高頻電子線路 林春方(第3版)第5章.角度調(diào)制與解調(diào)

1、高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）第第5章章 角度調(diào)制與解調(diào)角度調(diào)制與解調(diào)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）掌握調(diào)角信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式、波形、頻譜與帶寬。（2）了解調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的異同。（3）了解直接調(diào)頻電路和間接調(diào)頻電路的基本組成與工作原理。（4）熟悉斜率鑒頻器的基本組成與工作原理。（5）了解相位鑒頻器的基本組成與工作原理。（6）一般了解數(shù)字信號(hào)頻率鍵控、相位鍵控及其解調(diào)的基本工作原理。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)5.1.1 調(diào)角信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形調(diào)角信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形1調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率、瞬時(shí)相位及波形 高頻電子電路（第高頻電子

2、電路（第3版）版）5.1 調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)2調(diào)相波的瞬時(shí)頻率、瞬時(shí)相位和波形高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)3調(diào)角信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式（1）調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表達(dá)式。0( )cos( )cos(sin)tFMcmcfcmcfutUtKut dtUtmt（2）調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式。uPM(t)=Ucm coswct+KpuW(t)=Ucm cos(wct+mpcosWt) 高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)例5.1 已知調(diào)制信號(hào)uW（t）=5cos（2p103t）（V），調(diào)角信號(hào)表達(dá)

3、式為uo(t)=10cos2p106t+10cos（2p103t）（V），試指出該調(diào)角信號(hào)是調(diào)頻信號(hào)還是調(diào)相信號(hào)？調(diào)制指數(shù)、載波頻率、振幅及最大頻偏各為多少？高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)5.1.2 調(diào)角信號(hào)的頻譜與帶寬調(diào)角信號(hào)的頻譜與帶寬1調(diào)角信號(hào)的頻譜高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)2調(diào)角信號(hào)的帶寬BW=2(m+

4、1)F 或 BW=2(Dfm+F) 當(dāng)m1時(shí)，調(diào)角信號(hào)的有效頻譜帶寬為：BW2mF=2Dfm高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)5.1.3 調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的比較調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的比較高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)例5.2 設(shè)有一組頻率為3003 000Hz的余弦調(diào)制信號(hào)，它們的振幅都相同，調(diào)頻時(shí)最大頻偏Dfm=75kHz，調(diào)相時(shí)最大相位偏移Djm=2 rad。試求在調(diào)制信號(hào)頻率范圍內(nèi)：（1）調(diào)頻時(shí)mf的變化范圍；（2）調(diào)相時(shí)Dfm的變化范圍。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）

5、5.1 調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)調(diào)角信號(hào)的基本性質(zhì)解：（1）Dfm與調(diào)制信號(hào)頻率無關(guān)，故可由式（5-7）得：mfmax=Dfm/Fmin=75103/300=250 radmfmin=Dfm/Fmax=75103/3 000=25 rad以上計(jì)算結(jié)果說明，最低調(diào)制頻率可得最大調(diào)頻指數(shù)，而最高調(diào)制頻率則得最小調(diào)頻指數(shù)，調(diào)制信號(hào)頻率不同時(shí)，mf將在很大范圍內(nèi)變化。（2）調(diào)相時(shí)，因?yàn)镈jm=mp=KpUWm與調(diào)制信號(hào)頻率無關(guān)，所以Dfm=mpF與調(diào)制信號(hào)頻率成正比，因此可得：Dfmmax=mpFmax=23 000=6 000HzDfmmin=mpFmin=2300=600Hz可見，調(diào)相時(shí)最大頻偏隨調(diào)制頻

6、率的變化而有較大的變化。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調(diào)頻電路調(diào)頻電路5.2.1 直接調(diào)頻電路直接調(diào)頻電路1變?nèi)莨苤苯诱{(diào)頻電路（1）變?nèi)荻O管。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調(diào)頻電路調(diào)頻電路（2）變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調(diào)頻電路調(diào)頻電路2晶體振蕩器調(diào)頻電路（1）調(diào)頻原理。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調(diào)頻電路調(diào)頻電路（2）晶體振蕩器調(diào)頻電路。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調(diào)頻電路調(diào)頻電路3集成調(diào)頻電路高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調(diào)頻電路調(diào)頻電路

7、5.2.2 間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻電路高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調(diào)頻電路調(diào)頻電路1變?nèi)荻O管調(diào)相電路高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調(diào)頻電路調(diào)頻電路2矢量合成法間接調(diào)頻高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調(diào)頻電路調(diào)頻電路3脈沖調(diào)相電路（可變時(shí)延法調(diào)相）高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調(diào)頻電路調(diào)頻電路5.2.3 擴(kuò)展最大頻偏的方法擴(kuò)展最大頻偏的方法例5.3 調(diào)頻設(shè)備的組成框圖如圖5.14所示，已知間接調(diào)頻電路輸出的調(diào)頻信號(hào)中心頻率fc1 = 100kHz，最大頻偏Dfm1 = 24.41Hz，混頻器的本振信號(hào)頻率fL = 2

8、5.45MHz，取下邊頻輸出，試求調(diào)頻設(shè)備輸出調(diào)頻信號(hào)的中心頻率fc和最大頻偏Dfm。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調(diào)頻電路調(diào)頻電路解：間接調(diào)頻電路輸出的調(diào)頻信號(hào)，經(jīng)三級(jí)四倍頻器和一級(jí)三倍頻器后其載波頻率和最大頻偏分別變?yōu)椋篺c2 = 4443fc1 = 192100kHz = 19.2MHzDfm2 = 4443Dfm1 = 19224.41Hz = 4 687Hz = 4.687kHz經(jīng)過混頻后，載波頻率和最大頻偏分別變?yōu)椋篺c3 = fL-fc2 = (25.45-19.2)MHz = 6.25MHzDfm3 = Dfm2 = 4.687kHz再經(jīng)二級(jí)四倍頻器后，則得

9、調(diào)頻設(shè)備輸出調(diào)頻信號(hào)的中心頻率和最大頻偏分別為：fc = 44fc3 = 166.25MHz = 100MHzDfm = 44Dfm3 = 164.687kHz = 75kHz高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻器鑒頻器5.3.1 鑒頻方法綜述鑒頻方法綜述1鑒頻特性（1）鑒頻靈敏度SD（也稱鑒頻跨導(dǎo)）。（2）線性范圍（帶寬）。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻器鑒頻器2鑒頻的實(shí)現(xiàn)方法（1）斜率鑒頻器。（2）相位鑒頻器。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻器鑒頻器（3）脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻

10、器鑒頻器5.3.2 斜率鑒頻器斜率鑒頻器1單失諧回路斜率鑒頻器高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻器鑒頻器2雙失諧回路斜率鑒頻器高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻器鑒頻器3集成電路中的斜率鑒頻器高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻器鑒頻器5.3.3 相位鑒頻器相位鑒頻器1乘積型相位鑒頻器2疊加型相位鑒頻器高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻器鑒頻器互感耦合的疊加型相位鑒頻器實(shí)用電路高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.4 調(diào)頻制抗干擾技術(shù)調(diào)頻制抗干擾技術(shù)1調(diào)頻制的干擾在調(diào)頻信號(hào)傳遞的信道中，干擾和噪聲總會(huì)和有用信

11、號(hào)一起傳送，這樣必然影響信號(hào)質(zhì)量，因此要求各種解調(diào)方式應(yīng)具有優(yōu)良的抗噪聲功能，調(diào)頻解調(diào)器的抗噪聲能力一般用解調(diào)器輸出信噪比來衡量，輸出信噪比為輸出信號(hào)功率和輸出噪聲平均功率的比。由于實(shí)際信號(hào)中存在著各種形式的干擾和噪聲，且十分復(fù)雜，而調(diào)制信號(hào)的解調(diào)本身又是一個(gè)非線性過程，使得分析困難化。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.4 調(diào)頻制抗干擾技術(shù)調(diào)頻制抗干擾技術(shù)2調(diào)頻制抗干擾技術(shù)（1）預(yù)加重、去加重技術(shù)。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.4 調(diào)頻制抗干擾技術(shù)調(diào)頻制抗干擾技術(shù)（2）靜噪電路。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）本本 章章 小小 結(jié)結(jié)（1）調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率

12、Df(t)與調(diào)制電壓成線性關(guān)系，調(diào)相信號(hào)的瞬時(shí)相位Dj(t)與調(diào)制電壓成線性關(guān)系，兩者都是等幅信號(hào)。（2）調(diào)頻制是一種性能良好的調(diào)制方式。與調(diào)幅制相比，調(diào)頻制具有抗干擾能力強(qiáng)、信號(hào)傳輸?shù)谋Ｕ娑雀摺l(fā)射機(jī)的功放管利用率高等優(yōu)點(diǎn)。但調(diào)頻波所占用的頻帶要比調(diào)幅波寬得多，因此必須工作在超短波以上的波段。（3）實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的方法有直接調(diào)頻法和間接調(diào)頻法兩種。直接調(diào)頻具有頻偏大、調(diào)制靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，但頻率穩(wěn)定度差，可采用晶振調(diào)頻電路或AFC電路提高頻率穩(wěn)定度。間接調(diào)頻的頻率穩(wěn)定度高，但頻偏小，必須采用倍頻、混頻等措施來擴(kuò)展線性頻偏。（4）斜率鑒頻和相位鑒頻是兩種主要鑒頻方式。集成斜率鑒頻和乘積型相位鑒頻便于集成，調(diào)頻容易，線性度好，應(yīng)用廣泛。 （5）斜率鑒頻器是先將頻率變化通過幅-頻線性網(wǎng)絡(luò)變換成幅度的變化，即將調(diào)頻波變換成調(diào)幅-調(diào)頻波，再進(jìn)行包絡(luò)檢波；相位鑒頻器是先將頻率變化通過頻-