笫章調(diào)制與解調(diào)ppt課件

1、 （1變?nèi)荻O管的特性變?nèi)荻O管的特性n 變?nèi)莨苁抢冒雽?dǎo)體PN結(jié)的勢(shì)壘電容隨反向電壓變化制成的一種二極管。)1(0VCC 變?nèi)莨躊N結(jié)必須反向偏置。0VC V為變?nèi)莨軆啥思拥碾妷?，V = 0時(shí)變?nèi)莨艿牡刃щ娙轂?。0C 變?nèi)葜笖?shù)為 ，它是一個(gè)取決于PN結(jié)的結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)分布情況的系數(shù)。緩變結(jié)變?nèi)莨?，緩變結(jié)變?nèi)莨埽?其其 = 1/3；突變結(jié)變?nèi)莨?，突變結(jié)變?nèi)莨埽?其其 = 1/2 ；超突變結(jié)變?nèi)莨?，其超突變結(jié)變?nèi)莨?，?= 2。 接觸電位差為 ，硅管約為0.7V，鍺管約為0.2V。 加到變?nèi)莨軆啥说碾妷?，它由三部分組成：即偏置電壓即偏置電壓 ， 調(diào)制電壓調(diào)制電壓 和回路振蕩電壓。和回路振蕩電壓。B

2、V)(tvf 通常，回路振蕩電壓幅度較小，可以認(rèn)為變?nèi)莨芩尸F(xiàn)的電容主要由偏置電壓 和調(diào)制電壓 決定。BV)(tvf 假定調(diào)制信號(hào)為單頻余弦信號(hào)， ，則加于變?nèi)莨軆啥说碾妷?v 為：tVtvmfcos)(tVVvmBcos附圖一附圖一n變?nèi)荻O管作為振蕩回路總電容的調(diào)頻原理分析：變?nèi)荻O管作為振蕩回路總電容的調(diào)頻原理分析：n假定振蕩器的振蕩頻率由該回路決定。假定振蕩器的振蕩頻率由該回路決定。 為變?nèi)荻O管的電為變?nèi)荻O管的電容，則回路的諧振頻率也即振蕩器的振蕩頻率為容，則回路的諧振頻率也即振蕩器的振蕩頻率為n )1(0VCCctVVvmBcoscCcLCf21 得：式中： 表示變?nèi)莨茉谥挥衅?/p>

3、電壓 作用時(shí)所呈現(xiàn)的電容。該電容參與決定調(diào)頻波的中心頻率。)1 (00BVCCBV稱為電容調(diào)制度，因稱為電容調(diào)制度，因 ，故，故 。BmcVVmBmVV1cm)cos1 (cos1 )1 (cos)1()cos1 (0000tmCtVVVCtVVCtVVCCcBmBmBmBc可展開為：可展開為：1)2)(1(! 31) 1(! 211)1 (32xxnnnxnnnxxn2cos) 12(8) 12(8cos21 )cos)(12(2!21cos21 222tmmtmftmtmffccccccctmmtmfffccccc2cos) 12(8) 12(8cos222 可得調(diào)制特性為：可得調(diào)制特性為

4、：利用展開式：利用展開式： 可得振蕩頻率的表示式為：22/0cos1 cos1 2121tmftmLCLCfcccC返回返回ccmfmf2tmmtmfffccccc2cos) 12(8) 12(8cos222 有與調(diào)制信號(hào)成正比的成分。有與調(diào)制信號(hào)成正比的成分。tmccos2 有常數(shù)成分，產(chǎn)生了中心頻率的偏移。有常數(shù)成分，產(chǎn)生了中心頻率的偏移。2) 12(8cm 有與調(diào)制信號(hào)頻率各次諧波成比例的成分，從而使頻率調(diào)制有與調(diào)制信號(hào)頻率各次諧波成比例的成分，從而使頻率調(diào)制過程產(chǎn)生了非線性失真。過程產(chǎn)生了非線性失真。tmc2cos) 12(82 為了減小非線性失真，在變?nèi)莨苷{(diào)頻電路中，總是設(shè)法使為了減

5、小非線性失真，在變?nèi)莨苷{(diào)頻電路中，總是設(shè)法使變?nèi)莨芄ぷ髟谧內(nèi)莨芄ぷ髟?的區(qū)域。的區(qū)域。2n實(shí)際調(diào)頻電路中變?nèi)莨苌线€作用著高頻振蕩電壓，會(huì)影響調(diào)頻實(shí)際調(diào)頻電路中變?nèi)莨苌线€作用著高頻振蕩電壓，會(huì)影響調(diào)頻線性、振蕩幅度產(chǎn)生寄生調(diào)幅）、中心頻率穩(wěn)定度等。線性、振蕩幅度產(chǎn)生寄生調(diào)幅）、中心頻率穩(wěn)定度等。CCCCCCCC221實(shí)際調(diào)頻電路中使變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈穼?shí)際調(diào)頻電路中使變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈啡缟蠄D，這樣頻偏會(huì)減小。如上圖，這樣頻偏會(huì)減小。上圖上圖)cos1 (tmffcc（3變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路分析變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路分析n變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路組成：變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路組成：nLC振蕩器一般三點(diǎn)

6、式）變?nèi)莨芸刂齐娐?。振蕩器一般三點(diǎn)式）變?nèi)莨芸刂齐娐?。?變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路分析續(xù)變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路分析續(xù)2）1C1D2C1PLPF1000K1dE)(tvf3C4C5C6C7C8C9CPF10PF15PF15PF33PF1000PF1000PF1000PF10002PL3PL4PLL2R3RK3 . 4K10VVCC122DAABB返回返回1RL1D2D3C5CAA2C1D2DBB電路特點(diǎn)：電路特點(diǎn)： 兩個(gè)變?nèi)荻O管，并且同極性對(duì)接，通常稱為背靠背聯(lián)接。 對(duì)振蕩信號(hào)來說，兩只變?nèi)莨苁谴?lián)的，可以看出，在這種情況下，每個(gè)變?nèi)莨苌纤佑械恼袷庪妷簝H為諧振回路兩端電壓的一半。 對(duì)從B-B端加入

7、的直流偏置電壓和調(diào)制電壓來說，兩只變?nèi)莨芟喈?dāng)于并聯(lián)。所以，兩管所處的偏置點(diǎn)和受調(diào)狀態(tài)是相同的。 當(dāng)加于變?nèi)莨軆啥苏袷庪妷悍容^大時(shí)，變?nèi)莨芸赡芄ぷ饔趯?dǎo)通狀態(tài)，這將降低回路的Q值。上圖上圖附圖一附圖一F02. 0H100VVCC123C1CDC2C1LH100F02. 0F02. 0PF1000K100K18K9VEd6)(tv)(tvC)(tvOPF4H21PF20PF20求調(diào)頻波的中心頻率求調(diào)頻波的中心頻率 ；最大頻偏；最大頻偏； 和和 。cf)(tvO)(tvCPFC40（0.2v r m s）)(102cos2)(3Vttvf0f0.260.340.490.310.130.04PF100

8、0PF1000)(tvOF02. 0PFC12MHZfc10FFmBWF8) 1(21 . 03FmKHZFmfFm3)(102sin3102cos2 . 02)(37Vtttvo)(102sin3102cos2 . 02)102cos(24)(373VttttvC 調(diào)頻波的中心頻率： 最大頻偏： 求 ：)(tvO 求 ：)(tvC變?nèi)莨苌纤与妷河腥糠郑浩秒妷?、調(diào)制信號(hào)、高頻振蕩變?nèi)莨苌纤与妷河腥糠郑浩秒妷?、調(diào)制信號(hào)、高頻振蕩（1變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路的優(yōu)缺點(diǎn)變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路的優(yōu)缺點(diǎn) 電路簡(jiǎn)單，變?nèi)莨鼙旧眢w積小。電路簡(jiǎn)單，變?nèi)莨鼙旧眢w積小。 工作頻率高。工作頻率高。 易于獲得

9、較大的頻偏。易于獲得較大的頻偏。 產(chǎn)生了中心頻率的偏移。由于偏置電壓漂移，溫度變化等產(chǎn)生了中心頻率的偏移。由于偏置電壓漂移，溫度變化等會(huì)改變變?nèi)莨艹尸F(xiàn)的電容，從而影響中心頻率的穩(wěn)定度等。會(huì)改變變?nèi)莨艹尸F(xiàn)的電容，從而影響中心頻率的穩(wěn)定度等。 在頻偏較大時(shí)，非線性失真較大。在頻偏較大時(shí)，非線性失真較大。 為了減小非線性失真，在變?nèi)莨苷{(diào)頻電路中，總是設(shè)法使為了減小非線性失真，在變?nèi)莨苷{(diào)頻電路中，總是設(shè)法使變?nèi)莨芄ぷ髟谧內(nèi)莨芄ぷ髟?的區(qū)域。（變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈罚┑膮^(qū)域。（變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈罚? 用兩個(gè)變?nèi)荻O管背靠背聯(lián)接電路或變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈酚脙蓚€(gè)變?nèi)荻O管背靠背聯(lián)接電路或變?nèi)莨懿糠纸尤?/p>

10、振蕩回路這可以減弱變?nèi)莨軐?duì)回路這可以減弱變?nèi)莨軐?duì)回路Q值的影響。值的影響。 用晶體振蕩器直接調(diào)頻電路。用晶體振蕩器直接調(diào)頻電路。1C2CDTJqXCXqLqC0CCC工作頻率在工作頻率在 和和 之間。之間。qfpfqqqCLf210021CCCCLfqqqp 兩個(gè)諧振頻率十分接近。兩個(gè)諧振頻率十分接近。qqppffff21 電路中晶體當(dāng)?shù)刃щ姼性谩ｋ娐分芯w當(dāng)?shù)刃щ姼性?。n 頻偏小，但中心頻率穩(wěn)定度高。頻偏小，但中心頻率穩(wěn)定度高。CCqfqf)(fX0qfpff 晶體與變?nèi)荻O管串聯(lián)，晶體與變?nèi)荻O管串聯(lián)，qfqqff 中心頻率的穩(wěn)定度提高，頻偏中心頻率的穩(wěn)定度提高，頻偏很小相對(duì)頻偏很

11、小相對(duì)頻偏 量級(jí)）。量級(jí)）。 qLqC0CL0qfpffqf)(fXqqffL（3加大頻偏的措施：串電感，并電感。加大頻偏的措施：串電感，并電感。調(diào)頻時(shí)，瞬時(shí)調(diào)頻時(shí)，瞬時(shí)頻率可在頻率可在 與與 之間變，之間變，所以頻偏加大。所以頻偏加大。qfpf410qfqLqC0CL0qfpff)(fX并電感并電感 當(dāng)工作頻率很高時(shí)，當(dāng)工作頻率很高時(shí)， ， 支路呈支路呈電感，再并電感電感，再并電感 ， qLqCLppffpfn調(diào)頻時(shí)，瞬時(shí)頻率可在調(diào)頻時(shí)，瞬時(shí)頻率可在 n 之間變，頻偏可加大。之間變，頻偏可加大。pf 先將調(diào)制信號(hào)進(jìn)行積分處理，再進(jìn)行調(diào)相而得到調(diào)頻波，其方框如下圖所示。上圖上圖n 優(yōu)點(diǎn)：載波中

12、心頻率穩(wěn)定度較好。優(yōu)點(diǎn)：載波中心頻率穩(wěn)定度較好。調(diào)相器：調(diào)相器： 載波通過失諧回路法。載波通過失諧回路法。 矢量合成法。矢量合成法。 脈沖調(diào)相法。脈沖調(diào)相法。F02. 0K100K100K10K10PF1000PF1000PF1000LDC 載波調(diào)制調(diào)制信號(hào)信號(hào)+9v)(0f)(costtmffccos20輸出輸出當(dāng)變?nèi)莨墚?dāng)變?nèi)莨?或或m較小較小 時(shí)調(diào)制特時(shí)調(diào)制特性近似為：性近似為：100KHz與與1000PF組成積分電路，載波頻率為組成積分電路，載波頻率為 ，回路對(duì)載，回路對(duì)載波失諧，則并聯(lián)回路失諧產(chǎn)生的相移是失諧較?。翰ㄊеC，則并聯(lián)回路失諧產(chǎn)生的相移是失諧較?。?ftmQtmQtgff

13、Qtgcccos)cos()2(101并聯(lián)回路產(chǎn)生的相移是按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化。（即調(diào)相）并聯(lián)回路產(chǎn)生的相移是按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化。（即調(diào)相）若要增加相偏，可采用多級(jí)單回路構(gòu)成的變?nèi)莨苷{(diào)相電路。若要增加相偏，可采用多級(jí)單回路構(gòu)成的變?nèi)莨苷{(diào)相電路。2)cossin(sin)coscos(cos)coscos()(tmttmttmttvpcpcpcPMtmtmtmmppppcos)cossin(, 1)coscos(),15(12ttmttvcpcPMsincoscos)(l采用倍頻器擴(kuò)展頻偏，采用混頻器搬移載頻。采用倍頻器擴(kuò)展頻偏，采用混頻器搬移載頻。l 例：在一窄帶調(diào)頻中，晶體振蕩器載波頻率為

14、例：在一窄帶調(diào)頻中，晶體振蕩器載波頻率為100kHz100kHz，調(diào)制信號(hào)頻率為調(diào)制信號(hào)頻率為100Hz100Hz。為了保證線性調(diào)頻，矢量合成。為了保證線性調(diào)頻，矢量合成調(diào)相器的調(diào)制指數(shù)調(diào)相器的調(diào)制指數(shù)mPmP取取0.2441rad0.2441rad。 如果發(fā)射機(jī)要求如果發(fā)射機(jī)要求產(chǎn)生載波頻率為產(chǎn)生載波頻率為100MHz100MHz，頻偏為，頻偏為75kHz75kHz的調(diào)頻波，如何的調(diào)頻波，如何實(shí)現(xiàn)？實(shí)現(xiàn)？2441. 0pFmmHzFmfFm41.241002441. 0l倍頻加變頻Armstrong間接調(diào)頻 tvf192倍頻晶體振蕩器帶通濾波器16倍頻帶通濾波器功率放大器HzfKHzfc41

15、.24100MHzfL45.25KHzMHz687. 42 .19KHzMHz687. 425. 6KHzfMHzfc75100n 解調(diào)方法解調(diào)方法1、利用鎖相環(huán)路實(shí)現(xiàn)解調(diào)。有關(guān)這種解調(diào)方法的內(nèi)容將在、利用鎖相環(huán)路實(shí)現(xiàn)解調(diào)。有關(guān)這種解調(diào)方法的內(nèi)容將在第第7章鎖相環(huán)路中討論。章鎖相環(huán)路中討論。2、利用調(diào)頻波的過零信息實(shí)現(xiàn)解調(diào)、利用調(diào)頻波的過零信息實(shí)現(xiàn)解調(diào) 例如脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器例如脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器 調(diào)頻波的頻率是隨調(diào)制信號(hào)變化的，所以它們?cè)谙嗤恼{(diào)頻波的頻率是隨調(diào)制信號(hào)變化的，所以它們?cè)谙嗤臅r(shí)間間隔內(nèi)過零點(diǎn)的數(shù)目將不同。當(dāng)瞬時(shí)頻率高時(shí)，過零點(diǎn)時(shí)間間隔內(nèi)過零點(diǎn)的數(shù)目將不同。當(dāng)瞬時(shí)頻率高時(shí)，過零點(diǎn)的

16、數(shù)目就多，瞬時(shí)頻率低時(shí)，過零點(diǎn)的數(shù)目就少。利用調(diào)頻的數(shù)目就多，瞬時(shí)頻率低時(shí)，過零點(diǎn)的數(shù)目就少。利用調(diào)頻波的這個(gè)特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)解調(diào)。例如波的這個(gè)特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)解調(diào)。例如BE1調(diào)制度測(cè)量?jī)x。調(diào)制度測(cè)量?jī)x。)(tvFM)(tvP)(tvw)(tvD脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器示意圖脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器示意圖3、將調(diào)頻波變換為調(diào)相、將調(diào)頻波變換為調(diào)相調(diào)頻波，使相位的變化與瞬時(shí)頻率調(diào)頻波，使相位的變化與瞬時(shí)頻率的變化成正比，然后用相位檢波器解調(diào)，即可得到所需信號(hào)。的變化成正比，然后用相位檢波器解調(diào)，即可得到所需信號(hào)。例如：正交鑒頻器。這種方法的方框圖如下所示。例如：正交鑒頻器。這種方法的方框圖如下所示。 為了實(shí)現(xiàn)調(diào)頻波

17、到調(diào)相調(diào)頻波的變換，通常是用將調(diào)頻波延時(shí) 時(shí)間的方法。0t 在 滿足一定條件時(shí)，可以得到相位變化與瞬時(shí)頻率變化成正比的調(diào)相調(diào)頻波。0t 對(duì)于由單頻余弦信號(hào) 對(duì)載波調(diào)頻所得到的調(diào)頻信號(hào)將其延時(shí)所得到的調(diào)頻信號(hào)將其延時(shí) 后可表示為：后可表示為：0t)(sin)(cos)(000ttmttttvFcFMtVtvmfcos)(0t 假如 的值較小，使得 ，1cos,sin000ttt則上式可簡(jiǎn)化為：)cossincos)(000ttmttmtttvFcFcFM可以看出，這是一個(gè)調(diào)相-調(diào)頻波。其中 為原調(diào)頻信號(hào)的相角；tmtFcsin而 則為一附加相位，該附加相位與調(diào)制信號(hào)成正比。因而，這個(gè)附加相位部分包含了調(diào)制信號(hào)的信息。ttmtFccos00該式表明，調(diào)頻波延時(shí)該式表明，調(diào)頻波延時(shí) 后，得到一個(gè)調(diào)相后，得到一個(gè)調(diào)相-調(diào)頻波。調(diào)頻波。0t 這里需要注意，這個(gè)結(jié)果是在假定 較小的情況下得到的，通常要求延時(shí) 。/2 . 00t0t4、將等幅調(diào)頻波變換為幅度變化與頻率變化成正比的調(diào)幅、將等幅調(diào)頻波變換為幅度變化與頻率變化成正比的調(diào)幅-調(diào)頻調(diào)頻波。因?yàn)檎{(diào)頻波的頻率變化與調(diào)制信號(hào)成正比，所以變換后信號(hào)波。因?yàn)檎{(diào)頻波的頻率變化與調(diào)制信號(hào)成正比，所以變換后信號(hào)的幅度變化也與調(diào)制信號(hào)成正比。然后用幅度解調(diào)器解調(diào)，即可的幅度變化也與調(diào)制信號(hào)成