高頻電子線路課件82

1、第八章第八章 調(diào)角信號的解調(diào)電路調(diào)角信號的解調(diào)電路第三節(jié)第三節(jié) 鑒頻器鑒頻器鑒頻器的功能：鑒頻器的功能：1.當(dāng)輸入調(diào)頻波為當(dāng)輸入調(diào)頻波為 時，輸出電壓時，輸出電壓sincos)(tmtUtufccmitUtumocos)(2.鑒頻特性曲線，要求鑒頻器的輸出電壓與輸入信鑒頻特性曲線，要求鑒頻器的輸出電壓與輸入信號的號的瞬時頻率偏移瞬時頻率偏移成線性關(guān)系。成線性關(guān)系。鑒頻器的分類：鑒頻器的分類：1.調(diào)頻調(diào)頻調(diào)幅調(diào)頻型，先將調(diào)頻波變成調(diào)幅調(diào)頻型，先將調(diào)頻波變成調(diào)幅調(diào)幅調(diào)頻波調(diào)頻波(其幅度與調(diào)頻波的瞬時頻移成線性其幅度與調(diào)頻波的瞬時頻移成線性)，然后用包絡(luò)檢，然后用包絡(luò)檢波器檢波波器檢波2.相移乘法鑒

2、頻型，先將調(diào)頻波變成相移乘法鑒頻型，先將調(diào)頻波變成調(diào)相調(diào)相調(diào)頻波調(diào)頻波(其相位與調(diào)頻波的瞬時頻移成線性其相位與調(diào)頻波的瞬時頻移成線性)，然后用鑒相，然后用鑒相電路進(jìn)行檢波。電路進(jìn)行檢波。3.脈沖均值型。脈沖均值型。一、一、 雙失諧回路鑒頻器雙失諧回路鑒頻器1，一次回路調(diào)諧于調(diào)頻波的中心頻率，一次回路調(diào)諧于調(diào)頻波的中心頻率 ，其通帶較，其通帶較寬。二級兩個回路分別調(diào)諧于寬。二級兩個回路分別調(diào)諧于 和和 ，并使，并使 和和 與與 成對稱失諧，即成對稱失諧，即 。完成調(diào)頻。完成調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻轉(zhuǎn)換。其幅度與輸入信號的瞬時頻率有關(guān)。調(diào)幅調(diào)頻轉(zhuǎn)換。其幅度與輸入信號的瞬時頻率有關(guān)。cccc020101020

3、1023，uo = uo1 uo2（一）（一）電路特電路特點：點：2， D1 R1 C3和和D2 R2 C4為兩個包絡(luò)檢波器。為兩個包絡(luò)檢波器。1，兩個回路的幅頻特性如圖，兩個回路的幅頻特性如圖8-7左上角所示：左上角所示：2.當(dāng)輸入調(diào)頻波為當(dāng)輸入調(diào)頻波為則瞬時頻率為則瞬時頻率為 瞬時頻移為瞬時頻移為 如圖如圖8-7左下角所示：左下角所示：coscostmtUfccm)(t)(tuitmfcsintmtfsin)(3，由此可畫出輸出電壓，由此可畫出輸出電壓uo1和和uo2 ，見圖，見圖8-7右上右上2個圖。個圖。4， uo = uo1 uo2得到得到uo(t)（二）鑒頻原理（二）鑒頻原理5，可

4、見，可見uo與瞬時頻移成線性，即與瞬時頻移成線性，即實現(xiàn)鑒頻。其鑒頻特性實現(xiàn)鑒頻。其鑒頻特性uo(w)為線性，見圖為線性，見圖8-7)()(tktuotkmfsin6，當(dāng)輸入調(diào)頻信號頻率為，當(dāng)輸入調(diào)頻信號頻率為wc時時, uo1 = uo2 , uo = uo1 uo2 =0為鑒頻零點。為鑒頻零點。例：例：將雙失諧回路鑒頻器的兩個檢波二極管將雙失諧回路鑒頻器的兩個檢波二極管D1 D2都調(diào)換極性，電路還能否工作？只接反都調(diào)換極性，電路還能否工作？只接反一個，電路還能否工作？有一個損壞，電一個，電路還能否工作？有一個損壞，電路還能否工作？路還能否工作？兩個檢波二極管兩個檢波二極管D1 D2都調(diào)換極

5、性，電路還能都調(diào)換極性，電路還能正常工作，只是鑒頻特性與原鑒頻特性反向。正常工作，只是鑒頻特性與原鑒頻特性反向。只接反一個，電路不能實現(xiàn)鑒頻，因為沒有只接反一個，電路不能實現(xiàn)鑒頻，因為沒有鑒頻零點。鑒頻零點。解：解：一個損壞，也不能實現(xiàn)鑒頻，因為沒有鑒頻一個損壞，也不能實現(xiàn)鑒頻，因為沒有鑒頻零點。零點。例：例：)(,2,/5)(102sin10cos3)(03tufkHzmVSVtttumDci求鑒頻輸出電壓線性鑒頻范圍大于已知鑒頻跨導(dǎo)鑒頻器輸入信號為分析：鑒頻特性曲線為鑒頻器的輸出電壓分析：鑒頻特性曲線為鑒頻器的輸出電壓與輸入信號的瞬時頻率偏移之間的關(guān)系，與輸入信號的瞬時頻率偏移之間的關(guān)系，

6、而鑒頻跨導(dǎo)為鑒頻特性曲線的斜率，所以而鑒頻跨導(dǎo)為鑒頻特性曲線的斜率，所以有：有：)()(0tfStuD)(102cos50)102cos1010()101105()()(333330mVtttfStuDtttftttttttucci3333333102cos10102)()(102cos10210)(102cos10210)(102sin10cos3)(解解：例：例：的表達(dá)式寫出原調(diào)制信號的表達(dá)式寫出輸入信號鑒頻跨導(dǎo)求輸出信號為圖，鑒頻器的某鑒頻器的鑒頻特性如)()3()()2() 1 (:)(104cos1)(3tutuSVttuiDo)(kHzf100-100)(tuo1-1解：解：(1)

7、 鑒頻跨導(dǎo)：鑒頻跨導(dǎo)：)/(01. 01001kHzVfUSmomD(2)求輸入信號表達(dá)式：求輸入信號表達(dá)式：3104cos100)()(DoStutf瞬時頻率偏移：tccdttftfttfftf0)(22)()()(瞬時相位：瞬時頻率：ttfttfcc3333104sin502104sin10221010022)(104sin502cos)(3VttfUtuccmi(3)調(diào)制信號：調(diào)制信號：)(104cos)(3VtUtum二、二、 相位鑒頻器相位鑒頻器(一一) 原理電路：原理電路：., 31114上加在所以交流接地開路對短路對和LUVULUCCCCc)(:, 102012211cfffCL

8、CL回路雙調(diào)諧、包絡(luò)檢波器：、4231, 2RCDRCD檢波器的輸入電壓為：點從中間抽頭，故包絡(luò)c, 4, 2/, 2/1211abDabDUUUUUU- -+ +2abU- -+ +2abU- -+ +1U):(, 5112121的振幅為注意，則為相同設(shè)兩個檢波器傳輸系數(shù)DDDdDdooodUUUKUKuuuK1DU2DU+uo1uo2-+-(二二)相位鑒頻器的定性分析：相位鑒頻器的定性分析：)268(111111LjULjrUI初級：1222122222222111)(11)1(UjXRCLMjICjUjXRECLjREIULMIMjEabsss次級：tKttmtUUfcfccmcos)(

9、)sincos(1則瞬時頻率設(shè)時，即當(dāng)0)()() 1 (ttc1222122)(11UjXRCLMjICjUab由2, 0)(12相位差為與則UUXtabc021DdDdoUKUKu則可得相位圖由2/2/1211abDabDUUUUUU.)(0有關(guān)與頻移結(jié)論：檢波輸出tu.,)(0則可實現(xiàn)鑒頻成線性關(guān)系與，推導(dǎo)：若在一定范圍內(nèi)tu時，即當(dāng)0)()()2(ttc2,012相位差與時UUXab021DdDdoUKUKu則時，即當(dāng)0)()() 3(ttc2,012相位差與時UUXab021DdDdoUKUKu則（三）鑒頻特性曲線：（三）鑒頻特性曲線：0)0)(0)0)(0)0)(ocococutu

10、tut時時，時已知可畫出鑒頻特性曲線為：可畫出鑒頻特性曲線為：ouc0例：將圖將圖8-9中耦合回路的同名端反過來，設(shè)初中耦合回路的同名端反過來，設(shè)初級和次級回路均調(diào)諧在級和次級回路均調(diào)諧在fc :21DDUU和(1) 畫出矢量分析畫出矢量分析圖和鑒頻特性曲圖和鑒頻特性曲線。線。(2)畫出在輸入為畫出在輸入為單音頻調(diào)頻波的單音頻調(diào)頻波的作用下，二極管作用下，二極管檢波器檢波器D1 D2的電的電壓壓 的波的波形；并畫出形；并畫出 和和(3)若次級回路未調(diào)諧在若次級回路未調(diào)諧在fc(設(shè)設(shè)f02 fc)時，鑒頻時，鑒頻特性曲線如何變化。特性曲線如何變化。及及uo的波形的波形uo1uo21DU2DU+U

11、o1uo2-+-分析：分析：122211222111UjXRCLMjUUjXRCLMjUabab同名端反過來則：原來有2/2/1211abDabDUUUUUU對于電路仍然有：對于電路仍然有：2121DdDdoooUKUKuuu- -+ +2abU- -+ +2abU- -+ +1U1DU2DU+Uo1uo2-+-解解： （1）可畫出相位圖如下：由2/, 2/)1(11121112222112221abDabDabUUUUUUUCLjRCLMjUjXRCLMjUct)(ct)(ct)(位置互換與位置互換。與相比：與書上圖212/2/118DDababUUUU及相位圖可知：由21DdDdoUKUK

12、u0)0)(0)0)(0)0)(ocococututut時時，時可畫出鑒頻特性曲線為：可畫出鑒頻特性曲線為：ouc0ouc原來的鑒頻特性曲線：原來的鑒頻特性曲線：ct)(ct)(ct)(（2） 是調(diào)幅調(diào)頻波，由相位圖可知：是調(diào)幅調(diào)頻波，由相位圖可知：21DDUU和f fc時時,其幅值比其幅值比f = fc時要大，時要大，1DU2DU則相反則相反:頻率最大則幅值最小頻率最大則幅值最小,反之最大反之最大.可畫出可畫出 的波形的波形:21DDUU和1DU2DUtt最密最密最小最小最稀最稀最大最大最密最密最大最大最稀最稀最小最小1ou2ououuo1 uo2 uo的波形的波形:uo =uo1-uo2

13、uo1uo2分別是分別是 的包絡(luò)線的包絡(luò)線21DDUU和ttt（3）次級回路未調(diào)諧在次級回路未調(diào)諧在fc （設(shè)設(shè)f02 fc ）:, 0,2121DDoDDUUuUU才有當(dāng)次級回路諧振頻率滿足當(dāng)次級回路諧振頻率滿足f02 fc時時,只有在諧只有在諧振點振點(即即f = f02時時)才有才有 所以鑒頻特性曲線如下圖所以鑒頻特性曲線如下圖:foucf02f例：以上圖為例以上圖為例,如果發(fā)現(xiàn)下列情況時如果發(fā)現(xiàn)下列情況時,鑒頻特性鑒頻特性曲線將如何變化曲線將如何變化.(1) 次級回路未次級回路未調(diào)諧在中心頻調(diào)諧在中心頻率率fc上上(2)初級回路未初級回路未調(diào)諧在中心頻調(diào)諧在中心頻率率fc上上(1) 次

14、級回路未調(diào)諧在中心頻率次級回路未調(diào)諧在中心頻率fc上上,鑒頻特性鑒頻特性曲線的鑒頻零點將發(fā)生偏離曲線的鑒頻零點將發(fā)生偏離.若調(diào)諧高于若調(diào)諧高于fc,則則零點高于零點高于fc,見下圖見下圖(a)所示所示;若調(diào)諧低于若調(diào)諧低于fc,則零則零點低于點低于fc ,見下圖見下圖(b)所示所示.解解:foucf02ffoucf02f(a)(b)(2) 初級回路未調(diào)諧在中心頻率初級回路未調(diào)諧在中心頻率fc上上,則鑒頻特則鑒頻特性上下不對稱性上下不對稱.若初級回路調(diào)諧高于若初級回路調(diào)諧高于fc,則高于則高于fc的特性正常的特性正常,低于低于fc的特性幅度變小的特性幅度變小;若初級回若初級回路調(diào)諧低于路調(diào)諧低于

15、fc,則低于則低于fc的特性正常的特性正常,高于高于fc的特的特性幅度變小性幅度變小;f01 fc的鑒頻特性曲線：的鑒頻特性曲線：foucf01ff01 fc的鑒頻特性曲線：的鑒頻特性曲線：foucf01f三、三、 比例鑒頻器比例鑒頻器 比例鑒頻器的主要特點是本身兼有抑制寄比例鑒頻器的主要特點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生調(diào)幅的能力。在調(diào)頻廣播和電視接收中得到廣泛應(yīng)用。到廣泛應(yīng)用。 從相位圖可以看出，相從相位圖可以看出，相位鑒頻器的輸出電壓除了位鑒頻器的輸出電壓除了與輸入電壓的頻率有關(guān)外，與輸入電壓的頻率有關(guān)外，還與輸入電壓的振幅有關(guān)。還與輸入電壓的振幅有關(guān)。實際工作

16、中，調(diào)頻信號不實際工作中，調(diào)頻信號不是理想的等幅波，而是含是理想的等幅波，而是含有寄生調(diào)幅。相位鑒頻器有寄生調(diào)幅。相位鑒頻器無法抑制寄生調(diào)幅。無法抑制寄生調(diào)幅。(一一) 原理電路：原理電路：不變。上的電壓電容器以上的寄生調(diào)幅變化，。對于常為電路時間常數(shù)很大，通組成和，一個大電容兩端并接在dcUCHzsRRCCba00015)2 . 01 . 0()(, 2不變。為兩檢波電壓之和，即位鑒頻器接法相反，使兩個二極管中一個與相dcccbabaUUUUU43, 31，調(diào)頻，調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)調(diào)幅調(diào)頻變換電路與相頻變換電路與相位鑒頻器相同。位鑒頻器相同。4，輸出電壓取自，輸出電壓取自d點和點和e點之間。點之間

17、。- -+ +2abU- -+ +2abU- -+ +1U(二二) 鑒頻原理：鑒頻原理：1222111, 1UjXRCLMjUUUabab相位鑒頻器相同的關(guān)系與與2/, 2/, 21211abDabDUUUUUU不變而檢波輸出dcccDdcDdcUUUUKUUKU432413, 3)(21212121, 412344DDdccdccoUUKUUUUU輸出電壓可見，為相位鑒頻器的一半?？梢姡瑸橄辔昏b頻器的一半。tKttmtUUfcfccmcos)()sincos(1則瞬時頻率設(shè)時，即當(dāng)0)()() 1 (ttc1222122)(11UjXRCLMjICjUab由2, 0)(12相位差為與則UUXtabc0)(5 . 021DdDdoUKUKu則:2/2/1211可得相位圖由abDabDUUUUUU(三三) 相位圖分析：相位圖分析：器的一半。出電壓幅度為相位鑒頻頻。且比例鑒頻器的輸若成線性則實現(xiàn)線性鑒有關(guān)，與頻移電壓結(jié)論：比例鑒頻器輸出)(0tu時，即當(dāng)0)()()2(ttc2,012相位差與時UUXab0)(5 . 021DdDdoUKUKu則時，即當(dāng)0)()