波的波形調(diào)頻波和調(diào)相波的比較調(diào)頻波、調(diào)相波的邊帶波調(diào)頻波、調(diào)相波的帶寬調(diào)頻波如何表示信號波 tfVtVvssmssms2coscos載波 tfVtVvccmccmcsin2sin根據(jù)調(diào)頻波的定義：載波的頻率按信號波的振幅變化而變化，即已調(diào)波的角頻率FM是

2、以載波的角頻率c為中心按信號波的變化而變化的， FM=c+kvs=c+kVsmcosst=c+cos st，其中的為最大角頻率偏移， FM為瞬時角頻率已調(diào)波 由于瞬時角頻率隨時間變化，只有求出與之對應(yīng)的任一時刻的相角，才能代入正弦信號表達(dá)式。瞬時相角：tttttssct0ssct0FMFMsinsindttVVvssccmFMcmFMsinsinsintmtVVvsfccmFMcmFMsinsinsin為最大頻率偏移其中的指數(shù)稱之為調(diào)制指數(shù)或調(diào)頻令fffm,ssf調(diào)頻波的波形參見P.113圖4.1調(diào)相波如何表示信號波 tfVtVvssmssms2coscos載波 tfVtVvccmccmcsi

3、n2sin根據(jù)調(diào)相波的定義：載波的相位按信號波的振幅變化而變化，即已調(diào)波的瞬時相位PM是以載波的相位ct為中心按信號波的變化而變化的， PM=ct+kvs=ct+kVsmcosst=ct+ cos st，其中的為最大相位偏移，并稱之為調(diào)制指數(shù)或調(diào)相指數(shù)， PM為瞬時相位已調(diào)波 PM=ct+ cos st= ct+mPcos sttmtVVvsPccmPMcmPMcossinsin調(diào)相波的波形為了畫出調(diào)相波，需計(jì)算調(diào)相波角頻率的瞬時值：根據(jù)上述表達(dá)式，可畫出調(diào)相波的波形，參見P.115圖4.4tmttmttssPcsPcPMPMsindcosddd調(diào)頻波和調(diào)相波的比較調(diào)頻波、調(diào)相波的邊帶波貝塞爾

4、函數(shù)：象cos(mfsinst)、 sin(mfsinst)那樣的正弦、余弦函數(shù)的變量也是三角函數(shù)的函數(shù)，叫貝塞爾函數(shù)貝塞爾函數(shù)的一般展開式：tmttmtVtmtVvsfcsfccmsfccmFMsinsincossincossinsinsin nxJxJxnxJxnnnncos22sincos12sin2sinsin120012那樣的三角變換類似ttttscscsccoscos21sinsin 4.5P.118,4sin4sin3sin3sin2sin2sinsinsinsin10fscsc4scsc3scsc2scsc1c0cm圖具體參見而變化即調(diào)制指數(shù)的變化它們隨振幅大小表示載波和各邊帶

5、波的其中xxJxJmxttxJttxJttxJttxJtxJV調(diào)頻波、調(diào)相波的帶寬根據(jù)上頁結(jié)論，請問調(diào)頻波的頻帶有多寬？以為c中心、s為間隔的無限邊帶，即帶寬為無限無限帶寬在現(xiàn)實(shí)中是否允許？為什么？不允許，因?yàn)閹捹Y源有限限制帶寬是否可以？理論上可以做到，只要滿足下列要求即可 人的感官覺察不了這樣引起的失真高次項(xiàng)可以忽略不同時的值即值求出比根據(jù)已調(diào)波能量的百分,)(%952f1220kmxxJxJknn用頻率范圍比較窄時才使調(diào)相波只有在信號波的因此此時調(diào)相波就不適合帶寬這樣就不能有效地利用號增寬調(diào)相波的帶寬也需隨信寬若信號波的頻率范圍很而變化帶寬隨考慮調(diào)相波有很大關(guān)系調(diào)頻波的帶寬與結(jié)論帶寬變寬

6、邊帶數(shù)目增加增加時固定當(dāng)是一定的無關(guān)帶寬幾乎與減少到一定值時固定當(dāng)討論帶寬時帶寬時有根據(jù)經(jīng)驗(yàn),:,:)2(1)2(1)2(,1)2 ,2max(,1,sssssssssffsffffffffffffffffmBmffBm練習(xí)一練習(xí)題3自己練習(xí)；練習(xí)題12、45做在練習(xí)本上。調(diào)頻電路直接調(diào)頻方式使用電抗晶體管的調(diào)頻電路由調(diào)相形成的等效調(diào)頻電路直接調(diào)頻方式思路：調(diào)諧回路的LC決定諧振頻率，只要信號波能直接改變L值或C值，就能實(shí)現(xiàn)調(diào)頻兩種實(shí)現(xiàn)方式：用電容式話筒實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻用變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻用電容式話筒實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻電容的相對偏移與頻率的相對偏移的關(guān)系CCff21c這種方法從音頻到短波均可振蕩，電

7、路簡單頻率穩(wěn)定性比晶體振蕩器差，需AFC電路用變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻根據(jù)P.122圖4.8可知，變?nèi)荻O管需負(fù)偏置電路中的負(fù)偏置哪里來？由調(diào)制信號一并提供振蕩元件由三極管、L、C等構(gòu)成，溫度系數(shù)大，頻率穩(wěn)定性差，也需AFC電路使用電抗晶體管的調(diào)頻電路電抗晶體管使用電抗晶體管的調(diào)頻電路電抗晶體管從集電極看進(jìn)去的電抗：RChhLfeieeRChhCiefeeee1:CjLj右圖左圖使用電抗晶體管的調(diào)頻電路振蕩頻率隨信號波偏移，容易形成深度調(diào)制頻率穩(wěn)定性差，需AFC由調(diào)相形成的等效調(diào)頻電路因由：直接調(diào)頻穩(wěn)定性差，用穩(wěn)定的晶體振蕩器加調(diào)相電路進(jìn)行間接調(diào)頻或等效調(diào)頻思路：比較P.116表4.1中的調(diào)頻波

8、和調(diào)相波可知，調(diào)相波可以看成為最大角頻率偏移s的調(diào)頻波，但根據(jù)P.126圖4.16可知，調(diào)頻波的最大角頻率偏移是一定的，而調(diào)相波的最大角頻率偏移卻與信號波的角頻率成正比。這個差異必須消除故：在信號波加入調(diào)相器前先積分(P.127圖4.17)FMssccmsssmccmPMssssmssmsssccmssmccmsPccmPMcmPMsinsinsinsin,sindcosdsincossincossinsinvttVtVktVvvtVttVtvvkvtVtkVtVtmtVVv得處將其代入上式的現(xiàn)信號波為調(diào)相器 積分器 vsvcvPMvsvFMvs調(diào)相電路阿姆斯特朗調(diào)相由矢量合成形成的調(diào)相鋸齒波

9、調(diào)制阿姆斯特朗調(diào)相調(diào)幅波的矢量表示阿姆斯特朗調(diào)相方法阿姆斯特朗調(diào)相的問題調(diào)幅波的矢量表示如果將上式放到極坐標(biāo)(角度，長度)中如何表示？tVmtVmtVttmVvsccmsccmccmcscmAMsin2sin2sinsincos1兩邊帶波的合成矢量始終與載波矢量同方向調(diào)幅波的最大振幅？調(diào)幅波的最小振幅？cm1Vmcm1Vm),(cmcVtcmsc2,Vmtcmsc2,VmttmVtscmccos,阿姆斯特朗調(diào)相方法原理圖：矢量合成？環(huán)形調(diào)制器 超前90移相器 晶體振蕩器 放大器 加法電路 信號波Vsmcosst載波VcmsinctVcmcosctvc=VcmsinctvBSB=(mVcmcos

10、st)cosctvPM= vc+vBSB阿姆斯特朗調(diào)相的矢量分析vPM= vc+vBSB=Vcmsinct+ (mVcmcosst)cosctVcmsinct(mVcmcosst) coscttmVs22cmcos1調(diào)相證明VcmmVcmcosst)cossin(cos1)sin(cos1)cossinsin(coscos1)coscos1cossincos11(cos1coscossincos,1coscostancoscostanscs22cmcs22cmccs22cmcs22scs22s22cmcscmccmPMsss1scmscmtmttmVttmVtttmVttmtmttmtmVtt

11、mVtVvtmtmtmtmVtmV時當(dāng)阿姆斯特朗調(diào)相的問題該調(diào)相信號的振幅是可變的，存在寄生調(diào)幅，與定義相左解決辦法：用限幅器存在相位非線性失真，只有當(dāng)mcosst1時，才能做到線性調(diào)相故：不能進(jìn)行深調(diào)制由矢量合成形成的調(diào)相原理框圖矢量合成應(yīng)用電路信號波VsmcosstVsmcosst-Vsmcosst載波VcmsinctVcmcosctva=Vcm (1+mcosst)cosctvb=Vcm (1-mcosst)sinct矢量合成調(diào)相波矢量合成信號波振幅加大，調(diào)相波相移也增大值可正可負(fù)，最大值為45，但實(shí)際上做不到va=Vcm (1+mcosst)cosctvb=Vcm (1-mcosst)

12、sinct沒有調(diào)制時的合成矢量當(dāng)cosst為零時當(dāng)cosst為正時當(dāng)cosst為負(fù)時矢量合成構(gòu)成的調(diào)相電路電路簡單，常用于移動發(fā)射機(jī)鋸齒波調(diào)制自學(xué)，不作要求調(diào)頻發(fā)射機(jī)IDC電路緩沖放大器倍頻放大器激勵放大器功率放大器低頻放大器聲音信號低通濾波器VCOFMAFCIDC電路的作用由于調(diào)頻波的頻率偏移與信號波成正比，因此輸入信號強(qiáng)時，瞬時頻率偏移f變大，邊帶波擴(kuò)大，干擾鄰接頻道的通信故需設(shè)限幅電路稱其為瞬時偏移控制(IDC, Instantaneous Deviation Control)電路AFC電路的作用目的是使VCO電路得到與晶體振蕩器同樣精度的輸出頻率，即有一個穩(wěn)定的發(fā)射頻率這種電路稱為自動

13、頻率控制(AFC, Automatic Frequency Control)電路倍頻電路的作用一般情況下，VCO電路產(chǎn)生的振蕩頻率和頻率偏移均不會很大，不能滿足調(diào)頻發(fā)射的要求需要倍頻電路產(chǎn)生滿足調(diào)頻發(fā)射的要求的發(fā)射頻率和頻率偏移單片調(diào)頻發(fā)射機(jī)芯片Motorola器件 (1) MC 2831A 低功率FM(調(diào)頻)發(fā)射機(jī)系統(tǒng) (2) MC 2833低功率FM(調(diào)頻)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)MC 2833低功率FM發(fā)射機(jī)系統(tǒng)簡介封裝和引腳功能框圖和測試電路單片VHF(甚高頻)FM窄帶發(fā)射機(jī)MC 2833簡介它是個單片F(xiàn)M發(fā)射機(jī)子系統(tǒng)。它是為無繩電話和FM通信設(shè)備設(shè)計(jì)的，它包含一個話筒放大器，一個壓控振蕩器和兩個輔助晶體管。常規(guī)性能 (1) 大范圍的工作電壓(2.89.0V) (2) 小的漏電流(典型值為ICC2.9mA (3) 所需的外部元件很少 (4) 達(dá)60MHz的30dBm功率輸比采用直接RF(射頻)輸出 (5) 采用在芯片上的發(fā)射機(jī)放大揣可得到+10dBm功率輸出 (6) 用戶必須遵守本地如FCC聯(lián)邦政府通信委員會、DOT電信局、PTT郵電部等對RF(射頻)傳輸?shù)囊?guī)定。封裝和引腳功能框圖和測試電路單片VHF(甚高頻)FM窄帶