第九章 角度解調(diào)電路

1、9.1 概述概述9.2 鑒相器鑒相器9.3 鑒頻器鑒頻器第9章 角度解調(diào)電路 掌握典型調(diào)角信號解調(diào)電路的功能、結構、掌握典型調(diào)角信號解調(diào)電路的功能、結構、工作原理、分析方法和性能特點。工作原理、分析方法和性能特點。 了解數(shù)字調(diào)角信號解調(diào)方式及其實現(xiàn)電路。了解數(shù)字調(diào)角信號解調(diào)方式及其實現(xiàn)電路。教學基本要求1. 解調(diào)電路的功能解調(diào)電路的功能 調(diào)角信號解調(diào)電路：從調(diào)角波中取出原調(diào)制信號。調(diào)角信號解調(diào)電路：從調(diào)角波中取出原調(diào)制信號。 調(diào)相波的解調(diào)電路調(diào)相波的解調(diào)電路：是從調(diào)相波中取出原調(diào)制信號，即：是從調(diào)相波中取出原調(diào)制信號，即輸出電壓與輸入信號的瞬時相位偏移成正比，又稱為輸出電壓與輸入信號的瞬時相位

2、偏移成正比，又稱為鑒鑒相器相器。 調(diào)頻波的解調(diào)電路調(diào)頻波的解調(diào)電路：是從調(diào)頻波中取出原調(diào)制信號，即：是從調(diào)頻波中取出原調(diào)制信號，即輸出電壓與輸入信號的瞬時頻率偏移成正比，又稱為輸出電壓與輸入信號的瞬時頻率偏移成正比，又稱為鑒鑒頻器頻器。 9.1 概述概述輸入調(diào)相波輸入調(diào)相波 : ( )coscosicmcpu ttmt0( )cosmu tt輸出電壓輸出電壓:輸入調(diào)頻波：輸入調(diào)頻波： ( )cossintcmcfu tutmt0( )cosmu tUt輸出電壓：輸出電壓：(1) 鑒相特性曲線鑒相特性曲線 即鑒相器輸出電壓與輸入信號的瞬時相位偏移即鑒相器輸出電壓與輸入信號的瞬時相位偏移的關的關系

3、。系。通常要求是線性關系通常要求是線性關系。(2) 鑒相跨導鑒相跨導 鑒相器輸出電壓與輸入信號的瞬時相位偏移鑒相器輸出電壓與輸入信號的瞬時相位偏移的關系的關系的比例系數(shù)。的比例系數(shù)。(3) 鑒相線性范圍鑒相線性范圍 通常應大于調(diào)相波最大相移的二倍。通常應大于調(diào)相波最大相移的二倍。(4) 非線性失真非線性失真 應盡可能小。應盡可能小。 2. 鑒相器的主要技術指標鑒相器的主要技術指標3. 鑒頻器的主要技術指標鑒頻器的主要技術指標(1) 鑒頻特性曲線鑒頻特性曲線 即鑒頻器輸出電壓與輸入信號的瞬時頻率偏移的關系。即鑒頻器輸出電壓與輸入信號的瞬時頻率偏移的關系。通常要求是線性關系通常要求是線性關系。(2

4、) 鑒頻跨導鑒頻跨導 鑒頻器輸出電壓與輸入信號的瞬時頻率偏移的關系的鑒頻器輸出電壓與輸入信號的瞬時頻率偏移的關系的比例系數(shù)。比例系數(shù)。(3) 鑒頻線性范圍鑒頻線性范圍 通常應大于調(diào)頻波最大頻移的二倍。通常應大于調(diào)頻波最大頻移的二倍。(4) 非線性失真非線性失真 應盡可能小。應盡可能小。9.2 鑒相器鑒相器 通?？煞譃橥ǔ？煞譃槟M電路型模擬電路型和和數(shù)字電路型數(shù)字電路型兩大類。兩大類。 在集成電路系統(tǒng)中，常用的有：在集成電路系統(tǒng)中，常用的有： 模擬乘法器構成的模擬乘法器構成的乘積型鑒相乘積型鑒相 數(shù)字門電路構成的數(shù)字門電路構成的門電路鑒相門電路鑒相1. 乘積型鑒相電路乘積型鑒相電路 采用模擬乘

5、法器作為非線性器件進行頻率變換，然后通過低采用模擬乘法器作為非線性器件進行頻率變換，然后通過低通濾波器取出原調(diào)制信號。通濾波器取出原調(diào)制信號。一般來說一般來說u1和和u2為正交關系為正交關系，以取得正弦形鑒相特性。例如：，以取得正弦形鑒相特性。例如：)(cos111ttUucm22sinmcuUt12022ququiI ththKTKTu1 ：是是輸入的需解調(diào)的調(diào)相波輸入的需解調(diào)的調(diào)相波。u2 ：是由是由u1變化來的，或是系統(tǒng)本身產(chǎn)生變化來的，或是系統(tǒng)本身產(chǎn)生的與的與u1有確定關系的參考信號。有確定關系的參考信號。乘法器乘法器低通低通濾波器濾波器u1u2ku1u2uo(1) u1為小信號，為小

6、信號，u2為小信號為小信號當當u1和和u2均小于均小于26mV時，根據(jù)模擬乘法器的特性，時，根據(jù)模擬乘法器的特性，輸出電流輸出電流：01222qqiIuuKTKT1 2121cos()sinMMmmccK uuK U Uttt12112111sin()sin 2()22MmmMmmcK U UtK U Utt經(jīng)低通濾波器濾波，在負載經(jīng)低通濾波器濾波，在負載RL可得可得輸出電壓輸出電壓為：為：01211sin( )2MmmLuK U URt1211sin( )2MmmLK U URt （2）線性鑒相范圍：線性鑒相范圍：鑒相特性曲線鑒相特性曲線 ： 1 (t)是是u1和和u2的相位差，通的相位差，

7、通常用常用 e(t)來表示。來表示。uo和和 e(t)呈呈 正弦正弦 關系。關系。小信號正交乘積鑒相特性小信號正交乘積鑒相特性 （1）鑒相跨導鑒相跨導S00eeduSdrade6LmmMRUUKS2121Vrad當：當： 時，時，單位：單位：6esineemax6erad 當：當： 時，時， ，即：，即：01211sin( )2MmmLuK U URt1211sin( )2MmmLK U URt 乘法器的輸出電流乘法器的輸出電流 i 為為 ：雙曲正切函數(shù)具有開關函數(shù)的形式雙曲正切函數(shù)具有開關函數(shù)的形式 將其按傅氏級數(shù)展開：將其按傅氏級數(shù)展開： (2) u1為小信號，為小信號，u2為大信號為大信

8、號212ukTqthuKiM210122ttukTqthcc2444sinsin3sin5.235cccqthutttKT相乘后的乘法器的相乘后的乘法器的輸出電流輸出電流為：為： 低通濾波后在負載上得到低通濾波后在負載上得到輸出電壓輸出電壓為：為： 1144cos( )sinsin3.3MmccciK Utttt ttUKtUKcmMmM11112sin2sin2111122sin 2( )sin 4( ).33MmcMmcK UttK Utt0112sin( )MmLuK URt 112sinMmLK URt 鑒相特性曲線鑒相特性曲線 （1 1）鑒相跨導）鑒相跨導： max6erad （2）

9、線性鑒相范圍：）線性鑒相范圍：12MmLSK U R小信號正交乘積鑒相特性小信號正交乘積鑒相特性 呈呈 正弦正弦 關系關系當當 時，時，rade60112sin( )MmLuK URt 112sinMmLK URt 乘法器的乘法器的輸出電流輸出電流 i 為為 ： (3) u1為大信號，為大信號，u2為大信號為大信號01222qqiI thu thuKTKT 23212212111ttttuKTqthcc11144cos( )cos3( )23ccqthuttttKT14cos5( )5ctt開關函數(shù)形式開關函數(shù)形式展開為傅氏級數(shù)展開為傅氏級數(shù))(cos111ttUucm22sinmcuUtu2

10、為大信號，展開：為大信號，展開：210122ttukTqthcc2444sinsin3sin5.235cccqthutttKT21022uKTqthuKTqthIi 0114444coscos3. (sinsin3.)33ccccItttttt 01012288sinsin2cItItt01012288sin 23( )sin 43( )33ccIttItt01012288sin 2( )sin 4( )33ccIttItt01012288sin3( )sin 63( ).(3 )(3 )cItItt乘法器的乘法器的輸出電流輸出電流為：為：鑒相特性曲線鑒相特性曲線00112288sin( )s

11、in3( ).(3 )LuI Rtt 10122118sin 2121nLnI Rntn 經(jīng)低通濾波器濾波，在負載上得到經(jīng)低通濾波器濾波，在負載上得到輸出電壓：輸出電壓：呈呈 三角波三角波 關系關系一次和三次疊加一次和三次疊加 tnnnn112112sin121一次、三次和五次疊加一次、三次和五次疊加 tnnnn112112sin121一次、三次、五次和七次疊加一次、三次、五次和七次疊加 tnnnn112112sin121A 鑒相曲線為鑒相曲線為 ：B 鑒相跨導：鑒相跨導：C 線性鑒相范圍：線性鑒相范圍：11( )223( )22ttmax2e 02LSI R 分析：乘積型鑒相器應盡量采用分析

12、：乘積型鑒相器應盡量采用大信號工作狀態(tài)大信號工作狀態(tài)，這樣可以獲，這樣可以獲得較寬的線性鑒相范圍。得較寬的線性鑒相范圍。 tRIutRIuLoLo10102222. 門電路鑒相器門電路鑒相器特點：特點：電路簡單、線性鑒相范圍大，易于集成化。電路簡單、線性鑒相范圍大，易于集成化。分類：分類：分為分為或門鑒相器或門鑒相器和和異或門鑒相器。異或門鑒相器。異或門異或門鑒相器及波形鑒相器及波形220eedmeedmedUUu/dmSU 經(jīng)低通濾波器濾波后，輸出電經(jīng)低通濾波器濾波后，輸出電壓壓ud( e)與與 e的關系為三角形，的關系為三角形，可表示為：可表示為：其其鑒相跨導鑒相跨導為：為：ieeT2低通

13、濾波器濾波相當于取平均值低通濾波器濾波相當于取平均值，即輸出電壓，即輸出電壓ud為為ud的均值。的均值。eedmediedmdieUuTUuT02/20即，時，當222/2/2/2/2eedmedieidmiieidmdieiUuTTUTTTUuTT即，時，當9.3 鑒頻器鑒頻器 由于調(diào)頻波是等幅波，其解調(diào)的過程不是線性頻譜搬移。因而不由于調(diào)頻波是等幅波，其解調(diào)的過程不是線性頻譜搬移。因而不能像調(diào)幅那樣用能像調(diào)幅那樣用非線性器件非線性器件+低通濾波器低通濾波器組成。而是要組成。而是要先先通過變換通過變換電路對等幅調(diào)頻波進行變換，電路對等幅調(diào)頻波進行變換，然后然后再經(jīng)振幅檢波、鑒相器或低通再經(jīng)振

14、幅檢波、鑒相器或低通濾波實現(xiàn)。濾波實現(xiàn)。 鑒頻電路可分為鑒頻電路可分為調(diào)頻調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換型調(diào)幅調(diào)頻變換型、相移乘法型相移乘法型和和脈沖均值脈沖均值型型三類。三類。（1）調(diào)頻）調(diào)頻-調(diào)幅變換型：將調(diào)幅變換型：將等幅調(diào)頻波等幅調(diào)頻波變換成振幅與調(diào)頻波瞬時頻率成變換成振幅與調(diào)頻波瞬時頻率成正比的正比的調(diào)幅調(diào)頻波調(diào)幅調(diào)頻波，然后用，然后用振幅檢波器振幅檢波器進行振幅檢波。進行振幅檢波。（2）相移乘積型：將）相移乘積型：將等幅調(diào)頻波等幅調(diào)頻波經(jīng)移相電路變換成經(jīng)移相電路變換成調(diào)相調(diào)頻波調(diào)相調(diào)頻波，其相，其相位的變化正好與調(diào)頻波瞬時頻率變化成線性關系，然后將調(diào)相調(diào)位的變化正好與調(diào)頻波瞬時頻率變化成線性關

15、系，然后將調(diào)相調(diào)頻波與原調(diào)頻波頻波與原調(diào)頻波經(jīng)乘法器鑒相，由低通濾波器輸出經(jīng)乘法器鑒相，由低通濾波器輸出。（3）脈沖均值型：將）脈沖均值型：將調(diào)頻信號調(diào)頻信號通過過零比較器變換成重復頻率與調(diào)頻通過過零比較器變換成重復頻率與調(diào)頻波瞬時頻率相等的波瞬時頻率相等的單極性等幅脈沖序列單極性等幅脈沖序列，然后通過，然后通過低通濾波器取低通濾波器取出脈沖序列的平均值出脈沖序列的平均值實現(xiàn)鑒頻。實現(xiàn)鑒頻。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：FM信號工作在并聯(lián)諧振回路的信號工作在并聯(lián)諧振回路的失諧區(qū)失諧區(qū)，即（，即（fpf0），當），當FM波電流

16、流過回波電流流過回路時，由于瞬時頻率隨調(diào)制信號而變化，路時，由于瞬時頻率隨調(diào)制信號而變化，對于不同的瞬時頻偏，失諧回路對于不同的瞬時頻偏，失諧回路阻抗不同，阻抗不同，回路輸出電壓回路輸出電壓u1的振幅將隨瞬時頻偏的振幅將隨瞬時頻偏f(t)的變化而變化的變化而變化，即可，即可完成完成FMAM 變換。變換。 f o)(tf 1umf fp利用利用失調(diào)回路中幅頻特性曲線的傾斜部分失調(diào)回路中幅頻特性曲線的傾斜部分來實現(xiàn)鑒頻，解調(diào)后來實現(xiàn)鑒頻，解調(diào)后失真失真較大，是較大，是一種原始類型的鑒頻器，現(xiàn)在已很少采用，但它對理解振幅鑒頻器對一種原始類型的鑒頻器，現(xiàn)在已很少采用，但它對理解振幅鑒頻器對FM波的波的

17、解調(diào)有很直觀的意義。解調(diào)有很直觀的意義。 1u fpius(fo)例：單失諧回路振幅鑒頻器例：單失諧回路振幅鑒頻器1. 雙失諧回路鑒頻器雙失諧回路鑒頻器由三個并聯(lián)調(diào)諧回路組成的由三個并聯(lián)調(diào)諧回路組成的調(diào)頻調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換電調(diào)幅調(diào)頻變換電路路和和上下對稱的振幅檢波器上下對稱的振幅檢波器組成。組成。 雙失諧回路鑒頻器雙失諧回路鑒頻器u2u1uFMf01f02初級回路調(diào)諧于調(diào)頻波的中心頻率初級回路調(diào)諧于調(diào)頻波的中心頻率c，通帶較寬，通帶較寬。次級兩個回路分別調(diào)諧于。次級兩個回路分別調(diào)諧于o1和和o2 ，并使，并使o1和和o2與與c成對稱失諧，即成對稱失諧，即c-o1 =o2-c。兩個回路兩個回路的

18、幅頻特性可近似認為對的幅頻特性可近似認為對c是對稱的。是對稱的。輸入輸入FM信信號特性曲線號特性曲線當輸入調(diào)頻信號的頻率為當輸入調(diào)頻信號的頻率為c時時，兩個回路的電壓振幅相等，經(jīng)兩個檢波器，兩個回路的電壓振幅相等，經(jīng)兩個檢波器檢波產(chǎn)生輸出電壓檢波產(chǎn)生輸出電壓 uo1和和 uo2是相等的，故鑒頻器輸出電壓是相等的，故鑒頻器輸出電壓uo= uo1- uo2 = 0。當輸入調(diào)頻信號的頻率從當輸入調(diào)頻信號的頻率從c向增大方向偏離時向增大方向偏離時，L2C2回路電壓大，而回路電壓大，而L1C1回回路電壓小，經(jīng)檢波后路電壓小，經(jīng)檢波后 uo1 uo2 ，則鑒頻器輸出電壓，則鑒頻器輸出電壓 uo= uo1-

19、 uo2 uo2 ，則鑒頻器輸出電壓，則鑒頻器輸出電壓 uo= uo1- uo2 0 。f01f02雙失諧回路鑒頻器雙失諧回路鑒頻器u2u1uFM當輸入調(diào)頻信號的頻率為當輸入調(diào)頻信號的頻率為c時時，兩個回路的電壓振幅相等，經(jīng)兩個檢波器，兩個回路的電壓振幅相等，經(jīng)兩個檢波器檢波產(chǎn)生輸出電壓檢波產(chǎn)生輸出電壓 uo1和和 uo2是相等的，故鑒頻器輸出電壓是相等的，故鑒頻器輸出電壓uo= uo1- uo2 = 0。當輸入調(diào)頻信號的頻率從當輸入調(diào)頻信號的頻率從c向增大方向偏離時向增大方向偏離時，L2C2回路電壓大，而回路電壓大，而L1C1回回路電壓小，經(jīng)檢波后路電壓小，經(jīng)檢波后 uo1 uo2 ，則鑒頻

20、器輸出電壓，則鑒頻器輸出電壓 uo= uo1- uo2 uo2 ，則鑒頻器輸出電壓，則鑒頻器輸出電壓 uo= uo1- uo2 0 。雙失諧回路鑒頻特性雙失諧回路鑒頻特性輸入輸入FM信信號特性曲線號特性曲線+結論：結論：可獲得較好的線可獲得較好的線性響應，失真較小，靈性響應，失真較小，靈敏度也高于單回路鑒頻敏度也高于單回路鑒頻器。器。實用電路舉例實用電路舉例 雙失諧回路鑒頻器的實用電路雙失諧回路鑒頻器的實用電路 兩個失諧回路分別調(diào)諧于兩個失諧回路分別調(diào)諧于35MHz和和40MHz。它們是共基放大器的負載回路。它們是共基放大器的負載回路。 輸入調(diào)頻波輸入調(diào)頻波ui從兩放大器發(fā)射極輸入，經(jīng)共基放大

21、，在負載回路產(chǎn)生輸出電壓，經(jīng)從兩放大器發(fā)射極輸入，經(jīng)共基放大，在負載回路產(chǎn)生輸出電壓，經(jīng)檢波器產(chǎn)生檢波電流檢波器產(chǎn)生檢波電流 I1和和 I2。在負載上得到電壓為。在負載上得到電壓為 (I1- I2) RL。相位鑒頻器：相位鑒頻器：是利用雙耦合回路的是利用雙耦合回路的相位相位-頻率特性頻率特性將將調(diào)調(diào)頻波頻波變成變成調(diào)幅調(diào)頻波調(diào)幅調(diào)頻波，再通過再通過振幅檢波器振幅檢波器實現(xiàn)鑒頻的一實現(xiàn)鑒頻的一種鑒頻器。種鑒頻器。 互感耦合互感耦合鑒頻器鑒頻器 電容耦合電容耦合鑒頻器鑒頻器二者原理相同，僅以二者原理相同，僅以互感耦合互感耦合為例。為例。用途：頻偏在幾百用途：頻偏在幾百KHz以下的調(diào)頻無線接收設備中

22、。以下的調(diào)頻無線接收設備中。2. 相位鑒頻器相位鑒頻器uFM(一一) 電路結構和基本原理電路結構和基本原理 （1）移相網(wǎng)絡：）移相網(wǎng)絡：互感為互感為M的初、次級雙調(diào)諧耦合回路組成的初、次級雙調(diào)諧耦合回路組成的移相網(wǎng)絡，的移相網(wǎng)絡，u1經(jīng)移相網(wǎng)絡生成經(jīng)移相網(wǎng)絡生成次級電壓次級電壓u2，并使，并使 |U1|=|U2|。+ u3 -另外，另外，u1經(jīng)耦合電容經(jīng)耦合電容CC在扼流圈在扼流圈LC上產(chǎn)生的電壓上產(chǎn)生的電壓u3=u1，故其等效，故其等效電路如右下圖所示。電路如右下圖所示。VD1C3R1C4R2VD2221u221u13uu 242131,RCVDRCVD（2） 包絡檢波器：包絡檢波器：組成平

23、衡式包絡檢波器。兩個檢波器組成平衡式包絡檢波器。兩個檢波器的輸出電壓差為的輸出電壓差為:21ooouuu 1ouou 2ou+u2-+u1-LcC2C1VD2VD1R1R2EcC4C3VTCcML2L1ud1ud2互感耦合相位鑒頻器互感耦合相位鑒頻器兩個調(diào)諧回路兩個調(diào)諧回路L1C1和和L2C2均調(diào)諧均調(diào)諧于輸入調(diào)頻波的中心頻率于輸入調(diào)頻波的中心頻率c 。(二二) 工作原理分析：工作原理分析：上下檢波器的輸入端高頻電壓為：上下檢波器的輸入端高頻電壓為：如果忽略次級回路對初級回路的影響，如果忽略次級回路對初級回路的影響，則初級回路中流過則初級回路中流過L1的電流的電流 近似為：近似為：1i1111

24、11LjuLjrui 而次級回路中產(chǎn)生的感應電動勢而次級回路中產(chǎn)生的感應電動勢1112uLMMijE 當忽略二極管檢波器等效輸入電阻對次級回路的影響時，次級回路電當忽略二極管檢波器等效輸入電阻對次級回路的影響時，次級回路電流流 i2為：為：)1()1(2221122222CLjruLMCLjrEi 所以：次級回路兩端電壓所以：次級回路兩端電壓u2為：為：2122122221()iuMujj CLC rjLCVD1C3R1C4R2VD2221u221u13uu 1ou ou 2ouud1ud221121uuud 21221uuud LcC2C1VD2VD1R1R2EcC4C3VTCcML2L1i

25、1i2初級回路品質因數(shù)較高，可忽略初級回路品質因數(shù)較高，可忽略L1的損耗電阻；的損耗電阻；初、次級互感耦合較弱，可忽略次級損耗對初級的影響。初、次級互感耦合較弱，可忽略次級損耗對初級的影響。+u1-+u2-（1）當輸入）當輸入FM波瞬時頻率波瞬時頻率 f 等于調(diào)頻波中心頻率等于調(diào)頻波中心頻率f c，即，即f= f c時，次時，次級回路諧振。級回路諧振。即：即： c2c21L0C 01121c2 21c2 2uuMMuj90LC rLC r 則有：則有：即有：即有：u2 滯后滯后u1 相位差相位差/2，由矢量圖可得：，由矢量圖可得： |Ud1|=|Ud2|2122122221()iuMujj C

26、LC rjLC 1u 21u221u22du1du若設檢波器的傳輸系數(shù)為：若設檢波器的傳輸系數(shù)為：Kd1=Kd2=Kd。 22221111|ddddoddddoUkuKuUkuKu則有：則有：0)(2121 dddoooUUKuuu所以：所以：討論討論: :21121uuud 21221uuud 212212222iuMuj1j CLC rj(L)C（2）當瞬時頻率）當瞬時頻率f fc 時，則有時，則有 ，這時，這時次級回路呈電感性。次級回路呈電感性。0122CL 0112122122uuMMuj(90)LC ZLC | Z | 注意：注意： 為為次級回路阻抗。次級回路阻抗。)1(2222CL

27、jrZ 2221rCLarctg 為為Z2的相角。的相角。由矢量圖，由矢量圖，u2滯后滯后u1的相位大于的相位大于/2，且隨且隨f，相位差，相位差 21u221u21u2du1du 所以：所以：|Ud1|Ud2| odd1d2uK (|U|U|)021121uuud 21221uuud 212212222iuMuj1j CLC rj(L)C （3）當）當f |Ud2| odd1d2uK (|U|U|)0 21u221u21u2du1du21121uuud 21221uuud 鑒頻特性曲線鑒頻特性曲線互感耦合回路電路互感耦合回路電路（1）對于實際電路，定性分析中的兩點假設是不完全符合的。）對于實

28、際電路，定性分析中的兩點假設是不完全符合的。1221(1)pjUIRj22(1)abpjUIRj （2）實際的互感耦合回路電路如圖。）實際的互感耦合回路電路如圖。 根據(jù)耦合回路的分析可得：根據(jù)耦合回路的分析可得：(三三) 相位鑒頻器的鑒頻特性相位鑒頻器的鑒頻特性(定量定量)LKQ為廣義失諧為廣義失諧為耦合因數(shù)為耦合因數(shù)CrLRp12/KML LM L為耦合系數(shù)為耦合系數(shù)cfff 為一般失諧為一般失諧cLffQ 2初、次級回路電壓方程可寫為初、次級回路電壓方程可寫為0222112111IZIMjVIMjZI式中式中Z Z1111為初級回路的自阻抗，即為初級回路的自阻抗，即Z Z1111=r=r1

29、 1+jX+jX1111=r(1+j ), , Z Z2222為次級回路的自阻抗，即為次級回路的自阻抗，即Z Z2222=r=r2 2+jX+jX2222=r(1+j )。解上列方程組可分別求出初級和次級回路電流的表示式：解上列方程組可分別求出初級和次級回路電流的表示式：111221122122()()111/1VVIMMZrjZrjjVrj&111122222111221()()11/1VVj Mj MrjZIMMZrjZrjj Vrj& + L1 r2 L2 M 1I C2 1V 2I r1 C1 利用戴維南定理，利用戴維南定理，I=V1(j C)，U1 I1(j L)11

30、12222221/111/11pjV j L rUI j LjjIRjIj Lj Crjj&12222222/1/11abpj V j L rUI j Ljj IRj Ij Lj Crjj & + L1 r2 L2 M 1I C2 1V 2I r1 C1 互感耦合回路電路互感耦合回路電路1122122(1)abDpjjUUUIRj&2122122(1)abDpjjUUUIRj&12odDDuKUU&,412121222222pdpdIRKIRK鑒頻特性是與鑒頻特性是與 (,)有關。有關。右圖是一組右圖是一組 (,)曲線，它只表示了曲線，它只表示了0 的一

31、半，另一半是的一半，另一半是3時，非線性嚴重。時，非線性嚴重。當當1時，對應曲線的時，對應曲線的近似等于近似等于m。而鑒頻特性的兩個最大值。而鑒頻特性的兩個最大值的寬度可認為是鑒頻寬度的寬度可認為是鑒頻寬度 Bm。由于。由于m=QL2fmax/fc，=KQL ，則，則 Bm= 2fmax=Kfc ，即鑒頻寬度與耦合系數(shù)，即鑒頻寬度與耦合系數(shù)K有關。有關。uFM+ u3 -+u2-+u1-LcC2C1VD2VD1R1R2EcC4C3VTCcML2L1互感耦合相位鑒頻器互感耦合相位鑒頻器工作原理總結工作原理總結其功能是把從前級中放并經(jīng)其功能是把從前級中放并經(jīng)限限幅幅后送來的后送來的等幅等幅FMFM

32、波解調(diào)出原波解調(diào)出原調(diào)制信號。它由放大器、移相調(diào)制信號。它由放大器、移相網(wǎng)絡和包絡檢波器組成。網(wǎng)絡和包絡檢波器組成。1)互感雙調(diào)諧回路組成的移相網(wǎng)絡。互感雙調(diào)諧回路組成的移相網(wǎng)絡。u1通過移相網(wǎng)絡后生成通過移相網(wǎng)絡后生成調(diào)相調(diào)相-調(diào)頻調(diào)頻(PM-FM)波波u2，并使，并使|u2| |u1|。移。移相網(wǎng)絡使相網(wǎng)絡使u1和和u2在在fc上形成固定的上形成固定的 /2相移；當相移；當u1的瞬時頻率變化在的瞬時頻率變化在fc的基礎上線性變化時，的基礎上線性變化時，u2和和u1的相的相位差也在位差也在 /2的基礎上線性變化。的基礎上線性變化。 212212222iuMuj1j CLC rj(L)C2)二

33、極管兩端的合成信號二極管兩端的合成信號ud1和和ud2都是都是AM-FM波。波。AM變化是隨變化是隨u1和和u2的相位差而變化，相位差就包含的相位差而變化，相位差就包含調(diào)制信號信息。因此包絡檢波的結果就是調(diào)制信號。調(diào)制信號信息。因此包絡檢波的結果就是調(diào)制信號。21121uuud21221uuud3. 比例鑒頻器比例鑒頻器主要特點主要特點：是本身兼有抑制寄生調(diào)幅的能力。：是本身兼有抑制寄生調(diào)幅的能力。 在調(diào)頻廣播和電視接收中得到廣泛應用。在調(diào)頻廣播和電視接收中得到廣泛應用。原理電路原理電路：比例鑒頻器原理電路比例鑒頻器原理電路(2) 在在ab兩端并接一個大電容兩端并接一個大電容C0，其電容量約為

34、，其電容量約為10F。由于。由于C0和和(R+R) 組成組成電路時間常數(shù)很大，通常約為電路時間常數(shù)很大，通常約為(0.10.2) 秒左右。對于秒左右。對于15Hz以上的寄生調(diào)幅變以上的寄生調(diào)幅變化，電容器化，電容器C0上的電壓上的電壓Udc不變。不變。 (1) 調(diào)頻調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻波形變換電路與相位鑒頻器相同。調(diào)幅調(diào)頻波形變換電路與相位鑒頻器相同。比例鑒頻器原理電路比例鑒頻器原理電路(2) 在在ab兩端并接一個大電容兩端并接一個大電容C0，其電容量約為，其電容量約為10F。由于。由于C0和和(R+R) 組組成電路時間常數(shù)很大，通常約為成電路時間常數(shù)很大，通常約為(0.10.2) 秒左右。對于秒左

35、右。對于15Hz以上的寄生調(diào)幅以上的寄生調(diào)幅變化，電容器變化，電容器C0上的電壓上的電壓Udc不變。不變。34a bccUUU (3) 兩二極管中一個與相位鑒頻器接法相反。使兩二極管中一個與相位鑒頻器接法相反。使Uab為兩檢波電壓之和，即：為兩檢波電壓之和，即：(4) 鑒頻器輸出電壓取自電容鑒頻器輸出電壓取自電容C3、C4的接點的接點 d 和電阻的接點和電阻的接點 e 之間。之間。 (1) 調(diào)頻調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻波形變換電路與相位鑒頻器相同。調(diào)幅調(diào)頻波形變換電路與相位鑒頻器相同?；驹砘驹?211221abCMUjUL RjX &(1) Uab與與 U1的關系的關系與相位鑒頻器相同與

36、相位鑒頻器相同11/ 2DabUUU&21122DababUUUUU &31cdDUK U&42cdDUK U&34ccdcUUU(2) UD1 、UD2與檢波電壓與檢波電壓Uc3，Uc4的關系：的關系：檢波輸出電壓：檢波輸出電壓： 不變不變 基本原理基本原理:0443111222cdcccUUUUU211()2dDDKUU&(3) 鑒頻器輸出電壓：鑒頻器輸出電壓：取決于兩檢波器輸入電壓之差，為相位鑒頻器的一半。取決于兩檢波器輸入電壓之差，為相位鑒頻器的一半。抑制寄生調(diào)幅的原理抑制寄生調(diào)幅的原理:44043422111(1)(1)222cccdcdcdc

37、dcccUUUUUUUUUU31421212112211dcdcCDCDUUUUUU（1）比例鑒頻器的輸出電壓的另一種表示形式）比例鑒頻器的輸出電壓的另一種表示形式（2）當輸入信號的）當輸入信號的頻率變化頻率變化時，時，|UD1|與與 |UD2|的變化是一個增大，另一個減的變化是一個增大，另一個減小，小， |UD1|/|UD2|變化，則變化，則U0隨頻率變化而變，起到鑒頻作用。隨頻率變化而變，起到鑒頻作用。（3）當輸入信號）當輸入信號振幅變化振幅變化時，時，|UD1|與與|UD2|隨振幅增大同時增大，隨振幅減隨振幅增大同時增大，隨振幅減小同時減小，其比值不變。也就是說，振幅變化對鑒頻輸出沒有影

38、響。小同時減小，其比值不變。也就是說，振幅變化對鑒頻輸出沒有影響。11/ 2DabUUU&212DabUUU &211221abCMUjUL RjX &抑制寄生調(diào)幅的原理抑制寄生調(diào)幅的原理:（另一種解釋）（另一種解釋）1）若）若FM存在幅度調(diào)制，假設存在幅度調(diào)制，假設Ui的幅度增加，的幅度增加，U1增加，增加，Uab增增加，因此加，因此Ud1和和Ud2增加，檢波電流增加，檢波電流I增加。增加。Ui2）由于）由于Udc恒定，檢波電流恒定，檢波電流I增加，意味著直流等效電阻增加，意味著直流等效電阻R要要減小，則二極管等效的輸入電阻減小，則二極管等效的輸入電阻Rid也將減小。

39、也將減小。3）Rid是并聯(lián)在次級回路中，所以次級回路是并聯(lián)在次級回路中，所以次級回路QL減小，反射到減小，反射到初級也相當于初級也相當于QL減小，即初級減小，即初級Rp減小，回路增益減小，所以減小，回路增益減小，所以U1要減小，起到了自動調(diào)節(jié)的作用。要減小，起到了自動調(diào)節(jié)的作用。相移乘法鑒頻器方框圖相移乘法鑒頻器方框圖（一）相移乘法鑒頻器基本原理：（一）相移乘法鑒頻器基本原理： 由移相器由移相器將調(diào)頻波變成調(diào)相將調(diào)頻波變成調(diào)相-調(diào)頻波調(diào)頻波，然后經(jīng)乘法器與原調(diào)頻，然后經(jīng)乘法器與原調(diào)頻波進行相位比較，從低通濾波器取出原調(diào)制信號。波進行相位比較，從低通濾波器取出原調(diào)制信號。 4. 相移乘法鑒頻器相移乘法鑒頻器2101CCL2100CCRLRQL1121100211Lj C Rj C RUUUjjQ&002LQ 為廣義失諧為廣義失諧（二）移相網(wǎng)絡