第5章角度調(diào)制與解調(diào).

1、LOGO第五章第五章 角度調(diào)制與解調(diào)角度調(diào)制與解調(diào)光學(xué)與電子信息工程學(xué)院 通信工程系概述概述o模擬頻率調(diào)制和相位調(diào)制合稱為模擬角度調(diào)制(簡(jiǎn)稱調(diào)角)。因?yàn)橄辔皇穷l率的積分, 故頻率的變化必將引起相位的變化, 反之亦然, 所以調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)在時(shí)域特性、頻譜寬度、調(diào)制與解調(diào)的原理和實(shí)現(xiàn)方法等方面都有密切的聯(lián)系。o角度調(diào)制信號(hào)在抗干擾方面比振幅調(diào)制信號(hào)要好得多, 因此，雖然要占用更多的帶寬, 但仍得到了廣泛的應(yīng)用5.1 5.1 調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)o調(diào)頻波調(diào)頻波設(shè)高頻載波 vc=Vcmcosct, 調(diào)制信號(hào)為 v(t), 調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)角頻率為 (t)= c+kfv(t)v 調(diào)頻信號(hào))(cos

2、(0dvktVvtfccmFM其中，kf為比例系數(shù)， 初始相位0=0。dvktdttfct00)()()(v瞬時(shí)相位為5.1 5.1 調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì) (t)= c+kfv(t)角頻偏角頻偏(t)dvktdttfct00)()()(相偏相偏(t)v調(diào)頻指數(shù)(最大相偏)mfq若調(diào)制信號(hào)是單頻信號(hào), 即 v(t)=Vmcost 則調(diào)頻信號(hào))sincos()sincos()coscos(tmtVtVktVdVktVvfccmmfccmtmfccmFM 05.1 5.1 調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)5.1 5.1 調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)o調(diào)相波調(diào)相波設(shè)高頻載波 vc=Vcmcosct, 調(diào)制信號(hào)

3、v(t)調(diào)相信號(hào)的瞬時(shí)相位為 (t)= ct+ kpv (t) dttdvkdttdtpc)()()(調(diào)相信號(hào)為 vPM=Vcmcos ct+kpv (t)其中，kp為比例系數(shù)， 初始相位0=0。瞬時(shí)角頻率為5.1 5.1 調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)o (t)= ct+ kpv (t)相偏相偏(t)調(diào)相指數(shù)(最大相偏)mpdttdvkdttdtpc)()()(角頻偏角頻偏(t)q調(diào)制信號(hào)是單頻信號(hào), 即v(t) =Vmcos t p 相應(yīng)的調(diào)相信號(hào) vPM =Vcmcos(ct+kpV mcost) =Vcmcos(ct+mp cost)5.1 5.1 調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)設(shè)調(diào)制信號(hào)v(t)

4、=Vmcost當(dāng) 恒定時(shí)，調(diào)頻波 mV當(dāng) 恒定時(shí)，調(diào)相波 mV)coscos()()sincos()(tmtVtvtmtVtvpcmPMfcmFM5.1 5.1 調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)o FM信號(hào)與信號(hào)與PM信號(hào)時(shí)域特性比較信號(hào)時(shí)域特性比較相同處v二者都是二者都是等幅等幅信號(hào)信號(hào)v二者的頻率和相位都隨調(diào)制信號(hào)而變化二者的頻率和相位都隨調(diào)制信號(hào)而變化, 均產(chǎn)生均產(chǎn)生頻偏與相偏頻偏與相偏，成為成為疏密波形疏密波形。正頻偏最大處，即瞬時(shí)頻率最高處，波形最。正頻偏最大處，即瞬時(shí)頻率最高處，波形最密；負(fù)頻偏最大處，即瞬時(shí)頻率最低處，波形最疏密；負(fù)頻偏最大處，即瞬時(shí)頻率最低處，波形最疏不同處不同處v二者

5、的頻率和相位隨調(diào)制信號(hào)變化的規(guī)律不一樣二者的頻率和相位隨調(diào)制信號(hào)變化的規(guī)律不一樣, 但頻率與相但頻率與相位是微積分關(guān)系位是微積分關(guān)系, 故二者是有密切聯(lián)系的。例，對(duì)故二者是有密切聯(lián)系的。例，對(duì)FM信號(hào)信號(hào)，調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)電平最高處電平最高處對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)正頻偏最大，波形最密；對(duì)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)正頻偏最大，波形最密；對(duì)于于PM信號(hào)信號(hào)，調(diào)制信號(hào)，調(diào)制信號(hào)電平變化率（斜率）最大處電平變化率（斜率）最大處對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)正頻偏最大，波形最密。正頻偏最大，波形最密。v從理論上講從理論上講, FM信號(hào)的最大角頻偏信號(hào)的最大角頻偏m c, 由于載頻由于載頻 c 很高很高, 故故m可以很大可以很大, 即調(diào)制范圍

6、很大。即調(diào)制范圍很大。 而相位以而相位以2 為周期為周期, 因此因此PM信號(hào)的最大相偏信號(hào)的最大相偏(調(diào)相指數(shù)調(diào)相指數(shù))mp ,故調(diào)制范圍很小故調(diào)制范圍很小5.1 5.1 調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)單頻調(diào)頻信號(hào)與單頻調(diào)相信號(hào)參數(shù)比較 5.1 5.1 調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)o 調(diào)制信號(hào)v(t)為周期重復(fù)的三角波.畫(huà)出FM波和PM波的(t)、(t)曲線，及FM、PM波形。t)(tv05.1 5.1 調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)頻波調(diào)頻波調(diào)相波調(diào)相波5.2 5.2 調(diào)角波的頻譜調(diào)角波的頻譜o FM、PM波的數(shù)學(xué)表示式相似，統(tǒng)一寫(xiě)成調(diào)角波表示式)sincos()(tmtVtvcm利用角函數(shù)展開(kāi)：在貝塞爾

7、函數(shù)理論中，已經(jīng)證明存在下列關(guān)系：sin)sinsin(cos)sincos()(ttmttmVtvccm.4cos)(22cos)(2)()sincos(420tmJtmJmJtm.5sin)(3sin)(2sin)(2)sinsin(531tmJtmJtmJtm2式中Jn(m) 是以m為宗數(shù)的n階第一類貝塞爾函數(shù)。5.2 5.2 調(diào)角波的頻譜調(diào)角波的頻譜n7n6Jn(M)1.00.80.60.40.200.20.401234567891011Mn0載波部分n1n2n3n4n52.4055.5208.68311.79宗數(shù)為m的n階第一類貝塞爾函數(shù)曲線圖 Jn(m)m5.2 5.2 調(diào)角波的頻

8、譜調(diào)角波的頻譜.)3cos()3)cos( )2cos()2)cos( )cos()cos(cos)()(3210ttmJVttmJVttmJVtmJVtvccmccmccmcm0J1J2J3J1J2J3Jccc2c 2c 調(diào)角的頻譜sin)sinsin(cos)sincos()(ttmttmVtvccm.4cos)(22cos)(2)()sincos(420tmJtmJmJtm.5sin)(3sin)(2sin)(2)sinsin(531tmJtmJtmJtm2 o單頻調(diào)角信號(hào)的頻譜特點(diǎn) 由載頻和無(wú)限多對(duì)上下邊頻分量 , 組成 當(dāng)n為偶數(shù)，上下邊頻分量振幅相同，相位相同； 當(dāng)n為奇數(shù)，上下邊

9、頻分量振幅相同，相位相反。cn ( )mnV J m5.2 5.2 調(diào)角波的頻譜調(diào)角波的頻譜說(shuō)明調(diào)角是完全不同于調(diào)幅的一種說(shuō)明調(diào)角是完全不同于調(diào)幅的一種非線性頻率變換非線性頻率變換過(guò)程過(guò)程q調(diào)制指數(shù)m確定時(shí), 各邊頻分量振幅值并不隨n單調(diào)變化, 甚至有時(shí)為零。q當(dāng)m增大時(shí)，具有較大振幅的邊頻分量增加，載頻分量振幅呈衰減振蕩趨勢(shì)。m值變化, 則總功率不變, 但載頻與各邊頻分量的功率將重新分配。5.2 5.2 調(diào)角波的頻譜調(diào)角波的頻譜o m 1(工程上只需m1有效頻譜寬度為：Hz)(2)1(2FfFmBWm2F實(shí)際上，調(diào)制信號(hào)中包括很多頻率分量，設(shè)最高頻率 FmaxHz)(2) 1(2maxmax

10、FfFmBWm5.2 5.2 調(diào)角波的頻譜調(diào)角波的頻譜o 例：若調(diào)角信號(hào)為 試確定fm，m，BW，單位電阻上的信號(hào)功率，能否確定是FM波還是PM波？Vtttv)2000cos10102cos(10)(6tttttttmcc 20002000101026cos)(cos)( 解：解：Hzfm410最大頻偏10m最大相偏kHzFfFmBWm22)(2) 1(2信號(hào)帶寬功率與載波功率相等信號(hào)，均為等幅信號(hào)，還是不論P(yáng)MFMWRUP50212頻還是調(diào)相信號(hào)。形式，故無(wú)法確定是調(diào)因?yàn)椴恢勒{(diào)制信號(hào)的5.2 5.2 調(diào)角波的頻譜調(diào)角波的頻譜o某FM信號(hào)的表達(dá)式為 其載波頻率fc= Hz，調(diào)制信號(hào)頻率F=

11、Hz最大頻偏fm= Hz，調(diào)頻指數(shù)mf = rad，信號(hào)帶寬BFm= Hz。,)106cos(25102cos(5)(37VtttuFM5.3 5.3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法o調(diào)頻電路的指標(biāo)調(diào)頻電路的指標(biāo)調(diào)制線性特性調(diào)制線性特性調(diào)頻電路輸出信號(hào)的頻率偏移f與調(diào)制電壓V要線性要線性5.3 5.3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法o調(diào)制靈敏度調(diào)制靈敏度 (要大要大) 單位調(diào)制電壓變化所產(chǎn)生的頻率偏移單位調(diào)制電壓變化所產(chǎn)生的頻率偏移 q中心頻率中心頻率( (載波頻率載波頻率) ) ( (要穩(wěn)定要穩(wěn)定) )q最大線性頻偏最大線性頻偏fm ( (要大要大) 1% 大頻偏大頻偏 1 超突變結(jié)超突變結(jié)+ Cj5.3 5.

12、3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法v變?nèi)荻O管須工作在反向偏壓狀態(tài), 所以工作時(shí)需加負(fù)的靜態(tài)直流偏壓-VQ。若控制電壓為v，變?nèi)莨苌系碾妷? v = -(VQ + v) = -(VQ +Vm cost)變?nèi)荻O管結(jié)電容-電壓曲線)1 (0DjjVvcc5.3 5.3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法m:結(jié)電容的調(diào)制度結(jié)電容的調(diào)制度QDmVVVm)1 (DQjojQVVCC)cos1 (tmCCjQjtVtvmcos)(調(diào)制信號(hào)為)cos1 (DmQj0jVtVVCC)cos1 ()1 (tVVVVVCQDmDQj0靜態(tài)時(shí)的結(jié)電容：5.3 5.3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法o全接入變?nèi)荻O管直接調(diào)頻：全接入變?nèi)荻O管直接調(diào)

13、頻：大頻偏直接調(diào)制大頻偏直接調(diào)制電路電路C1 ：很大，隔直電容作用，對(duì)開(kāi)路C2 ：高頻濾波電容(對(duì)高頻短路，對(duì)開(kāi)路)L1 ：高頻扼流圈應(yīng)滿足：應(yīng)滿足： | VQ | V m5.3 5.3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法瞬時(shí)振蕩角頻率為: )cos1 (11)(tmCLLCtjQj2)cos1 (tmc調(diào)制特性方程的振蕩角頻率。是靜態(tài)工作點(diǎn))0(1vLCjQc5.3 5.3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法2)cos1 ()(tmtc調(diào)制特性分析:2 ) 1 (tmtcccos)(線性調(diào)制線性調(diào)制cmm此時(shí)調(diào)頻波獲得最大角頻偏)(coscos)(tvVVtVtmtQDcmc2 )2(中心頻率偏移中心頻率偏移基波分量基

14、波分量?jī)纱沃C波分量?jī)纱沃C波分量.2cos) 12(81cos2) 12(811 22tmtmmc.cos! 31)22)(12(2cos! 21) 12(2cos21 )(3322tmtmtmtc5.3 5.3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法最大角頻偏最大角頻偏cmm2mcmmfVmfVfk2:調(diào)制靈敏度cccm 2) 12(81:的數(shù)值中心角頻率偏離2) 12(81:mcc值中心角頻率的相對(duì)偏離cccmm和但同時(shí)也增大了可增大頻偏一定，增大當(dāng),增大增大m會(huì)增加最大角頻偏會(huì)增加最大角頻偏, 但也但也增加非線性失真增加非線性失真和和減小載頻穩(wěn)定度減小載頻穩(wěn)定度, 所以所以, 最大角頻偏受最大角頻偏受m的限

15、制。的限制。 5.3 5.3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法o變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈纷內(nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈? :小頻偏的直接調(diào)頻電路小頻偏的直接調(diào)頻電路C3為高頻濾波電容jQjQjjCtmCCCCCCCCCC)cos1 (221221LCt1)(C1、C2 的引入，使的引入，使Cj 對(duì)回路總電容的影響減小，從而對(duì)回路總電容的影響減小，從而 c 的穩(wěn)定性提高，的穩(wěn)定性提高，但最大角頻偏但最大角頻偏 m減小減小,調(diào)制靈敏度調(diào)制靈敏度kf下降。下降。5.3 5.3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法o實(shí)際電路常采用變?nèi)荻O管部分接入回路的方式，而且將變?nèi)荻O管作為壓控電容接入LC振蕩器中, 就組成了LC壓控振蕩器。一般可采

16、用各種形式的三點(diǎn)式電路。 o為了使變?nèi)荻O管能正常工作, 必須正確地給其提供靜態(tài)負(fù)偏壓和交流控制電壓, 而且要抑制高頻振蕩信號(hào)對(duì)直流偏壓和低頻控制電壓的干擾, 所以, 在電路設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)采用高頻扼流圈、旁路電容、隔直流電容等。 5.3 5.3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法1000 pC41 pC1R41000 pC3R3470 15 V0.5 pC2Cj1000 pC5R2R110 Vu15 V(a) 15 VR4R3 15 V(b)15 V10 VR1R2LCjC2C1(c)(d )Cju(e)LCjR4例：例：1000 pC41 pC1R41000 pC3R3470 15 V0.5 pC2Cj10

17、00 pC5R2R110 Vu15 V(a) 15 VR4R3 15 V(b)15 V10 VR1R2LCjC2C1(c)(d )Cju(e)LCjR4直流通路1000 pC41 pC1R41000 pC3R3470 15 V0.5 pC2Cj1000 pC5R2R110 Vu15 V(a) 15 VR4R3 15 V(b)15 V10 VR1R2LCjC2C1(c)(d )Cju(e)LCjR4交流通路1000 pC41 pC1R41000 pC3R3470 15 V0.5 pC2Cj1000 pC5R2R110 Vu15 V(a) 15 VR4R3 15 V(b)15 V10 VR1R2L

18、CjC2C1(c)(d )Cju(e)LCjR41000 pC41 pC1R41000 pC3R3470 15 V0.5 pC2Cj1000 pC5R2R110 Vu15 V(a) 15 VR4R3 15 V(b)15 V10 VR1R2LCjC2C1(c)(d )Cju(e)LCjR4變?nèi)荻O管直流、交流反偏置電路變?nèi)荻O管部分接入調(diào)頻電路 R31 kC315 PC210 PC41000 P輸 出L1000 PC333 P1000 PC6V1V2C9R4調(diào) 制 電 壓u1000 P偏 置 電 壓1000 PC6R24.3 kR14.3 k1000 PC71000 PC8UCC 12 VV1V

19、2CbC2C3(a)(b)c5p變?nèi)莨艿膶?shí)際電容值會(huì)受到直流偏壓、低頻調(diào)制電壓、高頻振蕩電壓影響；變?nèi)莨艿膶?shí)際電容值會(huì)受到直流偏壓、低頻調(diào)制電壓、高頻振蕩電壓影響；若高頻振蕩電壓振幅太大若高頻振蕩電壓振幅太大, 可能造成變?nèi)荻O管正偏。可能造成變?nèi)荻O管正偏。p 兩個(gè)變?nèi)荻O管對(duì)接兩個(gè)變?nèi)荻O管對(duì)接, 對(duì)高頻振蕩電壓是串聯(lián)的對(duì)高頻振蕩電壓是串聯(lián)的, 故加在每個(gè)管上的高頻振故加在每個(gè)管上的高頻振蕩電壓振幅減半；且兩管上高頻振蕩電壓相位相反，這樣高頻信號(hào)作用下變蕩電壓振幅減半；且兩管上高頻振蕩電壓相位相反，這樣高頻信號(hào)作用下變?nèi)莨艿碾娙萘孔飨喾醋兓?，可免除高頻電壓對(duì)調(diào)頻效果的干擾，且抵消一部容管的

20、電容量作相反變化，可免除高頻電壓對(duì)調(diào)頻效果的干擾，且抵消一部分分Cj-u曲線的非線性；曲線的非線性；p對(duì)于直流偏壓和低頻調(diào)制電壓對(duì)于直流偏壓和低頻調(diào)制電壓, 兩管并聯(lián)兩管并聯(lián), 故工作狀態(tài)不受影響故工作狀態(tài)不受影響例：例：c1c15.3 5.3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法o 晶振變?nèi)荻O管調(diào)頻電路晶振變?nèi)荻O管調(diào)頻電路采用晶振與變?nèi)荻O管串聯(lián)的方式CjC1300 pC2470 p晶振作為一個(gè)電感元件。控制電壓調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管的電容值, 使其與晶振串聯(lián)后的總等效電感變化, 從而改變振蕩器的振蕩頻率。晶振的頻率控制范圍很窄晶振的頻率控制范圍很窄, 僅在串僅在串聯(lián)諧振頻率聯(lián)諧振頻率fs與并聯(lián)諧振頻率與并聯(lián)諧

21、振頻率fp之間之間, 所以所以晶振調(diào)頻電路的最大相對(duì)頻偏晶振調(diào)頻電路的最大相對(duì)頻偏fm/fc只能達(dá)到只能達(dá)到0.01%左右左右, 最大線最大線性頻偏性頻偏fm也就很小。也就很小。 晶振變?nèi)荻O管調(diào)頻電路的突晶振變?nèi)荻O管調(diào)頻電路的突出優(yōu)點(diǎn)是出優(yōu)點(diǎn)是載頻載頻(中心頻率中心頻率)穩(wěn)定度穩(wěn)定度高高, 可達(dá)可達(dá)10-5左右左右, 因而在調(diào)頻通因而在調(diào)頻通信發(fā)送設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。信發(fā)送設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。 5.3 5.3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法- -間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻電路o間接調(diào)頻原理間接調(diào)頻原理 調(diào)制信號(hào)v(t)先積分先積分(例如RC積分電路)再再進(jìn)行調(diào)相調(diào)相, 所得就是調(diào)頻波。這里, 采用高穩(wěn)

22、定的晶振作為主振級(jí), 調(diào)相是在后級(jí)進(jìn)行, 對(duì)晶振頻率無(wú)影響。)(coscos)(0dvktVvktVtvtpccmpccm5.5.3 3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法o擴(kuò)展線性頻偏的方法擴(kuò)展線性頻偏的方法倍頻倍頻ttvkmcmfccoscos1n倍頻電路可將調(diào)頻信號(hào)的載頻和最大頻偏同時(shí)擴(kuò)大為原來(lái)的n倍, 但最大相對(duì)頻偏仍保持不變。tnnnmccos 125.5.3 3 調(diào)頻的方法調(diào)頻的方法混頻倍頻混頻倍頻若將瞬時(shí)角頻率為若將瞬時(shí)角頻率為2的調(diào)頻信號(hào)與固定角頻率為的調(diào)頻信號(hào)與固定角頻率為3=(n+1)c的的高頻正弦信號(hào)進(jìn)行混頻高頻正弦信號(hào)進(jìn)行混頻, 則差頻為則差頻為tnmccos234混頻使調(diào)頻信號(hào)混頻

23、使調(diào)頻信號(hào)最大頻偏保持不變最大頻偏保持不變, 最大相對(duì)頻偏發(fā)生變化最大相對(duì)頻偏發(fā)生變化。5.4 5.4 調(diào)相電路調(diào)相電路相波：則相移網(wǎng)絡(luò)的輸出為調(diào)即,cos)()(tmtvkppc)coscos()(cos)(0tmtVtVtvpcmccm5.4 5.4 調(diào)相電路相移網(wǎng)絡(luò)調(diào)相電路相移網(wǎng)絡(luò)恒流源激勵(lì)并諧回路恒流源激勵(lì)并諧回路相移特性曲線相移特性曲線相移曲線的移動(dòng)規(guī)律相移曲線的移動(dòng)規(guī)律v激勵(lì)電流源Is的頻率fc固定,并聯(lián)諧振回路參數(shù)變化，C增大，回路容性失諧，為負(fù)，相移曲線下移；反之，相移曲線上移qLC并聯(lián)失諧回路并聯(lián)失諧回路5.4 5.4 調(diào)相電路調(diào)相電路q 變?nèi)莨芤葡嚯娐罚鹤內(nèi)莨芤葡嚯娐罚河谜{(diào)

24、制信號(hào)用調(diào)制信號(hào)v (t)控制控制Cj變化，高頻載變化，高頻載波波fc以恒流源形式激勵(lì)并聯(lián)諧振回路以恒流源形式激勵(lì)并聯(lián)諧振回路對(duì)于高頻載波來(lái)說(shuō), 3個(gè)0.001F的小電容短路；對(duì)于低頻調(diào)制信號(hào)來(lái)說(shuō), 3個(gè)0.001F的小電容開(kāi)路, 4.7F電容短路。Cj0.001 R310 kR4100 k4.7 R115 k0.001 L0.001 R215 kLCj( a )( b )Cj0.001 R310 kR4100 k4.7 R115 k0.001 L0.001 R215 kLCj(a)(b)調(diào)制信號(hào)輸入載波信號(hào)輸入調(diào)相波輸出7V5.4 5.4 調(diào)相電路調(diào)相電路在m較小時(shí), 有02ffQarctg

25、性曲線：并聯(lián)諧振回路的相移特 當(dāng)當(dāng)| | ( (t t)|)| /6/6時(shí)時(shí), , 有近似式：有近似式： 02Q20)cos1 (1)(tmLCtjtmttcos2)()(00tmtmQpcoscos上式表明，在小頻偏時(shí)，輸出電壓的相移(t)與調(diào)制信號(hào)v成正比，實(shí)現(xiàn)線性調(diào)相)()cos21 (00ttm5.4 5.4 調(diào)相電路調(diào)相電路o由以上分析可知：變?nèi)荻O管相移網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)線性調(diào)相, 但受回路相頻特性非線性的限制, 除了選用 2或者m為較小值為較小值外，還必須滿足必須滿足mp /6，調(diào)制范圍很窄, 屬窄帶調(diào)相。 o為了增大調(diào)相指數(shù), 可以采用多個(gè)相移網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)多個(gè)相移網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)方式, 各級(jí)之間

26、用小電容耦合, 對(duì)載頻呈現(xiàn)較大的電抗, 使各級(jí)之間相互獨(dú)立。5.4 5.4 調(diào)相電路調(diào)相電路o三級(jí)單回路變?nèi)荻O管相移網(wǎng)絡(luò)三級(jí)單回路變?nèi)荻O管相移網(wǎng)絡(luò), 可產(chǎn)生的最大相偏為可產(chǎn)生的最大相偏為/2。L22 k0.022 L22 k0.022 CL22 k0.022 470 k47 k5 4 V調(diào)制信號(hào)u(t)載波ue(t)470 k5 p1 p1 p5 puo(t)調(diào)節(jié)回路調(diào)節(jié)回路Q值值積分電路積分電路調(diào)頻波調(diào)頻波5.4 5.4 調(diào)相電路調(diào)相電路o 可變時(shí)延法調(diào)相電路可變時(shí)延法調(diào)相電路cosddmk vk vtcoscoscos)(0tmtVvktVtvpcmdccmmdcpvkmo 如何實(shí)現(xiàn)可

27、控時(shí)延呢？如何實(shí)現(xiàn)可控時(shí)延呢？5.4 5.4 調(diào)相電路調(diào)相電路脈沖輸出位置受可控電壓v幅度的控制，脈沖輸出時(shí)延與v之間線性，用帶通濾波器取出基頻或某諧波可得正弦調(diào)相波。)(cos) (tnVt vcm單音調(diào)制時(shí)，mcpnmm為最大時(shí)延差，n為諧波次數(shù)理論上m=0.5Tc，而實(shí)際上限制m 0.4Tc nTTnmccp8 . 04 . 02)144(8 . 010pmn，脈沖調(diào)相電路線性脈沖調(diào)相電路線性相移較大相移較大各點(diǎn)波形各點(diǎn)波形5.5 5.5 鑒頻器鑒頻器o 調(diào)頻波的解調(diào)稱為頻率檢波，簡(jiǎn)稱鑒頻調(diào)頻波的解調(diào)稱為頻率檢波，簡(jiǎn)稱鑒頻o 調(diào)相波的解調(diào)稱為相位檢波，簡(jiǎn)稱鑒相調(diào)相波的解調(diào)稱為相位檢波，簡(jiǎn)

28、稱鑒相斜率鑒頻斜率鑒頻(振幅鑒頻振幅鑒頻)相位鑒頻相位鑒頻脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻鎖相環(huán)鑒頻鎖相環(huán)鑒頻5.5 5.5 鑒頻器鑒頻器o主要指標(biāo)主要指標(biāo)鑒頻特性曲線鑒頻特性曲線 （S曲線）曲線）v靈敏度大靈敏度大v非線性失真小非線性失真小v線性范圍（鑒頻頻帶寬度）大線性范圍（鑒頻頻帶寬度）大 BPP 2fmcffDdfdvS05.5 5.5 鑒頻器鑒頻器- -斜率鑒頻器斜率鑒頻器o斜率鑒頻器斜率鑒頻器利用利用LC諧振回路的諧振特性對(duì)不同頻率的信號(hào)呈現(xiàn)不諧振回路的諧振特性對(duì)不同頻率的信號(hào)呈現(xiàn)不同的阻抗，對(duì)調(diào)頻波進(jìn)行調(diào)頻同的阻抗，對(duì)調(diào)頻波進(jìn)行調(diào)頻- -調(diào)幅變換，得到調(diào)頻調(diào)幅變換，得到調(diào)頻- -調(diào)幅

29、波，再進(jìn)行振幅檢波，得到解調(diào)輸出電壓。調(diào)幅波，再進(jìn)行振幅檢波，得到解調(diào)輸出電壓。調(diào)頻調(diào)頻- -調(diào)幅變換特性取決于諧振特性曲線的斜率，故稱調(diào)幅變換特性取決于諧振特性曲線的斜率，故稱斜率鑒頻器。斜率鑒頻器。實(shí)現(xiàn)框圖：實(shí)現(xiàn)框圖：V (t)包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器FM線性網(wǎng)絡(luò)線性網(wǎng)絡(luò) (變換器)FM AMFM5.5 5.5 鑒頻器鑒頻器- -斜率鑒頻器斜率鑒頻器變換電路變換電路包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器q單失諧的斜率鑒頻器單失諧的斜率鑒頻器( (LC互感耦合回路互感耦合回路) )5.5 5.5 鑒頻器鑒頻器- -斜率鑒頻器斜率鑒頻器)sincos()(FM,stmtVtvfcsm輸入單調(diào)諧回路的諧振曲線，其傾斜

30、部分的線單調(diào)諧回路的諧振曲線，其傾斜部分的線性范圍很小，為了擴(kuò)展鑒頻特性的線性范性范圍很小，為了擴(kuò)展鑒頻特性的線性范圍，實(shí)用的斜率鑒頻器都是采用兩個(gè)單失圍，實(shí)用的斜率鑒頻器都是采用兩個(gè)單失諧回路構(gòu)成的平衡電路。諧回路構(gòu)成的平衡電路。v2(t)變?yōu)榉确从乘矔r(shí)頻率變?yōu)榉确从乘矔r(shí)頻率變化的調(diào)頻波，而后通過(guò)包變化的調(diào)頻波，而后通過(guò)包絡(luò)檢波器完成鑒頻功能。絡(luò)檢波器完成鑒頻功能。5.5 5.5 鑒頻器鑒頻器- -斜率鑒頻器斜率鑒頻器o 平衡斜率鑒頻器（雙失諧平衡斜率鑒頻器（雙失諧回路鑒頻器）回路鑒頻器）0Am()2c1A2m()A1m()uo(t)t0c0(t)(t)(b)uFMc12V1V2CCRR

31、u2u1uo(a)相減后的鑒頻特性不但線性好相減后的鑒頻特性不但線性好, 而且線性鑒頻范圍增大而且線性鑒頻范圍增大0Am()2c1A2m()A1m()uo(t)t0c0(t)(t)(b)uFMc12V1V2CCRRu2u1uo(a)對(duì)稱失諧：對(duì)稱失諧： 1 c c 2；兩個(gè)檢波器參數(shù)相同；兩個(gè)檢波器參數(shù)相同；5.5 5.5 鑒頻器鑒頻器- -斜率鑒頻器斜率鑒頻器o集成電路中應(yīng)用的鑒頻器（差分峰值斜率鑒頻）集成電路中應(yīng)用的鑒頻器（差分峰值斜率鑒頻）RsusV5Re3C3V3Re1V6Re4C3V4Re1I0UCCL1V2RcuoC1C2u1u2調(diào)頻信號(hào)變換電路調(diào)頻調(diào)幅信號(hào)調(diào)頻調(diào)幅信號(hào)V1,V2射隨V3,V4峰值包絡(luò)檢波V5,V6雙端輸入,單端輸出差分放大輸出電壓與u1,u2的振幅差值成正比5.5 5.5 鑒頻器鑒頻器- -斜率鑒頻器斜率鑒頻器22112111,1CXCLLXXX112X2X1X1 X21212X1/X2(a)(b)(c)L