高頻電子電路6.3~6.4

1、1 VCO的特點：的特點：瞬時頻率隨外加控制信號的變化而變化瞬時頻率隨外加控制信號的變化而變化。 )(tu VCO)(cos)(0dttuktUtufomFM式中：式中：U0m為振蕩信號的振幅，為振蕩信號的振幅， o :當當 0)( tu時的振蕩頻率，時的振蕩頻率，k f為為:VCO控制靈敏度控制靈敏度。 6.3.2 壓控振蕩器直接調(diào)頻電路壓控振蕩器直接調(diào)頻電路 用調(diào)制信號電壓控制振蕩回路的參數(shù)，如回路用調(diào)制信號電壓控制振蕩回路的參數(shù)，如回路電容電容C或回路電或回路電感感L，并使振蕩頻率，并使振蕩頻率正比于所加調(diào)制信號電壓，即可實現(xiàn)正比于所加調(diào)制信號電壓，即可實現(xiàn)調(diào)頻調(diào)頻。 在直接調(diào)頻法中常采

2、用在直接調(diào)頻法中常采用壓控振蕩器壓控振蕩器（Voltage Control Oscillator）作為頻率調(diào)制器來產(chǎn)生調(diào)頻作為頻率調(diào)制器來產(chǎn)生調(diào)頻(FM)信號信號。VCO中最常用的壓控元件：中最常用的壓控元件：變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管 由晶體管和場效應(yīng)管組成的電抗電路。由晶體管和場效應(yīng)管組成的電抗電路。 壓控振蕩器直接調(diào)頻壓控振蕩器直接調(diào)頻：優(yōu)點優(yōu)點：可獲得較大頻偏：可獲得較大頻偏.缺點缺點：中心頻率穩(wěn)定性差，：中心頻率穩(wěn)定性差，常采用常采用自動頻率微調(diào)（自動頻率微調(diào)（automatic frequency control ，AFC）電路來克服）電路來克服載頻偏移。載頻偏移。通常有：通常有： ，壓

3、控振蕩器的輸出信號即為調(diào)頻信號。壓控振蕩器的輸出信號即為調(diào)頻信號。)()(ftukto 2)1(DRoUuCCj 1、變?nèi)荻O管：變?nèi)荻O管： 擴散電容擴散電容(diffusion capacitance)正向偏置正向偏置，電容效應(yīng)比較小。，電容效應(yīng)比較小。 勢壘電容勢壘電容(barrier capacitance)反向偏置反向偏置 ，勢壘區(qū)呈現(xiàn)的電容效應(yīng)。，勢壘區(qū)呈現(xiàn)的電容效應(yīng)。 所以所以為利用為利用PN結(jié)的電容，結(jié)的電容，PN結(jié)應(yīng)工作在反向偏置狀態(tài)。結(jié)應(yīng)工作在反向偏置狀態(tài)。6.3.3 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路電路 （Varactor diode direct FM） PN結(jié)

4、反向偏置時，結(jié)電容會隨外加反向偏壓而變化，而專用的結(jié)反向偏置時，結(jié)電容會隨外加反向偏壓而變化，而專用的變?nèi)荻內(nèi)荻O管極管，是經(jīng)過特殊工藝處理的（控制半導(dǎo)體的摻雜濃度和摻雜的分布），使，是經(jīng)過特殊工藝處理的（控制半導(dǎo)體的摻雜濃度和摻雜的分布），使勢勢壘電容能靈敏地隨反向偏置電壓的變化而呈現(xiàn)較大變化的壘電容能靈敏地隨反向偏置電壓的變化而呈現(xiàn)較大變化的壓控壓控變?nèi)菰內(nèi)菰＝Y(jié)電容結(jié)電容C j與反偏電壓與反偏電壓uR的關(guān)系：的關(guān)系：式中式中Co： 0 Ru時的電容值（零偏置電容）時的電容值（零偏置電容）:Ru反向偏置電壓，反向偏置電壓，UD：PN結(jié)勢壘電位差。結(jié)勢壘電位差。 V3 .0:GeV7

5、 .0:Si ：結(jié)電容變化指數(shù)，通常：結(jié)電容變化指數(shù)，通常=1/21/3，經(jīng)特殊工藝制成的超突變結(jié)電容，經(jīng)特殊工藝制成的超突變結(jié)電容 =15 可以看出可以看出C j與與uR之間是非線性關(guān)系，即之間是非線性關(guān)系，即變?nèi)荻O管屬于變?nèi)荻O管屬于非線性電非線性電容容，這種非線性，這種非線性電容電容基本上不消耗能量，產(chǎn)生的噪聲量級也較小，是基本上不消耗能量，產(chǎn)生的噪聲量級也較小，是較理想的較理想的高效率高效率，低噪聲非線性電容低噪聲非線性電容。PN結(jié)具有電容效應(yīng)結(jié)具有電容效應(yīng) 3 tmCtmUUCtUUUUUUCUtUUCUtUUCCjQDQQDmDQDDmQDmQjcos1cos11 cos1cos

6、1)cos(10000tUtumcos)(，則結(jié)反偏電壓：，則結(jié)反偏電壓： tUUtuUtumQQRcos)()(而結(jié)電容：而結(jié)電容： 其中：其中： DQjQUUCC10為靜態(tài)工作點的結(jié)電容。為靜態(tài)工作點的結(jié)電容。 QDmUUUm表示表示結(jié)電容調(diào)制深度的調(diào)制指數(shù)結(jié)電容調(diào)制深度的調(diào)制指數(shù)。 CjuRUQuRtC jtCjQ設(shè)在變?nèi)荻O管上加一個靜態(tài)工作電壓設(shè)在變?nèi)荻O管上加一個靜態(tài)工作電壓 和一個單頻調(diào)制信號和一個單頻調(diào)制信號 QU56QUu6.4(43)4 為了突出調(diào)頻性能的分析，下圖只畫出了它的高頻交流等效為了突出調(diào)頻性能的分析，下圖只畫出了它的高頻交流等效電路，沒有畫出直流饋電電路，電路，

7、沒有畫出直流饋電電路， 2. 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻的原理電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻的原理電路 圖中；圖中；C3為高頻耦合電容為高頻耦合電容，C4為耦合隔直電容為耦合隔直電容，LD為高頻扼流圈，為高頻扼流圈，阻止高頻電流經(jīng)過調(diào)制信號源被旁路，右圖為振蕩器交流等效電路，阻止高頻電流經(jīng)過調(diào)制信號源被旁路，右圖為振蕩器交流等效電路，C j與振蕩器回路并聯(lián)，與振蕩器回路并聯(lián)，R1、R2為為C j的偏置電路，為的偏置電路，為C j提供靜態(tài)直流提供靜態(tài)直流偏壓偏壓 CQERRRU212，而二極管的反偏電壓為：，而二極管的反偏電壓為： )(tuUuQR+uR-LCjC1C2VTLCjC1C2VTLDC3C4ECR2

8、+u- -R1QU+-5DQoffomfoDQmoooUUk uktUktUUUtmt其中,coscoscos1)(即滿足即滿足線性線性調(diào)頻調(diào)頻。則則 2 當當2 則則 2cos1)(tmto由上電路可知，振蕩頻率為：由上電路可知，振蕩頻率為： LC1 ;而而 2121CCCCCCj 為了簡化電路分析，如果設(shè)為了簡化電路分析，如果設(shè)： 2121CCCCCj ，則有則有 jCC 所以：有所以：有 20)cos1 ()cos1 (11tmtmLCLCjQj其中：其中： jQoLC1 為未加調(diào)制信號為未加調(diào)制信號（ 0)( tu）時的振蕩頻率時的振蕩頻率， 3、 調(diào)頻性能分析：調(diào)頻性能分析：即為調(diào)頻

9、振蕩器的即為調(diào)頻振蕩器的中心中心頻率。頻率。討論：討論：1 設(shè)設(shè) =2LC1C2CjVT+uR-36（利用級數(shù)展開忽略高次項，（利用級數(shù)展開忽略高次項， 2! 2) 1(1)1 (xnnnxxntcosm)12(2!21tcosm21)t(22o )(t 可近似為：可近似為： tttmtmmtmm2coscos)(2cos)12(8cos2)12(81 )(20020020是由是由C ju R的非線性引起的。顯然的非線性引起的。顯然 om 0（2） 02 mm ：與調(diào)制信號有關(guān)的最大與調(diào)制信號有關(guān)的最大頻偏頻偏，顯然，顯然 mom 其中：（其中：（1） oom 2)12(8 ：為為中心頻率的偏

10、移量中心頻率的偏移量.另外，定義另外，定義調(diào)頻靈敏度調(diào)頻靈敏度： DQoDQmmmommfUUUUUUUmUk2220調(diào)制信號振幅最大角頻偏（3） omm 22)12(8 ：由于由于CjuR的非線性作用，使頻偏中增加的非線性作用，使頻偏中增加了了的諧波分量（的諧波分量（2）而引起的附加頻偏，會造成調(diào)頻接收時的非線性）而引起的附加頻偏，會造成調(diào)頻接收時的非線性失真，失真，應(yīng)盡量減少這種失真應(yīng)盡量減少這種失真。36.4(31)1274. 實用變?nèi)荻O管調(diào)頻電路實用變?nèi)荻O管調(diào)頻電路 （1）L1，C1、C2串聯(lián)，串聯(lián)，C3和和反向串聯(lián)的兩個變?nèi)荻O管反向串聯(lián)的兩個變?nèi)荻O管，三個支路并聯(lián)組成電容反饋

11、三個支路并聯(lián)組成電容反饋三點式振蕩電路三點式振蕩電路。 (2) 直流偏置電壓直流偏置電壓-UQ同時加在同時加在兩個變?nèi)荻O管的正極，調(diào)制兩個變?nèi)荻O管的正極，調(diào)制信號信號 經(jīng)經(jīng)L4扼流圈扼流圈加在二極管加在二極管負極上，二個二極管的動態(tài)偏負極上，二個二極管的動態(tài)偏置為置為： )(tu )()(tuUtuQd （3）兩個變?nèi)荻O管串聯(lián)后的總電容）兩個變?nèi)荻O管串聯(lián)后的總電容 2CCjj （4）兩變?nèi)荻O管反向串聯(lián)，對）兩變?nèi)荻O管反向串聯(lián)，對高頻信號而言，加到高頻信號而言，加到 兩管的高頻電壓降低一半，兩管的高頻電壓降低一半，可減弱高頻電壓對結(jié)電壓可減弱高頻電壓對結(jié)電壓 的影響的影響，另外在高頻

12、電壓的任一半周內(nèi)，一個變?nèi)莨埽硗庠诟哳l電壓的任一半周內(nèi)，一個變?nèi)莨?寄生電容增大，而另一個減少，使結(jié)電容的變化不對寄生電容增大，而另一個減少，使結(jié)電容的變化不對 稱性相互抵消，從而削弱寄生調(diào)制的影響。稱性相互抵消，從而削弱寄生調(diào)制的影響。 C1C2L1C3Cj1Cj2C1C3Cj1Cj2uR1R2LeReC2L1CbC4C5C6C7L2L3+- -VT- -UQECL4ud 與與C3串聯(lián)后接入振蕩回路，串聯(lián)后接入振蕩回路， 對振蕩回路來說是對振蕩回路來說是部分接入，與單二極管直接接入比較，在部分接入，與單二極管直接接入比較，在 相同相同的情況下，的情況下，m值降低。值降低。 jCmf jC8

13、)(10oLqqCCCff 在要求調(diào)頻波中心頻率穩(wěn)定度較高，而頻偏較小的場合，可以采在要求調(diào)頻波中心頻率穩(wěn)定度較高，而頻偏較小的場合，可以采用直接對晶體振蕩器調(diào)頻的方法。用直接對晶體振蕩器調(diào)頻的方法。 6.3.4 晶體振蕩器直接調(diào)頻晶體振蕩器直接調(diào)頻電路電路 1晶體振蕩器直接調(diào)頻原理晶體振蕩器直接調(diào)頻原理右圖為并聯(lián)型右圖為并聯(lián)型Pierce Oscillator，其振蕩頻率為：，其振蕩頻率為： )(21 0oLqqCCCff式中：式中：Cq為晶體的動態(tài)電容，為晶體的動態(tài)電容，C o：晶體的靜態(tài)電容，：晶體的靜態(tài)電容， j21LC1C1C11C ， f q：晶體的串聯(lián)諧振頻率：晶體的串聯(lián)諧振頻率

14、。在電路中，當在電路中，當Cj變化時，變化時，CL將變化，從而使晶體振蕩器的振蕩頻率也發(fā)生將變化，從而使晶體振蕩器的振蕩頻率也發(fā)生變化，如果壓控元件變化，如果壓控元件Cj受調(diào)制電壓受調(diào)制電壓控制，則控制，則Pierce Oscillator就成為就成為一個一個晶體調(diào)頻振蕩器。晶體調(diào)頻振蕩器。)(tu 431010 oqpfff量級，再加上量級，再加上Cj的串聯(lián)，晶體的的串聯(lián)，晶體的可調(diào)振蕩頻率更窄可調(diào)振蕩頻率更窄。 C2ClCjJT例如載頻為例如載頻為40MHZ的晶體調(diào)頻振蕩器，能獲得的晶體調(diào)頻振蕩器，能獲得最大頻偏最大頻偏只有只有7.5KHZ，所，所以采用晶體調(diào)頻振蕩器雖然可以獲得以采用晶體

15、調(diào)頻振蕩器雖然可以獲得較高的頻率穩(wěn)定度較高的頻率穩(wěn)定度，但，但缺點是最大頻偏缺點是最大頻偏很小很小，實際中需要采用擴大頻偏的措施。，實際中需要采用擴大頻偏的措施。擴大頻偏的方法有兩種：擴大頻偏的方法有兩種：晶體支路中串接小電感；晶體支路中串接小電感； 利用利用型網(wǎng)絡(luò)進行阻抗變換來擴展晶體呈現(xiàn)感型網(wǎng)絡(luò)進行阻抗變換來擴展晶體呈現(xiàn)感 性的工作頻率范圍。性的工作頻率范圍。 CoCqLqrq fXqOqfpf11采用倍頻混頻擴大頻偏比較采用倍頻混頻擴大頻偏比較(適用）簡單。適用）簡單。注意：晶體在電路中呈現(xiàn)為一個等效電感，注意：晶體在電路中呈現(xiàn)為一個等效電感，故只能工作于晶體的串故只能工作于晶體的串聯(lián)諧

16、振頻率聯(lián)諧振頻率f q與并聯(lián)諧振頻率與并聯(lián)諧振頻率f p之間之間，而，而f q與與 f p之間的頻率變化范圍之間的頻率變化范圍只有只有6.4(45)9 采用采用串接小電感串接小電感L的方法來擴大調(diào)頻的頻偏的方法來擴大調(diào)頻的頻偏，變?nèi)荻O管的反向偏壓由，變?nèi)荻O管的反向偏壓由EC經(jīng)穩(wěn)經(jīng)穩(wěn)壓管壓管VDZ穩(wěn)壓后經(jīng)穩(wěn)壓后經(jīng)RZ2=2.4k和和RP1=47k電位器分壓后，經(jīng)電位器分壓后，經(jīng)R=10K電阻加至變?nèi)莨茈娮杓又磷內(nèi)莨苷龢O。改變正極。改變47K電位器電位器RP1的活動端可以調(diào)整變?nèi)莨艿牡幕顒佣丝梢哉{(diào)整變?nèi)莨艿腢o從而改變從而改變Cj ，把調(diào)頻器把調(diào)頻器的中心頻率調(diào)至規(guī)定值的中心頻率調(diào)至規(guī)定值。調(diào)

17、制信號。調(diào)制信號 經(jīng)電位器經(jīng)電位器RP2加于變?nèi)莨芗佑谧內(nèi)莨躒D，改變，改變4.7K電位器電位器RP2的活動頭，可以調(diào)整加在變?nèi)荻O管上的調(diào)制信號電壓幅值，的活動頭，可以調(diào)整加在變?nèi)荻O管上的調(diào)制信號電壓幅值，從而獲得要求的從而獲得要求的頻偏頻偏。KHzfm102 、 晶體調(diào)頻振蕩器的實際電路晶體調(diào)頻振蕩器的實際電路 ：C1C2CjLJT)(tu-Uo+C5u(t)RP1RP2VDJTCLRb1Rb2C1C2ReC3ECRz2Rz1VDzRC4+- - fXqOqfpfqqqCLf21qqqCLLf）（21擴展頻偏。擴展頻偏。11101、間接調(diào)頻法間接調(diào)頻法 ：高穩(wěn)定度高穩(wěn)定度載波振蕩器載波振

18、蕩器 相位相位調(diào)制器調(diào)制器積分積分 電路電路多級倍頻多級倍頻和混頻器和混頻器寬帶寬帶 )(tuFM)(tu dttu)( 窄帶窄帶)(tuFM6.3.5 間接間接調(diào)頻調(diào)頻電路電路 但最大頻偏小的缺點可以通過但最大頻偏小的缺點可以通過多級倍頻器后獲得符合要求的調(diào)頻頻偏，再配合多級倍頻器后獲得符合要求的調(diào)頻頻偏，再配合采用混頻器變換頻率可以得到符合要求的調(diào)頻波工作范圍采用混頻器變換頻率可以得到符合要求的調(diào)頻波工作范圍。如下圖所示。如下圖所示 采用高穩(wěn)定度的晶體振蕩器作為主振級，然后再對這個穩(wěn)定的載頻信采用高穩(wěn)定度的晶體振蕩器作為主振級，然后再對這個穩(wěn)定的載頻信號進行調(diào)相，這樣一來就可得到號進行調(diào)相

19、，這樣一來就可得到中心頻率穩(wěn)定度高中心頻率穩(wěn)定度高的調(diào)頻信號。的調(diào)頻信號。在間接調(diào)頻時，要獲得線性調(diào)頻必需以線性調(diào)相為基礎(chǔ)。在間接調(diào)頻時，要獲得線性調(diào)頻必需以線性調(diào)相為基礎(chǔ)。但在實現(xiàn)線性調(diào)但在實現(xiàn)線性調(diào)相時，要求最大瞬時相位偏移相時，要求最大瞬時相位偏移 om30 ，因而線性調(diào)相的范圍很窄，因而線性調(diào)相的范圍很窄，因此轉(zhuǎn)換成的因此轉(zhuǎn)換成的調(diào)頻波的最大頻偏調(diào)頻波的最大頻偏 mf 很小很小，即：，即：m f1，這是間接調(diào)頻，這是間接調(diào)頻法的主要缺點法的主要缺點.間接調(diào)頻法就是利用調(diào)相的方法來實現(xiàn)調(diào)頻。間接調(diào)頻法就是利用調(diào)相的方法來實現(xiàn)調(diào)頻。 11晶體晶體振蕩器振蕩器調(diào)相電路調(diào)相電路積分器積分器96

20、倍倍倍頻電路倍頻電路混頻器混頻器16倍倍倍頻電路倍頻電路功率功率放大器放大器調(diào)制信號調(diào)制信號KHz100KHzMHz688. 46 . 9HzKHz83.48100Hz01500100MHz85.15本振信號本振信號KHzMHz688. 425. 6KHzMHz751008f6.4(45)12R1R2R3R4C1C2C3C4CjL載波輸入載波輸入 )(tu間接調(diào)頻的關(guān)鍵電路是間接調(diào)頻的關(guān)鍵電路是調(diào)相器調(diào)相器.高穩(wěn)定度高穩(wěn)定度 振蕩器振蕩器 調(diào)相器調(diào)相器 積分器積分器)(tu )(tuFM )(tu2. 變?nèi)荻O管調(diào)相電路變?nèi)荻O管調(diào)相電路 如果忽略二次方以上各項，可得回如果忽略二次方以上各項，

21、可得回路的諧振頻率為路的諧振頻率為 ： 將變?nèi)荻O管接在將變?nèi)荻O管接在高頻放大器高頻放大器的諧振回路里，就可構(gòu)成變?nèi)荻O的諧振回路里，就可構(gòu)成變?nèi)荻O管調(diào)相電路。管調(diào)相電路。 CjLUQ=9V載波輸入載波輸入調(diào)相波調(diào)相波 輸出輸出cos21cos11)(o2ojtmtmLCt 回路的頻率偏移為：回路的頻率偏移為： tmtt cos2)()(oo 在高在高Q值及諧振回路失諧不大的情況下，并聯(lián)值及諧振回路失諧不大的情況下，并聯(lián)LC諧諧振回路電壓和電流間的振回路電壓和電流間的相位關(guān)系相位關(guān)系為：為：)(2arctan)(o tQt Oo幅頻特性幅頻特性 2 2 /6 -/6 當當 /6（或（或30

22、o）時，）時，tan o)(2)( tQt 可得可得:tmQt cos)( 表明表明: :單級單級LC諧振回路在滿足諧振回路在滿足 /6（30o）的條件下，回路輸出電壓的相移是與輸入調(diào)制的條件下，回路輸出電壓的相移是與輸入調(diào)制電壓電壓u(t)成線性關(guān)系的。成線性關(guān)系的。 如果將調(diào)制電壓如果將調(diào)制電壓u(t)先積分后再加在變?nèi)荻确e分后再加在變?nèi)荻O管上，則單級極管上，則單級LC諧振回路輸出電壓的瞬時諧振回路輸出電壓的瞬時頻率頻率(t)就與輸入調(diào)制電壓就與輸入調(diào)制電壓u(t)成線性關(guān)系，成線性關(guān)系，即可實現(xiàn)對調(diào)制電壓即可實現(xiàn)對調(diào)制電壓u(t)的的間接調(diào)頻間接調(diào)頻。調(diào)相波調(diào)相波 輸出輸出載波輸入載

23、波輸入見書見書11面（面（1-32）66.4(43)133. 實用變?nèi)荻O管調(diào)相電路（實用變?nèi)荻O管調(diào)相電路（放大器放大器） 由晶體管組成單由晶體管組成單LC回路調(diào)諧回路調(diào)諧放大電路放大電路，電感，電感L、電容、電容C1、C2與變與變?nèi)莨苋莨蹸j組成并聯(lián)諧振回路；組成并聯(lián)諧振回路； ttud)(載波輸入載波輸入 uFM(t) C3、C4、C5為耦合電容；為耦合電容；LZ為高頻扼流圈，以防高頻載波被調(diào)制信為高頻扼流圈，以防高頻載波被調(diào)制信號源旁路號源旁路; ; R5、R6對電源對電源EC分壓后為變?nèi)荻O管提供靜態(tài)偏置電壓分壓后為變?nèi)荻O管提供靜態(tài)偏置電壓UQ。 放大的載波信號經(jīng)放大的載波信號經(jīng)C

24、3耦合輸入，調(diào)制信號經(jīng)耦合輸入，調(diào)制信號經(jīng)C5耦合輸入，調(diào)相信耦合輸入，調(diào)相信號經(jīng)號經(jīng)C4耦合輸出。耦合輸出。如果將調(diào)制電壓如果將調(diào)制電壓u(t)先積分后再輸入，那么從先積分后再輸入，那么從C4耦耦合輸出的信號就是對調(diào)制電壓合輸出的信號就是對調(diào)制電壓u(t)的間接調(diào)頻波。的間接調(diào)頻波。 R5R1R3R4R3CbC1CjC3C2C4C5LLZECR6Ce+UQ-6.4(43)146.4 調(diào)頻波的解調(diào)原理及電路調(diào)頻波的解調(diào)原理及電路 15 調(diào)頻信號的解調(diào)是從調(diào)頻波調(diào)頻信號的解調(diào)是從調(diào)頻波 中恢復(fù)出原調(diào)中恢復(fù)出原調(diào)制信號制信號 的過程，完成的過程，完成調(diào)頻波解調(diào)過程的電路稱為頻率檢波器調(diào)頻波解調(diào)過程

25、的電路稱為頻率檢波器(鑒頻鑒頻)。)(cos0dttumtUuomFM)(tu 第一種方法，將調(diào)頻波通過第一種方法，將調(diào)頻波通過頻率頻率幅度線性變換網(wǎng)絡(luò)幅度線性變換網(wǎng)絡(luò)，將調(diào)頻波變換將調(diào)頻波變換成成調(diào)頻調(diào)頻調(diào)幅波調(diào)幅波，再通過包絡(luò)檢波器檢測出反映幅度變化的解調(diào)電壓。再通過包絡(luò)檢波器檢測出反映幅度變化的解調(diào)電壓。把這種鑒頻器稱為把這種鑒頻器稱為斜率鑒頻器，或稱斜率鑒頻器，或稱振幅鑒頻器振幅鑒頻器 。 將調(diào)頻波進行特定的波形變換，根據(jù)波形變換特點的不同，將調(diào)頻波進行特定的波形變換，根據(jù)波形變換特點的不同，可歸納以下幾種實現(xiàn)方法：可歸納以下幾種實現(xiàn)方法： 6.4.1 鑒頻方法及其實現(xiàn)模型鑒頻方法及其

26、實現(xiàn)模型 1. 1. 鑒頻方法鑒頻方法 頻率頻率幅度線幅度線性變換網(wǎng)絡(luò)性變換網(wǎng)絡(luò)包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器utuFMtuFM-AMt16第二種方法，第二種方法，將調(diào)頻波通過頻率將調(diào)頻波通過頻率相位線性變換網(wǎng)絡(luò)，變換成調(diào)頻相位線性變換網(wǎng)絡(luò)，變換成調(diào)頻調(diào)相波，再通過鑒相器檢測出反映相位變化的解調(diào)電壓。調(diào)相波，再通過鑒相器檢測出反映相位變化的解調(diào)電壓。把這種鑒頻把這種鑒頻器稱為器稱為相位鑒頻器相位鑒頻器 。第三種方法，是隨著近年來集成電路的廣泛應(yīng)用，在集成電路調(diào)頻第三種方法，是隨著近年來集成電路的廣泛應(yīng)用，在集成電路調(diào)頻機中較多采用的機中較多采用的移相乘積鑒頻器移相乘積鑒頻器。它是將輸入。它是將輸入FM信

27、號經(jīng)移相網(wǎng)絡(luò)信號經(jīng)移相網(wǎng)絡(luò)后生成與后生成與FM信號電壓正交的參考信號電壓，它與輸入的信號電壓正交的參考信號電壓，它與輸入的FM信號電信號電壓同時加入相乘器，相乘器輸出再經(jīng)低通濾波器濾波后，便可還原壓同時加入相乘器，相乘器輸出再經(jīng)低通濾波器濾波后，便可還原出原調(diào)制信號。出原調(diào)制信號。 頻率頻率相位線相位線 性變換網(wǎng)絡(luò)性變換網(wǎng)絡(luò) 相位檢波器相位檢波器uFMuFM-PMu 相乘器相乘器 低通濾波器低通濾波器uFMu 90o移相網(wǎng)絡(luò)移相網(wǎng)絡(luò)第四種方法，第四種方法，先將調(diào)頻波通過非線性變換網(wǎng)絡(luò)，變換為先將調(diào)頻波通過非線性變換網(wǎng)絡(luò)，變換為調(diào)頻脈沖序調(diào)頻脈沖序列列，該脈沖序列含有反映該調(diào)頻信號瞬時頻率變化的

28、平均分量該脈沖序列含有反映該調(diào)頻信號瞬時頻率變化的平均分量，因，因而通過低通濾波器便可得到反映平均分量變化的解調(diào)電壓。也可將而通過低通濾波器便可得到反映平均分量變化的解調(diào)電壓。也可將調(diào)頻脈沖序列通過脈沖計數(shù)器，直接得到反映瞬時頻率變化的解調(diào)調(diào)頻脈沖序列通過脈沖計數(shù)器，直接得到反映瞬時頻率變化的解調(diào)電壓。將這種鑒頻器稱為電壓。將這種鑒頻器稱為脈沖計數(shù)式鑒頻器。脈沖計數(shù)式鑒頻器。 非線性變換網(wǎng)絡(luò)非線性變換網(wǎng)絡(luò)低通濾波器或低通濾波器或脈沖計數(shù)器脈沖計數(shù)器uFM調(diào)頻脈調(diào)頻脈沖序列沖序列u172. 鑒頻器的主要特性鑒頻器的主要特性 能全面描述鑒頻器主要特性的是能全面描述鑒頻器主要特性的是鑒頻特性曲線鑒頻

29、特性曲線。它是指鑒頻器的輸。它是指鑒頻器的輸出電壓出電壓uo(t)與其輸入與其輸入FM信號瞬時頻偏信號瞬時頻偏(t)或或f(t)之間的關(guān)系曲線之間的關(guān)系曲線 fofuo(t)Bm 鑒頻器鑒頻器)(tuuo ）或或 ()(ftuFMf(t)uo(t)()()(ttuktofo 或：或： )()(2)(tfftukftfofo 由調(diào)頻信號的特征：由調(diào)頻信號的特征：)(2)(tuktff 所以：所以：表明：表明：要實現(xiàn)無失真鑒頻，要求鑒頻器的輸出電壓要實現(xiàn)無失真鑒頻，要求鑒頻器的輸出電壓 與頻偏與頻偏 成線性關(guān)系，上圖為典型鑒頻特性曲線。成線性關(guān)系，上圖為典型鑒頻特性曲線。 )()(tutuo )(

30、tf （1）定義：鑒頻跨導(dǎo)）定義：鑒頻跨導(dǎo) 表明了鑒頻特性曲線在原點（表明了鑒頻特性曲線在原點（）處的斜率，反映了）處的斜率，反映了鑒頻靈敏度鑒頻靈敏度。顯然顯然希望希望Sd值應(yīng)盡可能的大值應(yīng)盡可能的大。 00|ffffdfudfduS0 f對鑒頻特性曲線的對鑒頻特性曲線的主要要求主要要求：（2）鑒頻器的峰值頻帶寬度）鑒頻器的峰值頻帶寬度B m ，要求要求B m 應(yīng)大于輸入應(yīng)大于輸入FM波最大頻偏擺動波最大頻偏擺動范圍范圍 。 mf 2Bm2fm 單位頻偏所產(chǎn)生單位頻偏所產(chǎn)生的輸出電壓要大的輸出電壓要大)()(tuktff18 FM波波(頻幅變換頻幅變換)FMAMFMAM(包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波)恢

31、復(fù)原調(diào)制信號恢復(fù)原調(diào)制信號6.4.2 振幅鑒頻器振幅鑒頻器（斜率鑒頻器（斜率鑒頻器slope discriminator）1、失諧（、失諧（detvning）回路振幅鑒頻器）回路振幅鑒頻器振幅鑒頻器的基本原理：振幅鑒頻器的基本原理： 頻頻-幅幅 變換器變換器包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器)(tuFM)(1AMFMu )(tu 19最簡單的頻最簡單的頻幅變換電路就是幅變換電路就是并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路，其工作特點：，其工作特點：例例1： 失調(diào)單回路振幅鑒頻器失調(diào)單回路振幅鑒頻器FM信號工作在并聯(lián)諧振回路的失諧區(qū)信號工作在并聯(lián)諧振回路的失諧區(qū)，即（，即（），當），當FM波波電流流過回路時，由于瞬時頻率隨調(diào)制信號而變化，電流流過回路時，由于瞬時頻率隨調(diào)制信號而變化，對于不同的瞬時頻對于不同的瞬時頻偏，失諧回路阻抗不同，回路輸出電壓偏，失諧回路阻抗不同，回路輸出電壓 振幅將隨瞬時頻偏振幅將隨瞬時頻偏 的變化而變化，即可完成的變化而變化，即可完成 變換。變換。 1uopff )(AMFMFM)(tf f o)(tf 1umf