高頻第8章調(diào)角信號(hào)的解調(diào)電路

1、第八章調(diào)角信號(hào)的解調(diào)電路 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、調(diào)角信號(hào)的解調(diào)電路的功能一、調(diào)角信號(hào)的解調(diào)電路的功能 調(diào)角信號(hào)的解調(diào)電路的功能是從調(diào)角波中取出原調(diào)制信號(hào)。對(duì)于調(diào)角信號(hào)的解調(diào)電路的功能是從調(diào)角波中取出原調(diào)制信號(hào)。對(duì)于調(diào)相波的解調(diào)電路來說，是從調(diào)相波中取出原調(diào)制信號(hào)，即輸出電調(diào)相波的解調(diào)電路來說，是從調(diào)相波中取出原調(diào)制信號(hào)，即輸出電壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)相位偏移成正比，又稱為鑒相器。對(duì)于調(diào)頻波壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)相位偏移成正比，又稱為鑒相器。對(duì)于調(diào)頻波的解調(diào)電路來說，是從調(diào)頻波中取出原調(diào)制信號(hào)，即輸出電壓與輸?shù)慕庹{(diào)電路來說，是從調(diào)頻波中取出原調(diào)制信號(hào)，即輸出電壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)頻率偏移成正比，又稱為

2、鑒頻器。入信號(hào)的瞬時(shí)頻率偏移成正比，又稱為鑒頻器。 二、鑒相器的主要技術(shù)指標(biāo)二、鑒相器的主要技術(shù)指標(biāo) 鑒相器的主要指標(biāo)是鑒相器的主要指標(biāo)是(1)鑒相特性曲線，即鑒相器輸出電壓與鑒相特性曲線，即鑒相器輸出電壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)相位偏移輸入信號(hào)的瞬時(shí)相位偏移的關(guān)系。通常要求是線性關(guān)系。的關(guān)系。通常要求是線性關(guān)系。(2)鑒相跨導(dǎo)，鑒相器輸出電壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)相位偏移鑒相跨導(dǎo)，鑒相器輸出電壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)相位偏移的關(guān)系的比例系數(shù)。的關(guān)系的比例系數(shù)。(3)鑒相線性范圍，通常應(yīng)大于調(diào)相鑒相線性范圍，通常應(yīng)大于調(diào)相波最大相移的二倍。波最大相移的二倍。(4)非線性失真，應(yīng)盡可能小。非線性失真，應(yīng)盡可能小。概

3、述概述l鑒頻器的主要技術(shù)指標(biāo)鑒頻器的主要技術(shù)指標(biāo) 鑒頻器的主要指標(biāo)是鑒頻器的主要指標(biāo)是(1)鑒頻特性曲線，即鑒頻器輸出電壓與鑒頻特性曲線，即鑒頻器輸出電壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)頻率偏移輸入信號(hào)的瞬時(shí)頻率偏移f的關(guān)系。通常要求是線性關(guān)系。的關(guān)系。通常要求是線性關(guān)系。(2)鑒頻跨導(dǎo)，鑒頻器輸出電壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)頻率偏移的鑒頻跨導(dǎo)，鑒頻器輸出電壓與輸入信號(hào)的瞬時(shí)頻率偏移的關(guān)系的比例系數(shù)。關(guān)系的比例系數(shù)。(3)鑒頻線性范圍，通常應(yīng)大于調(diào)頻波最大鑒頻線性范圍，通常應(yīng)大于調(diào)頻波最大頻移的二倍。頻移的二倍。(4)非線性失真，應(yīng)盡可能小。非線性失真，應(yīng)盡可能小。概述概述 第二節(jié)第二節(jié) 鑒相器鑒相器 鑒相電路通?？?/p>

4、分為模擬電路型和數(shù)字電路型兩大類。而鑒相電路通?？煞譃槟M電路型和數(shù)字電路型兩大類。而在集成電路系統(tǒng)中，常用的電路有乘積型鑒相和門電路鑒相。在集成電路系統(tǒng)中，常用的電路有乘積型鑒相和門電路鑒相。鑒相器除了用于解調(diào)調(diào)相波外，還可構(gòu)成移相鑒頻電路。特鑒相器除了用于解調(diào)調(diào)相波外，還可構(gòu)成移相鑒頻電路。特別是在鎖相環(huán)路中作為主要組成部分得到了廣泛的應(yīng)用。別是在鎖相環(huán)路中作為主要組成部分得到了廣泛的應(yīng)用。 l 乘積型鑒相電路乘積型鑒相電路 l 門電路鑒相器門電路鑒相器 乘積型鑒相電路乘積型鑒相電路 這種鑒相電路采用模擬乘法器作為非線性器件進(jìn)行頻率變換，這種鑒相電路采用模擬乘法器作為非線性器件進(jìn)行頻率變換

5、，然后通過低通濾波器取出原調(diào)制信號(hào)。其方框原理圖如圖所然后通過低通濾波器取出原調(diào)制信號(hào)。其方框原理圖如圖所示。圖中示。圖中u1是需解調(diào)的調(diào)相波，是需解調(diào)的調(diào)相波，u2是由是由u1變化來的或是系變化來的或是系統(tǒng)本身產(chǎn)生的與統(tǒng)本身產(chǎn)生的與u1有確定關(guān)系的參考信號(hào)。有確定關(guān)系的參考信號(hào)。乘積型鑒相方框圖乘積型鑒相方框圖 設(shè)設(shè)u1、u2為正交關(guān)系，即為正交關(guān)系，即 u1=U1mcosct+1(t) u2=U2msinct+2(t) 因?yàn)橐驗(yàn)閡2是參考信號(hào)，是參考信號(hào)，2(t)通常為通常為0或?yàn)槌?shù)。為了分析的簡(jiǎn)或?yàn)槌?shù)。為了分析的簡(jiǎn)單，取單，取2(t)=0。 根據(jù)根據(jù)U1m和和U2m的大小不同，鑒相電

6、路有三種工作情況：的大小不同，鑒相電路有三種工作情況：lu1和和u2均為小信號(hào)；均為小信號(hào)；lu1和和u2均為大信號(hào)；均為大信號(hào)；lu1為小信號(hào)，為小信號(hào)，u2為大信號(hào)為大信號(hào). 1、u1和和u2均為小信號(hào)均為小信號(hào) 當(dāng)當(dāng)u1和和u2均小于均小于26mV時(shí)，根據(jù)模擬乘法器特性，其輸出電流時(shí)，根據(jù)模擬乘法器特性，其輸出電流為為 i=KMu1u2=KMU1mU2mcosc+1(t)sinct經(jīng)低通濾波器，在負(fù)載經(jīng)低通濾波器，在負(fù)載RL上可得輸出電壓為上可得輸出電壓為 uo=-KMU1mU2mRLsin1(t) 從鑒相特性曲線可以看出鑒相器的兩個(gè)主要指標(biāo)：從鑒相特性曲線可以看出鑒相器的兩個(gè)主要指標(biāo)：

7、 (1)鑒相跨導(dǎo)鑒相跨導(dǎo)，其定義為，其定義為 對(duì)于對(duì)于u1、u2均為小信號(hào)且均為小信號(hào)且e rad時(shí)的鑒相跨導(dǎo)為時(shí)的鑒相跨導(dǎo)為 00ddeeuS621SKMU1mU2mRL (2)線性鑒相范圍線性鑒相范圍 它表示不失真解調(diào)所允許輸入信號(hào)的最大相位變化范圍，它表示不失真解調(diào)所允許輸入信號(hào)的最大相位變化范圍，用用emax表示。表示。 emax= rad 6 應(yīng)該說明的是，正弦形鑒相特性對(duì)使用者來說比較方便和直觀。應(yīng)該說明的是，正弦形鑒相特性對(duì)使用者來說比較方便和直觀。因?yàn)橐驗(yàn)閑=0時(shí)時(shí)uo=0，而當(dāng)，而當(dāng)e在零點(diǎn)附近作正負(fù)變化時(shí)，在零點(diǎn)附近作正負(fù)變化時(shí)，uo也相應(yīng)也相應(yīng)地在零值附近作正負(fù)變化。若地

8、在零值附近作正負(fù)變化。若u1、u2之間無固定相位差之間無固定相位差/2，則鑒，則鑒相特性將是余弦形，在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)會(huì)感到不方便。相特性將是余弦形，在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)會(huì)感到不方便。 2、u1為小信號(hào)，為小信號(hào)，u2為大信號(hào)為大信號(hào) 在在u1為小信號(hào)，為小信號(hào)，u2為大信號(hào)條件下，乘法器的輸出電流為大信號(hào)條件下，乘法器的輸出電流i可可表示為表示為 i=KMu1thu2 按傅氏級(jí)數(shù)展開為按傅氏級(jí)數(shù)展開為 tttkTquthccc5sin543sin34sin422相乘后的輸出電流為相乘后的輸出電流為 )(4sin32)(2sin32 )(2sin2)(sin2 3sin34sin4)(cos 2

9、th11111111121ttUKttUKttUKtUKttttUKukTquKicmMcmMcmMmMcccmMM經(jīng)低通濾波器取出輸出電流的低頻分量，在負(fù)載經(jīng)低通濾波器取出輸出電流的低頻分量，在負(fù)載RL上得到輸出電壓為：上得到輸出電壓為：(t)sinURK211mLMou鑒相特性曲線仍是正弦形鑒相特性曲線仍是正弦形， 只是鑒相跨導(dǎo)為只是鑒相跨導(dǎo)為 1mLMURK2S3、u1和和u2均為大信號(hào)均為大信號(hào) 在在u1和和u2均為大信號(hào)的條件下，乘法器的輸出電流均為大信號(hào)的條件下，乘法器的輸出電流i可表可表示為示為212th2thukTqukTqKiMttttttttttKicccccccM5sin

10、543sin343sin34sin4 )(5cos54)(3cos34)(cos4111經(jīng)低通濾波器取出低頻分量，在負(fù)載經(jīng)低通濾波器取出低頻分量，在負(fù)載RL上建立電壓為上建立電壓為 11212121212)() 12sin() 12(18 )(5sin58)(3sin)3(8)(sin8nnLMLMotnnRKtttRKu對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于-/21(t)/2區(qū)間，輸出電壓為區(qū)間，輸出電壓為)(RI21L0tS 兩個(gè)輸入信號(hào)均為大信號(hào)時(shí)，其鑒相特性為三角波形。在兩個(gè)輸入信號(hào)均為大信號(hào)時(shí)，其鑒相特性為三角波形。在-/21(t)/2區(qū)間，鑒相特性是線性的。區(qū)間，鑒相特性是線性的。線性鑒相范圍為：線性鑒相范

11、圍為： emax=/2 比正弦形鑒相特性的線性鑒相范圍大。而鑒相跨導(dǎo)為比正弦形鑒相特性的線性鑒相范圍大。而鑒相跨導(dǎo)為 L0RI2S 第三節(jié)第三節(jié) 鑒頻器鑒頻器 l 雙失諧回路鑒頻器雙失諧回路鑒頻器 l 相位鑒頻器相位鑒頻器 l 比例鑒頻器比例鑒頻器 l 相移乘法鑒頻器相移乘法鑒頻器 l 脈沖均值型鑒頻器脈沖均值型鑒頻器 調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)是從調(diào)頻波調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)是從調(diào)頻波 中恢復(fù)出中恢復(fù)出原調(diào)制信號(hào)原調(diào)制信號(hào) 過程，完成調(diào)頻波解調(diào)過程的電路稱為頻率檢波器過程，完成調(diào)頻波解調(diào)過程的電路稱為頻率檢波器 )(cosdttumtUuoFM )(tu 雙失諧回路鑒頻器雙失諧回路鑒頻器 雙失諧回路鑒頻器是由三

12、個(gè)調(diào)諧回路組成的調(diào)頻雙失諧回路鑒頻器是由三個(gè)調(diào)諧回路組成的調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)調(diào)幅調(diào)頻變換電路和上下對(duì)稱的兩個(gè)振幅檢波器組成。頻變換電路和上下對(duì)稱的兩個(gè)振幅檢波器組成。初級(jí)回路諧初級(jí)回路諧振于調(diào)頻信號(hào)的中心頻率振于調(diào)頻信號(hào)的中心頻率c，其通帶較寬。次級(jí)兩個(gè)回路，其通帶較寬。次級(jí)兩個(gè)回路的諧振頻率分別為的諧振頻率分別為01、02，并使，并使01與與02與與c成對(duì)稱成對(duì)稱失諧。即失諧。即c-01=02-c。 雙失諧鑒頻器原理圖雙失諧鑒頻器原理圖 雙失諧回路鑒頻器雙失諧回路鑒頻器 雙失諧回路鑒頻器的特性雙失諧回路鑒頻器的特性 雙失諧回路鑒頻器雙失諧回路鑒頻器 圖示左邊是雙失諧回路鑒頻器的幅頻特性，其中實(shí)線表

13、示第圖示左邊是雙失諧回路鑒頻器的幅頻特性，其中實(shí)線表示第一個(gè)回路的幅頻特性，虛線表示第二個(gè)回路的幅頻特性，這一個(gè)回路的幅頻特性，虛線表示第二個(gè)回路的幅頻特性，這兩個(gè)幅頻特性對(duì)于兩個(gè)幅頻特性對(duì)于c是對(duì)稱的。當(dāng)輸入調(diào)頻信號(hào)的頻率為是對(duì)稱的。當(dāng)輸入調(diào)頻信號(hào)的頻率為c時(shí)，兩個(gè)次級(jí)回路輸出電壓幅度相等，經(jīng)檢波后輸出電時(shí)，兩個(gè)次級(jí)回路輸出電壓幅度相等，經(jīng)檢波后輸出電壓壓uo=uo1-uo2，故，故uo=0。當(dāng)輸入調(diào)頻信號(hào)的頻率由。當(dāng)輸入調(diào)頻信號(hào)的頻率由c向向升高的方向偏離時(shí)，升高的方向偏離時(shí)，L2C2回路輸出電壓大，而回路輸出電壓大，而L1C1回路輸回路輸出電壓小，則經(jīng)檢波后出電壓小，則經(jīng)檢波后uo1uo

14、2，則，則uo=uo1-uo2uo2，則，則uo=uo1-uo20。其總鑒頻特性在圖的右下邊所示。其總鑒頻特性在圖的右下邊所示。 雙失諧回路鑒頻器雙失諧回路鑒頻器 雙失諧回路鑒頻器的實(shí)用電路 雙失諧回路鑒頻器雙失諧回路鑒頻器 相位鑒頻器相位鑒頻器 相位鑒頻器是利用雙耦合回路的相位相位鑒頻器是利用雙耦合回路的相位-頻率特性將調(diào)頻波頻率特性將調(diào)頻波變成調(diào)幅調(diào)頻波，通過振幅檢波器實(shí)現(xiàn)鑒頻的一種鑒頻器。變成調(diào)幅調(diào)頻波，通過振幅檢波器實(shí)現(xiàn)鑒頻的一種鑒頻器。它常用于頻偏在幾百它常用于頻偏在幾百kHz以下的調(diào)頻無線接收設(shè)備中。常用以下的調(diào)頻無線接收設(shè)備中。常用的相位鑒頻器根據(jù)其耦合方式可分為互感耦合和電容耦

15、合兩的相位鑒頻器根據(jù)其耦合方式可分為互感耦合和電容耦合兩種鑒頻器。由于其工作原理相同，所以下面僅討論互感耦合種鑒頻器。由于其工作原理相同，所以下面僅討論互感耦合相位鑒頻器。相位鑒頻器。相位鑒頻器相位鑒頻器 一、一、 電路結(jié)構(gòu)和基本原理電路結(jié)構(gòu)和基本原理+ u3 -+u2-+u1-LcC2C1VD2VD1R1R2EcC4C3VTCcML2L1LcC2C1VD2VD1R1R2EcC4C3VTCcML2L1uFM+ u3 -+u2-+u1-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。 242131,RCVDRCVD2 包絡(luò)檢波器：包絡(luò)檢波器：組成平

16、衡式包絡(luò)檢波器。組成平衡式包絡(luò)檢波器。兩個(gè)檢波器的輸出電壓為：兩個(gè)檢波器的輸出電壓為：21ooouuu 由二個(gè)部分組成：由二個(gè)部分組成：1,移相網(wǎng)絡(luò)：移相網(wǎng)絡(luò)：互感為互感為M的初，次級(jí)雙調(diào)諧耦合回路組成的移的初，次級(jí)雙調(diào)諧耦合回路組成的移相網(wǎng)絡(luò)，相網(wǎng)絡(luò)，u1經(jīng)移相網(wǎng)絡(luò)生成經(jīng)移相網(wǎng)絡(luò)生成PM-FM波波u2，并使并使 |U1|=|U2|相位鑒頻器相位鑒頻器二、工作原理分析：二、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(jí)回路對(duì)初級(jí)回路的影響，如果忽略次級(jí)回路對(duì)初級(jí)回路的影響，則初級(jí)回路中流過則初級(jí)回路中流過L1的電流的電流 近似為：近似為：1i111uij

17、L而次級(jí)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而次級(jí)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1112uLMMijE 21121uuud 21221uuud VD1C3R1C4R2VD2221u221u13uu 1ou ou 2ouud1ud2相位鑒頻器相位鑒頻器當(dāng)忽略二極管檢波器等效輸入電阻對(duì)次級(jí)回路的影響時(shí)，次當(dāng)忽略二極管檢波器等效輸入電阻對(duì)次級(jí)回路的影響時(shí)，次級(jí)回路電流級(jí)回路電流 i2為：為：)1()1(2221122222CLjruLMCLjrEi 所以：次級(jí)回路兩端電壓所以：次級(jí)回路兩端電壓u2為：為：)1(222211222CLjrCuLMjCjiu LcC2C1VD2VD1R1R2EcC4C3VTCcML2L1i1

18、i2相位鑒頻器相位鑒頻器工作原理分析工作原理分析討論討論:（1）當(dāng)輸入）當(dāng)輸入FM波瞬時(shí)頻率波瞬時(shí)頻率f 等于調(diào)頻波中心頻率等于調(diào)頻波中心頻率f o，即，即f= f o時(shí)，次級(jí)回路諧振。時(shí)，次級(jí)回路諧振。即：即：0122 CLoo (/2)112102 2102 2juuMMujeLC rLC r 則有：則有：即有：即有：u2 超前超前u1 相位差相位差/2，由矢量圖，由矢量圖可得：可得：|Ud1|=|Ud2|)1(222211222CLjrCuLMjCjiu 1u221u221u 1du2du若設(shè)檢波器的傳輸系數(shù)為若設(shè)檢波器的傳輸系數(shù)為Kd1=Kd2=Kd。 22221111|ddddodd

19、ddoUkuKuUkuKu則有：則有：0)(2121 dddoooUUKuuu所以：所以：工作原理分析工作原理分析2221rCLarctg 為為Z2的相角。的相角。由矢量圖，由矢量圖，u2超前超前u1的相位小于的相位小于/2，221u221u 1u1du2du 所以：所以：|Ud1|Ud2|0|)|(|21 dddoUUKu工作原理分析工作原理分析（2）當(dāng)瞬時(shí)頻率）當(dāng)瞬時(shí)頻率f fo 時(shí)，則有時(shí)，則有，這時(shí)，這時(shí)次級(jí)回路呈次級(jí)回路呈電感性。電感性。01 CL 0(90)112122122|juuMMujeLC ZLCZ 注意：式中注意：式中 為為次級(jí)回路阻抗。次級(jí)回路阻抗。)1(2222CLj

20、rZ 工作原理分析工作原理分析工作原理分析工作原理分析所以：所以：0(90)11212222|juuMMujeLZ CLZC其中：其中：)1(2222CLjrZ 222|1|rCLarctg 相相位位差差f可見：可見：u2超前超前u1的相位差大于的相位差大于/2，且且所以有：所以有： |Ud1|Ud2| 0|)|(|21 dddoUUKu221u221u 1u1du2du （3）當(dāng)）當(dāng)f fo 時(shí)，時(shí)， 次級(jí)回路呈電容性。次級(jí)回路呈電容性。 0C1L22 221u221u 1u1du2duf fo221u221u 1u1du2duuoo工作原理分析工作原理分析工作原理分析工作原理分析根據(jù)上述分

21、析，相位鑒頻器具有下圖所示的鑒頻特性曲線。根據(jù)上述分析，相位鑒頻器具有下圖所示的鑒頻特性曲線。f f oou 互感耦合回路相位鑒頻器中的互感耦合回路相位鑒頻器中的耦合耦合雙回路是一個(gè)頻雙回路是一個(gè)頻相變換器，它把相變換器，它把FM波波u1(t)變換成變換成PMFM波波u2(t) ，而而FM波波u1(t)與與PMFM波波u2(t)經(jīng)疊經(jīng)疊加后變換成兩個(gè)加后變換成兩個(gè)AMFM波波ud1(t)， ud2(t)經(jīng)包絡(luò)檢波器后即可恢復(fù)原調(diào)制經(jīng)包絡(luò)檢波器后即可恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)，信號(hào)， 其過程為：其過程為：)(tuFMAMFMPMFM 檢檢波波疊疊加加耦耦合合雙雙回回路路波波波波波波 相位鑒頻器不具有自限幅作

22、用，為了抑制調(diào)頻信號(hào)在傳相位鑒頻器不具有自限幅作用，為了抑制調(diào)頻信號(hào)在傳輸過程中形成的寄生干擾調(diào)幅的影響，一般需要在接受機(jī)中輸過程中形成的寄生干擾調(diào)幅的影響，一般需要在接受機(jī)中放末級(jí)電路中加限幅器，而限幅器要求輸入放末級(jí)電路中加限幅器，而限幅器要求輸入FM信號(hào)的電壓信號(hào)的電壓幅值較大，這就增加了調(diào)頻接收機(jī)中所需的中放和限幅放大幅值較大，這就增加了調(diào)頻接收機(jī)中所需的中放和限幅放大器的級(jí)數(shù)。而器的級(jí)數(shù)。而比例鑒頻器具有自限幅的作用比例鑒頻器具有自限幅的作用，且只要求前級(jí)且只要求前級(jí)中放提供零點(diǎn)幾伏的中放提供零點(diǎn)幾伏的FM信號(hào)電壓就能正常工作，不需要另信號(hào)電壓就能正常工作，不需要另加限幅放大器，這使

23、調(diào)頻接收機(jī)的電路簡(jiǎn)化，加限幅放大器，這使調(diào)頻接收機(jī)的電路簡(jiǎn)化，體積可能縮小，體積可能縮小，降低成本。降低成本。比例鑒頻器比例鑒頻器 （ratio discriminator）比例鑒頻器比例鑒頻器 一一 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) 比例鑒頻器與相位鑒頻器比例鑒頻器與相位鑒頻器在電路結(jié)構(gòu)上相差很小，其在電路結(jié)構(gòu)上相差很小，其主要區(qū)別在：主要區(qū)別在： （1）在兩類鑒頻器中）在兩類鑒頻器中D2的極的極性連接相反性連接相反 （2）在）在A，B端并聯(lián)一個(gè)端并聯(lián)一個(gè)大電容大電容C0，C0與（與（R1+R2）組成較大的時(shí)間常數(shù)（約為組成較大的時(shí)間常數(shù)（約為0.10.25s）。這樣在檢）。這樣在檢波過程中波過程中A，B兩

24、端電壓基兩端電壓基本不變，等于本不變，等于E o（3）比例鑒頻器輸出電壓不是在比例鑒頻器輸出電壓不是在A，B端，而是在中點(diǎn)端，而是在中點(diǎn)C，D端引出。端引出。 CD+u1 - -+u2 - -uFM+ uo- -LcCoVTVD2VD1C2C1R1R2CcEcC4C3L1L2MRLCLAB+u1 - -+u2 - -LcCoVTVD2VD1C2C1R1R2CcEcC4C3L1L2MRLCLEoCDuFMAB 比例鑒頻器在輸入端的頻率比例鑒頻器在輸入端的頻率相位變換電路與和互感相位鑒頻相位變換電路與和互感相位鑒頻器是相同的，右圖為其等效電路。器是相同的，右圖為其等效電路。有：有： 1221212

25、2uuuuuudd0( 90)112122122|juuMMujeLC ZLCZ其中：其中：而而)1(2222CLjrZ 2221rCLarctg +uo1-+uo2-ud1ud2+E o- -+ uo - -+ u1 - -VD1C3R1C4R2VD2CLRLCo 221u 221u比例鑒頻器比例鑒頻器 如果設(shè)兩個(gè)二極管檢波器的傳輸系數(shù)為如果設(shè)兩個(gè)二極管檢波器的傳輸系數(shù)為Kd1=Kd2=Kd，則兩檢波管，則兩檢波管的輸出電壓為：的輸出電壓為：|2211ddoddoUKuUKu212111()(|)22oooddduuuKUU而比例鑒頻器的輸出電壓：而比例鑒頻器的輸出電壓：11oRuu 22R

26、oouuu比例鑒頻器比例鑒頻器11Roouuu 212111()(| |)22ooddduuKUU討論：（討論：（1）當(dāng)）當(dāng)時(shí)，時(shí)，0ff 001 cLoo)2(exp22o1122o112 jrCuLMrCuLMju 由矢量圖可得由矢量圖可得|ud1|=|ud2|，即，即Ud1=Ud2 21u2ud1ud2u1-u1Ud1Ud20)(21d1d2do UUKu（2）當(dāng)）當(dāng)f fo時(shí)，則有時(shí)，則有 ，u2與與ul的相位差為的相位差為- -/2- -(t) 01 CL 由矢量圖可得由矢量圖可得|ud2|ud1|，即，即Ud2Ud1 0)(21d1d2do UUKuud1ud2u1-u1Ud1Ud

27、2u221二二 工作原理工作原理比例鑒頻器比例鑒頻器（3）當(dāng)）當(dāng)f|ud2|，即，即Ud1Ud2 ud1ud2u1-u121u2Ud1Ud20)(21d1d2do UUKu比例鑒頻器比例鑒頻器 由此可見，比例鑒頻器的鑒頻特性曲線如圖所示，由此可見，比例鑒頻器的鑒頻特性曲線如圖所示，只要工作在鑒相特性的只要工作在鑒相特性的線性鑒相區(qū)，就可以還原出原調(diào)制信號(hào)線性鑒相區(qū)，就可以還原出原調(diào)制信號(hào))(tu f=foffouo=0uo 0ffouo 021u2ud1ud2u1-u1Ud1Ud2ud1ud2u1-u1Ud1Ud2u221ud1ud2u1-u121u2Ud1Ud2fuof ofm- -fmf(

28、t)比例鑒頻器比例鑒頻器三、三、 自限幅原理自限幅原理 比例鑒頻器的輸出電壓比例鑒頻器的輸出電壓uo只取決于輸入只取決于輸入FM波瞬時(shí)波瞬時(shí)頻率的變化，而與輸入頻率的變化，而與輸入FM幅度變化的大小無關(guān)。幅度變化的大小無關(guān)。 如果設(shè)輸入如果設(shè)輸入FM波的瞬時(shí)頻率不變，即波的瞬時(shí)頻率不變，即 =常量，常量，而由于傳輸過程中的寄生干擾調(diào)幅使輸入而由于傳輸過程中的寄生干擾調(diào)幅使輸入FM波的幅波的幅度發(fā)生變化。則由于度發(fā)生變化。則由于f 12121212)(21)(21ooooooooouuuuuuuuu oooooooooooooEuuuuuuEuuuuE 1221211212112121比例鑒頻器

29、比例鑒頻器可見，可見， 幾幾乎乎不不變變不不變變波波振振幅幅當(dāng)當(dāng)ooooodduuuuuuuFM 212121另外，當(dāng)輸入另外，當(dāng)輸入FM波的瞬時(shí)頻率變化時(shí)，即有：波的瞬時(shí)頻率變化時(shí)，即有： odduuuf21| 比例鑒頻器比例鑒頻器 自限幅特性分析自限幅特性分析 比例鑒頻器不需要前置限幅器，它本身就具有抑制寄比例鑒頻器不需要前置限幅器，它本身就具有抑制寄生調(diào)幅所產(chǎn)生的干擾的能力，在比例鑒頻器中，由于生調(diào)幅所產(chǎn)生的干擾的能力，在比例鑒頻器中，由于C0的電容量很大，因此電壓的電容量很大，因此電壓E0基本穩(wěn)定不變，它只決定于基本穩(wěn)定不變，它只決定于調(diào)頻波的載波振幅，而與其頻偏及寄生調(diào)幅都無關(guān)調(diào)頻波

30、的載波振幅，而與其頻偏及寄生調(diào)幅都無關(guān). 當(dāng)輸當(dāng)輸入信號(hào)振幅由于干擾突然變大時(shí)，由于電壓入信號(hào)振幅由于干擾突然變大時(shí)，由于電壓E0基本恒定基本恒定可迫使信號(hào)振幅減小。反之亦然。因而很好地起到了穩(wěn)幅可迫使信號(hào)振幅減小。反之亦然。因而很好地起到了穩(wěn)幅的作用。的作用。 比例鑒頻器比例鑒頻器相移乘法鑒頻器相移乘法鑒頻器四、相移乘法鑒頻器四、相移乘法鑒頻器 相移乘法鑒頻器的方框原理圖。它是由進(jìn)行調(diào)頻相移乘法鑒頻器的方框原理圖。它是由進(jìn)行調(diào)頻調(diào)調(diào)相調(diào)頻波形變換的移相器、實(shí)現(xiàn)相位比較的乘法器和低相調(diào)頻波形變換的移相器、實(shí)現(xiàn)相位比較的乘法器和低通濾波器組成。通濾波器組成。相移乘法鑒頻器方框圖相移乘法鑒頻器方框

31、圖 移相網(wǎng)絡(luò)及其特性移相網(wǎng)絡(luò)及其特性 相移乘法鑒頻器相移乘法鑒頻器 目前廣泛采用諧振回路作為移相器。圖示是一個(gè)由電目前廣泛采用諧振回路作為移相器。圖示是一個(gè)由電容容C1和單調(diào)諧回路和單調(diào)諧回路LC2R組成的分壓傳輸移相網(wǎng)絡(luò)。設(shè)組成的分壓傳輸移相網(wǎng)絡(luò)。設(shè)輸入電壓為輸入電壓為 ，則輸出電壓為，則輸出電壓為 1U2U2U)j/1 ()(j)/1 (jj1j11)j/1 (j1j1121121212LCCRCLCRCLCRUU相移乘法鑒頻器相移乘法鑒頻器令令0=1/L(C1+C2), QL=R/(0L)=R0(C1+C2C2)，則在則在在在0附近變化時(shí)附近變化時(shí) j1j)(2j1j110012RCUQRCUULi式中式中=2(-0)QL/0為廣義失諧量。為廣義失諧量。 相移乘法鑒頻器相移乘法鑒頻器移相網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆l特性移相網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆l特性K()和相頻特性和相頻特性()分別為分別為 K()= ()=211RCarctan2相移乘法鑒頻器相移乘法鑒頻器對(duì)于輸入調(diào)頻信號(hào)來說，其瞬時(shí)頻率對(duì)于輸入調(diào)頻信號(hào)來說，其瞬時(shí)頻率(t)=c+kfu(t)=c+。因?yàn)橐笠葡嗑W(wǎng)絡(luò)的因?yàn)橐笠葡嗑W(wǎng)絡(luò)的0=c，則，則()= cfLcLtukQQ)(2222輸入為調(diào)頻波時(shí)，經(jīng)移相網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生調(diào)相調(diào)頻波的相