重慶科創(chuàng)學(xué)院混頻

1、第第6 6章章 頻譜變換電路頻譜變換電路6.1 6.1 概述概述6.2 6.2 模擬乘法器模擬乘法器6.3 6.3 普通幅度調(diào)制及解調(diào)電路普通幅度調(diào)制及解調(diào)電路6.3.1 幅度調(diào)制幅度調(diào)制6.3.2 普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路6.3.3 普通調(diào)幅波的解調(diào)電路普通調(diào)幅波的解調(diào)電路6.4 抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路6.4.1 抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生電路抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生電路6.4.2 DSB/SC AM波解調(diào)電路波解調(diào)電路6.5 混頻電路混頻電路6.6 倍頻器倍頻器6.7 調(diào)角波的基本性質(zhì)調(diào)角波的基本性質(zhì)6.7.1 瞬時(shí)相位和瞬時(shí)頻率的概念瞬時(shí)相位和

2、瞬時(shí)頻率的概念6.7.2 調(diào)角波和調(diào)頻波調(diào)角波和調(diào)頻波6.8 直接調(diào)頻電路直接調(diào)頻電路6.8.1 變?nèi)荻O管調(diào)頻電路變?nèi)荻O管調(diào)頻電路6.8.2 晶體振蕩器直接調(diào)頻電路晶體振蕩器直接調(diào)頻電路6.8.3 電容話筒調(diào)頻電路電容話筒調(diào)頻電路6.8.4 電抗管調(diào)頻電路電抗管調(diào)頻電路6.9 間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻電路6.10 調(diào)頻波的解調(diào)調(diào)頻波的解調(diào)6.10.1 斜率鑒頻器斜率鑒頻器6.10.2 相位鑒頻器相位鑒頻器6.10.3 比例鑒頻器比例鑒頻器6.10.4 移相乘積鑒頻器移相乘積鑒頻器6.10.5 脈沖均值鑒頻器脈沖均值鑒頻器*6.10.6 鎖相環(huán)鑒頻器鎖相環(huán)鑒頻器* 6.10.7 跟相環(huán)鑒頻器跟相

3、環(huán)鑒頻器6.11 限幅器限幅器6.11.1 晶體二極管限幅器晶體二極管限幅器6.11.2 晶體三極管限幅器晶體三極管限幅器6.16.1 概概 述述1.1.什么叫頻譜變換電路？什么叫頻譜變換電路？ 具備將輸入信號(hào)頻譜進(jìn)行頻譜變換，以獲取具有所需具備將輸入信號(hào)頻譜進(jìn)行頻譜變換，以獲取具有所需頻譜的輸出信號(hào)這種功能的電路就叫做頻譜變換電路。頻譜的輸出信號(hào)這種功能的電路就叫做頻譜變換電路。 例如，倍頻就是將頻率較低的信號(hào)通過倍頻變換成頻例如，倍頻就是將頻率較低的信號(hào)通過倍頻變換成頻率較高的信號(hào)。又如，調(diào)幅波就是將頻率很低的音頻信號(hào)率較高的信號(hào)。又如，調(diào)幅波就是將頻率很低的音頻信號(hào)或視頻信號(hào)調(diào)制到高頻的

4、幅度上去。再如，檢波電路就是或視頻信號(hào)調(diào)制到高頻的幅度上去。再如，檢波電路就是將載有音頻信號(hào)或視頻信號(hào)還原成音頻信號(hào)或視頻信號(hào)。將載有音頻信號(hào)或視頻信號(hào)還原成音頻信號(hào)或視頻信號(hào)。頻譜變換電路頻譜變換電路頻譜搬移電路頻譜搬移電路頻譜非線性頻譜非線性變換電路變換電路調(diào)幅及解調(diào)電路調(diào)幅及解調(diào)電路混頻電路混頻電路倍頻電路倍頻電路普通調(diào)幅及解調(diào)電路普通調(diào)幅及解調(diào)電路單邊帶調(diào)幅解調(diào)電路單邊帶調(diào)幅解調(diào)電路雙邊帶調(diào)幅解調(diào)電路雙邊帶調(diào)幅解調(diào)電路調(diào)頻電路調(diào)頻電路調(diào)頻波的解調(diào)調(diào)頻波的解調(diào)電路限幅器電路限幅器直接調(diào)直接調(diào)頻電路頻電路間接調(diào)間接調(diào)頻電路頻電路變?nèi)荻O管調(diào)頻電路變?nèi)荻O管調(diào)頻電路晶體管振蕩器直接調(diào)頻電路晶

5、體管振蕩器直接調(diào)頻電路電容話筒調(diào)頻電路電容話筒調(diào)頻電路電抗管調(diào)頻電路電抗管調(diào)頻電路斜率鑒頻器斜率鑒頻器 相位鑒頻器相位鑒頻器 比例鑒頻器比例鑒頻器 移相乘積鑒頻器移相乘積鑒頻器 脈沖均值鑒頻器脈沖均值鑒頻器 鎖相環(huán)鑒頻器鎖相環(huán)鑒頻器 跟相環(huán)鑒頻器跟相環(huán)鑒頻器2.分類分類6.26.2 模擬乘法器模擬乘法器 本節(jié)主要介紹變跨導(dǎo)式模擬乘法器。變跨導(dǎo)式模擬乘本節(jié)主要介紹變跨導(dǎo)式模擬乘法器。變跨導(dǎo)式模擬乘法器是以恒流源式差動(dòng)放大電路為基礎(chǔ)，并采用變換跨導(dǎo)法器是以恒流源式差動(dòng)放大電路為基礎(chǔ)，并采用變換跨導(dǎo)的原理而形成的，其的原理而形成的，其符號(hào)見下圖。符號(hào)見下圖。一般表達(dá)式為：一般表達(dá)式為：21iiouk

6、uu 6.3.1 6.3.1 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 用調(diào)制信號(hào)去控制高頻振蕩器的幅度，使其幅度的變用調(diào)制信號(hào)去控制高頻振蕩器的幅度，使其幅度的變化量隨調(diào)制信號(hào)成正比的變化，這一過程叫做化量隨調(diào)制信號(hào)成正比的變化，這一過程叫做調(diào)制調(diào)制。經(jīng)過。經(jīng)過幅度調(diào)制后的高頻振蕩稱為幅度調(diào)制波幅度調(diào)制后的高頻振蕩稱為幅度調(diào)制波(簡稱調(diào)幅波簡稱調(diào)幅波)。根根據(jù)頻譜結(jié)構(gòu)的不同據(jù)頻譜結(jié)構(gòu)的不同可分為普通調(diào)幅可分為普通調(diào)幅(AM)波，抑制載波的雙波，抑制載波的雙邊帶調(diào)幅邊帶調(diào)幅(DSB/SC AM)波和抑制載波的單邊帶調(diào)幅波和抑制載波的單邊帶調(diào)幅(SSB/SC AM)波。波。6.36.3 普通調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路普通調(diào)

7、幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路 設(shè)調(diào)制信號(hào)為設(shè)調(diào)制信號(hào)為u(t)，其，其0)( tu，載波為：，載波為： tUtuccmccos 根據(jù)調(diào)幅的定義，已調(diào)高頻振蕩的幅度變化量應(yīng)和調(diào)制根據(jù)調(diào)幅的定義，已調(diào)高頻振蕩的幅度變化量應(yīng)和調(diào)制信號(hào)成正比，則其包絡(luò)函數(shù)信號(hào)成正比，則其包絡(luò)函數(shù)U(t)為為)| )(|)(1 ()()(maxtutumUtukUtUacmacm則已調(diào)波為：則已調(diào)波為：ttutumUttUtucacmcAMcos| )(|)(1 )cos()()(max式中式中cmaaUtukmmax| )(|為調(diào)幅系數(shù)（或調(diào)制指數(shù)），它表示為調(diào)幅系數(shù)（或調(diào)制指數(shù)），它表示 1.幅度調(diào)制的特性幅度調(diào)制的特性調(diào)

8、幅波幅度的最大變化量與載波振幅之比，一般調(diào)幅波幅度的最大變化量與載波振幅之比，一般0ma1。載波信號(hào)的頻譜函數(shù)為載波信號(hào)的頻譜函數(shù)為Uc()，則，則)()()(ccmccmcUUU6.3.2則則uAM(t)的頻譜函數(shù)為的頻譜函數(shù)為)()(2)()()(cccmacccmAMUUUmUU其對(duì)應(yīng)的波形和頻譜函數(shù)如圖所示。其對(duì)應(yīng)的波形和頻譜函數(shù)如圖所示。6.3.3調(diào)幅信號(hào)及其頻譜調(diào)幅信號(hào)及其頻譜 高于高于c的頻率分量稱為上邊帶，低于的頻率分量稱為上邊帶，低于c的頻率分量稱的頻率分量稱為下邊帶。普通調(diào)幅波有上下兩個(gè)邊帶，它是一個(gè)集中在為下邊帶。普通調(diào)幅波有上下兩個(gè)邊帶，它是一個(gè)集中在c附近的頻帶信號(hào)，

9、所占帶寬為最高調(diào)制頻率的兩倍，即附近的頻帶信號(hào)，所占帶寬為最高調(diào)制頻率的兩倍，即 BAM=2m 由式由式6.3.3可見，載波分量的振幅與調(diào)制信號(hào)無關(guān)，只有可見，載波分量的振幅與調(diào)制信號(hào)無關(guān)，只有邊帶幅度隨調(diào)制信號(hào)的變化而改變。邊帶幅度隨調(diào)制信號(hào)的變化而改變。 普通幅度調(diào)制波功率利用率很低，為了克服這個(gè)缺點(diǎn)普通幅度調(diào)制波功率利用率很低，為了克服這個(gè)缺點(diǎn),可以只發(fā)射邊帶而不發(fā)射載波。這叫做抑制載波的雙邊帶可以只發(fā)射邊帶而不發(fā)射載波。這叫做抑制載波的雙邊帶調(diào)幅調(diào)幅(DSB/SC AM)。 其時(shí)域表達(dá)式為其時(shí)域表達(dá)式為uDSB(t)=u(t)cosct6.3.4其頻譜變換為其頻譜變換為)()(21)(

10、ccDSBUUU6.3.5 顯然，利用模擬乘法器很容易實(shí)現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào)顯然，利用模擬乘法器很容易實(shí)現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波。其電路模型、波形和頻譜示幅波。其電路模型、波形和頻譜示如圖所示如圖所示。DSB/BC DSB/BC 的電路模型、信號(hào)波形及頻譜圖的電路模型、信號(hào)波形及頻譜圖 2.DSB/SC AM的特點(diǎn)的特點(diǎn) 信號(hào)的幅度仍然是隨調(diào)制信號(hào)而變化，但與普通信號(hào)的幅度仍然是隨調(diào)制信號(hào)而變化，但與普通AM波不同，它的包絡(luò)不再能反映調(diào)制信號(hào)的形狀，可是仍然波不同，它的包絡(luò)不再能反映調(diào)制信號(hào)的形狀，可是仍然保持著保持著AM波所具有的頻譜搬移特性。波所具有的頻譜搬移特性。 在調(diào)制信號(hào)正半周區(qū)間的

11、載波相位與調(diào)制信號(hào)負(fù)半周在調(diào)制信號(hào)正半周區(qū)間的載波相位與調(diào)制信號(hào)負(fù)半周的載波相位反相。即高頻振蕩的相位在的載波相位反相。即高頻振蕩的相位在u(t)=0的瞬間有的瞬間有180的突變。的突變。 信號(hào)所占頻譜帶寬仍為信號(hào)所占頻譜帶寬仍為BDSB=2m。 為了既節(jié)省發(fā)射功率，又減小頻帶，可以只發(fā)射一個(gè)為了既節(jié)省發(fā)射功率，又減小頻帶，可以只發(fā)射一個(gè)邊帶，因?yàn)槿魏我粋€(gè)邊帶都反映了調(diào)制信號(hào)全部信息。邊帶，因?yàn)槿魏我粋€(gè)邊帶都反映了調(diào)制信號(hào)全部信息。 這種傳輸一個(gè)邊帶的調(diào)制方式稱為抑制載波的單邊帶調(diào)這種傳輸一個(gè)邊帶的調(diào)制方式稱為抑制載波的單邊帶調(diào)幅（幅（SSB/SC AM），其頻譜如圖所示。），其頻譜如圖所示。

12、SSB/SC AM信號(hào)的頻譜圖信號(hào)的頻譜圖6.3.2 6.3.2 普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路 在無線電發(fā)射機(jī)中，按功率電平的高低，普通調(diào)幅電在無線電發(fā)射機(jī)中，按功率電平的高低，普通調(diào)幅電路可分為高電平調(diào)制電路和低電平調(diào)制電路兩大類。前者路可分為高電平調(diào)制電路和低電平調(diào)制電路兩大類。前者屬于發(fā)射機(jī)的最后一級(jí)，直接產(chǎn)生發(fā)射機(jī)輸出功率要求的屬于發(fā)射機(jī)的最后一級(jí)，直接產(chǎn)生發(fā)射機(jī)輸出功率要求的已調(diào)波；后者屬于發(fā)射機(jī)前級(jí)產(chǎn)生小功率的已調(diào)波，再經(jīng)已調(diào)波；后者屬于發(fā)射機(jī)前級(jí)產(chǎn)生小功率的已調(diào)波，再經(jīng)過線性功率放大達(dá)到所需的發(fā)射機(jī)功率電平。過線性功率放大達(dá)到所需的發(fā)射機(jī)功率電平。 現(xiàn)設(shè)載波電壓為現(xiàn)設(shè)

13、載波電壓為 uc(t)=Ucmcosct 調(diào)制電壓為調(diào)制電壓為 u=Ec+Umcost 上兩式相乘得到普通振幅調(diào)制信號(hào)上兩式相乘得到普通振幅調(diào)制信號(hào)6.3.66.3.7 式中，式中，ma稱為調(diào)幅系數(shù)稱為調(diào)幅系數(shù)(或調(diào)制指數(shù)或調(diào)制指數(shù))，它表示調(diào)幅波的幅，它表示調(diào)幅波的幅度的最大變化量與載波振幅之比，即幅度變化量的最大值。度的最大變化量與載波振幅之比，即幅度變化量的最大值。顯然顯然0ma1，否則已調(diào)波會(huì)產(chǎn)生失真。，否則已調(diào)波會(huì)產(chǎn)生失真。 根據(jù)根據(jù)6.3.8式，我們可以采用乘法電路實(shí)現(xiàn)它。式，我們可以采用乘法電路實(shí)現(xiàn)它。ttmUttUEKUtUtUEKtucascmccmccmmcscoscos1

14、 coscos coscos)(6.3.86.3.3 6.3.3 普通調(diào)幅波的解調(diào)電路普通調(diào)幅波的解調(diào)電路 解調(diào)是調(diào)制的逆過程。幅度調(diào)幅波的解調(diào)簡稱檢波，其解調(diào)是調(diào)制的逆過程。幅度調(diào)幅波的解調(diào)簡稱檢波，其作用是從幅度調(diào)制波中不失真地檢出調(diào)制信號(hào)來。從頻譜上作用是從幅度調(diào)制波中不失真地檢出調(diào)制信號(hào)來。從頻譜上看，就是將幅度調(diào)制波的邊帶信號(hào)不失真地搬到零頻附近?？矗褪菍⒎日{(diào)制波的邊帶信號(hào)不失真地搬到零頻附近。因此幅度調(diào)制波的解調(diào)電路也屬于頻譜搬移電路。需要用乘因此幅度調(diào)制波的解調(diào)電路也屬于頻譜搬移電路。需要用乘法器來實(shí)現(xiàn)這種頻譜搬移作用，其電路模型法器來實(shí)現(xiàn)這種頻譜搬移作用，其電路模型如圖所示

15、如圖所示。 普通調(diào)幅波檢波器常采用晶體三極管檢波，二極管檢波普通調(diào)幅波檢波器常采用晶體三極管檢波，二極管檢波和模擬乘法器解調(diào)。目前應(yīng)用較多的是后兩種。和模擬乘法器解調(diào)。目前應(yīng)用較多的是后兩種。幅度調(diào)制波解調(diào)電路模型幅度調(diào)制波解調(diào)電路模型 1.二極管串聯(lián)型大信號(hào)檢波器二極管串聯(lián)型大信號(hào)檢波器 如圖所示如圖所示，檢波器電路由三部分組成：，檢波器電路由三部分組成：信號(hào)輸入電信號(hào)輸入電路，一般是中放末級(jí)輸出電路；路，一般是中放末級(jí)輸出電路；檢波二極管，利用單向?qū)z波二極管，利用單向?qū)щ娦赃M(jìn)行檢波；電性進(jìn)行檢波；檢波器負(fù)載電路，即低通濾波器。這種濾檢波器負(fù)載電路，即低通濾波器。這種濾波器一般要求輸入信號(hào)

16、大于波器一般要求輸入信號(hào)大于0.5V，因此也稱大信號(hào)檢波器。，因此也稱大信號(hào)檢波器。檢波器等效電路檢波器等效電路 幅度調(diào)制中頻信號(hào)經(jīng)過檢波二極管后得到的是幅度調(diào)制中頻信號(hào)經(jīng)過檢波二極管后得到的是如圖所示如圖所示的波形。再經(jīng)過低通濾波器后，濾除高次諧波，得到所需的的波形。再經(jīng)過低通濾波器后，濾除高次諧波，得到所需的調(diào)制信號(hào)。其物理解釋如下：調(diào)制信號(hào)。其物理解釋如下： 經(jīng)過檢波二極管后的輸經(jīng)過檢波二極管后的輸出波形是幅度被調(diào)制的尖頂出波形是幅度被調(diào)制的尖頂余弦脈沖，由于低通濾波器余弦脈沖，由于低通濾波器是由濾波電容是由濾波電容C和負(fù)載電阻和負(fù)載電阻R組成，充電時(shí)間常數(shù)由組成，充電時(shí)間常數(shù)由RDC決

17、定決定(RD為二極管的正為二極管的正向電阻向電阻)，其時(shí)間常數(shù)小而，其時(shí)間常數(shù)小而放電時(shí)間常數(shù)放電時(shí)間常數(shù)RC大。故調(diào)大。故調(diào)制包絡(luò)可以保留下來，然后經(jīng)過隔直流耦合電容制包絡(luò)可以保留下來，然后經(jīng)過隔直流耦合電容Cc，隔除了，隔除了直流分量。所以輸出信號(hào)只有調(diào)制的包絡(luò)信號(hào)。實(shí)現(xiàn)了幅度直流分量。所以輸出信號(hào)只有調(diào)制的包絡(luò)信號(hào)。實(shí)現(xiàn)了幅度檢波過程的波形檢波過程的波形調(diào)制的目的。調(diào)制的目的。 2.2.普通調(diào)幅波的同步解調(diào)普通調(diào)幅波的同步解調(diào) 用模擬乘法器也可以完成對(duì)普通調(diào)幅波的同步解調(diào)。如用模擬乘法器也可以完成對(duì)普通調(diào)幅波的同步解調(diào)。如圖所示。圖所示。普通調(diào)幅波的解調(diào)電路普通調(diào)幅波的解調(diào)電路 當(dāng)放大限

18、幅器放大增益足夠大時(shí)，當(dāng)放大限幅器放大增益足夠大時(shí)，u uy y(t)(t)接近頻率為接近頻率為c c的方波。經(jīng)過傅立葉級(jí)數(shù)展開可得的方波。經(jīng)過傅立葉級(jí)數(shù)展開可得)cos(210tnaaucnny)cos( )cos(2)cos1 ( )()(10ttnaatmUAtuuAtucncnasMyxMo當(dāng)當(dāng)n=1時(shí)時(shí)ttmUAtmUAtttmUAtucasMasMccasMo2cos)cos1 (2)cos1 (4 )cos(4)cos()cos1 ()(1用低通濾波器和隔直流耦合電容就可檢出所需的信號(hào)。用低通濾波器和隔直流耦合電容就可檢出所需的信號(hào)。故故6.4.1 6.4.1 抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)

19、生電路抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生電路 設(shè)載波電壓為設(shè)載波電壓為 uc(t)=Ucmcosct 調(diào)制電壓為調(diào)制電壓為 u(t)=Umcost 經(jīng)過模擬乘法器電路后，輸出電壓為抑制載波雙邊帶振經(jīng)過模擬乘法器電路后，輸出電壓為抑制載波雙邊帶振幅調(diào)制信號(hào)，即幅調(diào)制信號(hào)，即6.46.4 抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路6.4.16.4.26.4.3coscos21 coscos)()()(ttUKUttUKUtutKutuccmcmcmcmco其其原理圖原理圖見下圖。見下圖。DSB/SC AMDSB/SC AM波產(chǎn)生電路波產(chǎn)生電路6.4.2 DSB/SC AM6.4.2 DSB/S

20、C AM波的解調(diào)電路波的解調(diào)電路 要從抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波檢出調(diào)制信號(hào)要從抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波檢出調(diào)制信號(hào)u(t)來，來，從頻譜上看，它是將幅度調(diào)制波的邊帶信號(hào)不失真地搬到零從頻譜上看，它是將幅度調(diào)制波的邊帶信號(hào)不失真地搬到零頻附近。因此頻附近。因此AM波的解調(diào)電路波的解調(diào)電路(包括抑制載波的雙邊帶調(diào)幅包括抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波的解調(diào)在內(nèi)波的解調(diào)在內(nèi))也屬于頻譜搬移電路。需要用乘法器來實(shí)現(xiàn)也屬于頻譜搬移電路。需要用乘法器來實(shí)現(xiàn)這種頻譜搬移作用，其電路模型如圖所示。這種頻譜搬移作用，其電路模型如圖所示。DSB同步檢波原理圖同步檢波原理圖ttKutUtucDSBcos)()()( DSB/SC

21、 AM波的電壓波的電壓u(t)可表示為可表示為6.4.46.4.5若若)cos()()()(ttKututucDSB, 本機(jī)載波本機(jī)載波)cos()(tUtuccmc兩者相乘有兩者相乘有2cos1 2)( coscos)()()()(ttuKUttUtKutututuccmccmccDSBp 式式6.4.5中第一項(xiàng)包含了所需的調(diào)制信號(hào)，第二項(xiàng)則是載中第一項(xiàng)包含了所需的調(diào)制信號(hào)，第二項(xiàng)則是載頻為頻為2c的雙邊帶調(diào)制信號(hào)，用低通濾波器將它濾除，即可的雙邊帶調(diào)制信號(hào)，用低通濾波器將它濾除，即可得到所需調(diào)制信號(hào)。得到所需調(diào)制信號(hào)。 用同步檢波器可實(shí)現(xiàn)對(duì)用同步檢波器可實(shí)現(xiàn)對(duì)DSB/SC AM波進(jìn)行解調(diào)。

22、波進(jìn)行解調(diào)。 同步檢波一個(gè)關(guān)鍵問題是本機(jī)載波的恢復(fù)。本機(jī)載波產(chǎn)同步檢波一個(gè)關(guān)鍵問題是本機(jī)載波的恢復(fù)。本機(jī)載波產(chǎn)生的方法有兩種。一是在發(fā)送端輸出的雙邊帶信號(hào)中，不是生的方法有兩種。一是在發(fā)送端輸出的雙邊帶信號(hào)中，不是將載波分量完全抑制掉，而是保留一個(gè)小的載波分量，稱為將載波分量完全抑制掉，而是保留一個(gè)小的載波分量，稱為導(dǎo)頻，它的作用就是在接收端恢復(fù)載波。接收端只要用一個(gè)導(dǎo)頻，它的作用就是在接收端恢復(fù)載波。接收端只要用一個(gè)窄帶濾波器取出載波分量。這種情況與普通調(diào)幅波很類似，窄帶濾波器取出載波分量。這種情況與普通調(diào)幅波很類似，只是載波分量比較小而已。另一種方法是發(fā)射機(jī)的載波和接只是載波分量比較小而已

23、。另一種方法是發(fā)射機(jī)的載波和接收機(jī)本振載波都用頻率穩(wěn)定度很高的頻率合成器，使兩者的收機(jī)本振載波都用頻率穩(wěn)定度很高的頻率合成器，使兩者的頻率保持不變。頻率保持不變。 在保持調(diào)制類型和調(diào)制參數(shù)不變的情況下，將輸入已調(diào)在保持調(diào)制類型和調(diào)制參數(shù)不變的情況下，將輸入已調(diào)波的載頻波的載頻c變?yōu)橹蓄l變?yōu)橹蓄lI的過程稱為混頻。即的過程稱為混頻。即 I=L-s 實(shí)際上從頻譜而言，混頻的作用是不失真地將輸入已調(diào)實(shí)際上從頻譜而言，混頻的作用是不失真地將輸入已調(diào)信號(hào)的頻譜從信號(hào)的頻譜從s搬移到搬移到I位置上。因此，混頻電路也是一位置上。因此，混頻電路也是一種頻譜搬移電路。種頻譜搬移電路。 以普通調(diào)幅波為例說明上述的混

24、頻過程。輸入信號(hào)為以普通調(diào)幅波為例說明上述的混頻過程。輸入信號(hào)為6.56.5 混頻電路混頻電路6.5.1ttumUtusasmscos)(1 )( 本地振蕩信號(hào)為本地振蕩信號(hào)為 uL(t)=ULmcosLt 當(dāng)當(dāng)Ls時(shí)，乘法器的輸出為時(shí)，乘法器的輸出為)cos()cos(1 2 coscos)(1 tttumUUttUtumUusLsLaLmsmLLmsasmp 式中式中L-s=I為所需的中頻分量；為所需的中頻分量；L+s則是無用則是無用分量。可以從中心頻率為分量。可以從中心頻率為I的帶通濾波器濾除無用分量取出的帶通濾波器濾除無用分量取出有用分量有用分量I，即實(shí)現(xiàn)了混頻作用。其電路模型和頻譜，

25、即實(shí)現(xiàn)了混頻作用。其電路模型和頻譜如圖如圖所示所示?；祛l電路模型及頻譜混頻電路模型及頻譜 實(shí)際的混頻器有晶體二極管平衡和環(huán)路混頻電路，晶體實(shí)際的混頻器有晶體二極管平衡和環(huán)路混頻電路，晶體三極管混頻電路和模擬乘法器混頻電路。由于模擬乘法器構(gòu)三極管混頻電路和模擬乘法器混頻電路。由于模擬乘法器構(gòu)成的混頻器其輸出電壓中不包含信號(hào)頻率分量，從而降低了成的混頻器其輸出電壓中不包含信號(hào)頻率分量，從而降低了 如果輸出頻率如果輸出頻率fo為輸入頻率整數(shù)值為輸入頻率整數(shù)值 ，即，即fo=nfs（n=1，2，3，），則這種頻率變換電路稱為倍頻器。當(dāng)），則這種頻率變換電路稱為倍頻器。當(dāng)n=2時(shí)，即時(shí)，即fo=2fs時(shí)

26、稱為二倍頻器。時(shí)稱為二倍頻器。 用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)二倍頻器的原理方框圖如圖用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)二倍頻器的原理方框圖如圖6.24所示。所示。若若us（t）=smcosst，則模擬乘法器的輸出電壓為，則模擬乘法器的輸出電壓為6.66.6 倍頻器倍頻器 t)cos2(1U2KtcosKUtKu(t)us2sms22sm2so二倍頻器原理方框圖二倍頻器原理方框圖在通信系統(tǒng)中，角度及解調(diào)電路不同于頻譜搬移電路。它在通信系統(tǒng)中，角度及解調(diào)電路不同于頻譜搬移電路。它是用低頻信號(hào)去調(diào)制高頻振蕩的相角，或是從已調(diào)波中解出是用低頻信號(hào)去調(diào)制高頻振蕩的相角，或是從已調(diào)波中解出調(diào)制信號(hào)所進(jìn)行的頻譜變換，這種變換不是線形變換

27、，而是調(diào)制信號(hào)所進(jìn)行的頻譜變換，這種變換不是線形變換，而是非線形變換。因此，非線形變換。因此，我們把角度調(diào)制及調(diào)角波的解調(diào)電路稱我們把角度調(diào)制及調(diào)角波的解調(diào)電路稱為頻譜非線形變換電路為頻譜非線形變換電路。調(diào)頻（）調(diào)頻（）：如果高頻振蕩器的頻率變化量和調(diào)制信號(hào)：如果高頻振蕩器的頻率變化量和調(diào)制信號(hào)成成正正比，則稱調(diào)頻。比，則稱調(diào)頻。調(diào)相（）調(diào)相（）：如果高頻振蕩器的相位變化量和調(diào)制信號(hào)：如果高頻振蕩器的相位變化量和調(diào)制信號(hào)成成正正比，則稱調(diào)相。由于頻率的變化和相位的變化都表現(xiàn)為比，則稱調(diào)相。由于頻率的變化和相位的變化都表現(xiàn)為總相角的變化，因此，將總相角的變化，因此，將調(diào)頻和調(diào)相統(tǒng)稱為調(diào)角調(diào)頻和調(diào)

28、相統(tǒng)稱為調(diào)角。. .調(diào)角波的基本性質(zhì)調(diào)角波的基本性質(zhì) 式中，式中，Am為簡諧振蕩的幅度，為簡諧振蕩的幅度， 為簡諧振蕩的總相角為簡諧振蕩的總相角 式中式中 為瞬時(shí)角頻率，為瞬時(shí)角頻率， 為初始相位。為初始相位。6.7.1 6.7.1 瞬時(shí)相位和瞬時(shí)頻率的概念瞬時(shí)相位和瞬時(shí)頻率的概念 對(duì)于簡諧振蕩可以寫成一般形式對(duì)于簡諧振蕩可以寫成一般形式(t)Aa(t)mcos t dt(t)dt t dttt00)(t0如果如果 是隨時(shí)間變化的，瞬時(shí)相位為是隨時(shí)間變化的，瞬時(shí)相位為 00t dttt)(t一般表達(dá)式為一般表達(dá)式為 00cost dtAtatm6.7.2 6.7.2 調(diào)相波和調(diào)頻波調(diào)相波和調(diào)頻

29、波 調(diào)相調(diào)相高頻振蕩瞬時(shí)相位的變化量與調(diào)制信號(hào)成正比。高頻振蕩瞬時(shí)相位的變化量與調(diào)制信號(hào)成正比。根據(jù)定義調(diào)相波的表達(dá)式為根據(jù)定義調(diào)相波的表達(dá)式為(t)uktUupccmPMcos(t)t(t)ukt(t)pcpc tp maxtppk可見可見為比例系數(shù)；為比例系數(shù)；為瞬時(shí)相位偏移；為瞬時(shí)相位偏移；稱為最大相移，或稱調(diào)制指數(shù)，以稱為最大相移，或稱調(diào)制指數(shù)，以mp表示表示瞬時(shí)角頻率為：瞬時(shí)角頻率為：)()()()(tdttdukdttdtpcpc于是于是dttduktpp)()( 式中，為瞬間相位偏移，即相式中，為瞬間相位偏移，即相對(duì)于的偏移。的最大值稱為最大相移，習(xí)慣上對(duì)于的偏移。的最大值稱為最

30、大相移，習(xí)慣上又稱調(diào)頻指數(shù)，用又稱調(diào)頻指數(shù)，用m mf f表示，即表示，即調(diào)頻波的表達(dá)式為調(diào)頻波的表達(dá)式為)()(cos0tuktt)dt (uktUufftfccmFMfkf fftmax maxtukff為比例系數(shù)；為比例系數(shù)；表示瞬時(shí)角頻率相對(duì)于的偏移表示瞬時(shí)角頻率相對(duì)于的偏移稱為最大角偏移，簡稱頻偏稱為最大角偏移，簡稱頻偏當(dāng)當(dāng)00時(shí)，時(shí)， 可得調(diào)頻波的瞬時(shí)相位可得調(diào)頻波的瞬時(shí)相位(t)tt)dt (ukt(t)fctfc0t)dt (uk(t)tff0tc(t)fmax0td)t (ukmtff直接調(diào)頻就是用調(diào)制信號(hào)去控制高頻振蕩器的振蕩頻率，直接調(diào)頻就是用調(diào)制信號(hào)去控制高頻振蕩器的振

31、蕩頻率，使它不失真地反映調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律使它不失真地反映調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律。因此，凡是能直接。因此，凡是能直接影響振蕩頻率的元件或參數(shù)，只要用調(diào)制信號(hào)去控制，使振影響振蕩頻率的元件或參數(shù)，只要用調(diào)制信號(hào)去控制，使振蕩頻率的變化量能隨調(diào)制信號(hào)而線形變化，都可以完成直接蕩頻率的變化量能隨調(diào)制信號(hào)而線形變化，都可以完成直接調(diào)頻的任務(wù)。調(diào)頻的任務(wù)。在正弦波振蕩器中，由于其振蕩頻率主要取決于振蕩在正弦波振蕩器中，由于其振蕩頻率主要取決于振蕩回路的電感量和電容量，所以在振蕩回路中接入可控電抗回路的電感量和電容量，所以在振蕩回路中接入可控電抗器，就可以實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻。器，就可以實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻。6.8 6.8

32、直接調(diào)頻電路直接調(diào)頻電路可控電抗器的種類很多，有聲波控制的電容式話筒或駐極可控電抗器的種類很多，有聲波控制的電容式話筒或駐極體話筒，有電壓控制的變?nèi)荻O管和電抗管，還有電流控制體話筒，有電壓控制的變?nèi)荻O管和電抗管，還有電流控制的可變電感等。只要將可控電抗器接入振蕩器的振蕩回的可變電感等。只要將可控電抗器接入振蕩器的振蕩回路，就能利用振蕩器產(chǎn)生調(diào)頻波。路，就能利用振蕩器產(chǎn)生調(diào)頻波。6.6.1.1變?nèi)荻O管調(diào)頻電路變?nèi)荻O管調(diào)頻電路變?nèi)荻O管是利用變?nèi)荻O管是利用pnpn結(jié)的結(jié)電容隨反向電壓（反偏）變化結(jié)的結(jié)電容隨反向電壓（反偏）變化這一特性制成的一種電壓控制的可控電抗器這一特性制成的一種電壓控

33、制的可控電抗器。將變?nèi)荻O管。將變?nèi)荻O管接入振蕩器的振蕩回路，用調(diào)制電壓去控制變?nèi)莨艿碾娊尤胝袷幤鞯恼袷幓芈?，用調(diào)制電壓去控制變?nèi)莨艿碾娙萘?，從而控制振蕩器的振蕩頻率達(dá)到調(diào)頻的目的。容量，從而控制振蕩器的振蕩頻率達(dá)到調(diào)頻的目的。變?nèi)荻O管結(jié)電容（勢(shì)壘電容）可用下式表示變?nèi)荻O管結(jié)電容（勢(shì)壘電容）可用下式表示)1 (0DjjVuCC變?nèi)莨芗由掀秒妷汉驼{(diào)制電壓后，總的控制電壓為變?nèi)莨芗由掀秒妷汉驼{(diào)制電壓后，總的控制電壓為tUV(T)UVumQQcos由以上兩式得由以上兩式得t)m(C )VVtU()VV(C)VtUV(CVu(CCcjQQDmDQjDmQjDjjcos1cos11 cos1)

34、10001. 變?nèi)莨茏鳛檎袷幓芈返目傠娙葑內(nèi)莨茏鳛檎袷幓芈返目傠娙菹聢D為變?nèi)荻O管接入振蕩回路的交流等效電路。下圖為變?nèi)荻O管接入振蕩回路的交流等效電路。22)1 ()(1 (1)(xVVtuLCxcQDcj設(shè)振蕩頻率近似等于振蕩回路的振蕩頻率，且忽略加在變?cè)O(shè)振蕩頻率近似等于振蕩回路的振蕩頻率，且忽略加在變?nèi)莨苌系母哳l電壓。則瞬時(shí)角頻率為容管上的高頻電壓。則瞬時(shí)角頻率為. .變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈纷內(nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈?為了提高載波頻率穩(wěn)定度，往往采用變?nèi)莨懿糠纸尤胝駷榱颂岣咻d波頻率穩(wěn)定度，往往采用變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈返霓k法。蕩回路的辦法。振蕩回路電容的變化量和調(diào)制信號(hào)的關(guān)系。有振蕩回路電容

35、的變化量和調(diào)制信號(hào)的關(guān)系。有tttKftfc3cos2coscos)(3210jQQjQCCCpCCpK22226.6. .晶體振蕩器直接調(diào)頻電路晶體振蕩器直接調(diào)頻電路在某些實(shí)際情況下，為了滿足中心頻率穩(wěn)定度較高的要在某些實(shí)際情況下，為了滿足中心頻率穩(wěn)定度較高的要求，有時(shí)采用石英晶體振蕩器直接調(diào)頻電路。求，有時(shí)采用石英晶體振蕩器直接調(diào)頻電路。 晶體振蕩器有兩種：一種是工作在石英晶體的串聯(lián)振蕩頻晶體振蕩器有兩種：一種是工作在石英晶體的串聯(lián)振蕩頻率上，晶體等效為一個(gè)短路元件，起著選頻的作用；另一種率上，晶體等效為一個(gè)短路元件，起著選頻的作用；另一種是工作于晶體串聯(lián)和并聯(lián)諧振頻率之間，晶體等效為一個(gè)

36、高是工作于晶體串聯(lián)和并聯(lián)諧振頻率之間，晶體等效為一個(gè)高品質(zhì)因數(shù)的電感元件，作為振蕩元件之一。品質(zhì)因數(shù)的電感元件，作為振蕩元件之一。通常是利用變?nèi)荻O管控制后一種晶體振蕩器的振蕩頻率通常是利用變?nèi)荻O管控制后一種晶體振蕩器的振蕩頻率來實(shí)現(xiàn)調(diào)頻來實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。如果電容二極管與石英晶體串聯(lián)，其等效電路和電抗特性如果電容二極管與石英晶體串聯(lián)，其等效電路和電抗特性如下圖所示。如下圖所示。 利用這個(gè)原理，用調(diào)制信號(hào)改變利用這個(gè)原理，用調(diào)制信號(hào)改變j j的方法可以改變晶體振的方法可以改變晶體振蕩器的振蕩頻率，從而達(dá)到調(diào)頻的目的。由于蕩器的振蕩頻率，從而達(dá)到調(diào)頻的目的。由于j j與石英晶體與石英晶體串聯(lián)，而串聯(lián)，

37、而f fq q和和f fp p又靠得近，因而調(diào)頻的頻偏又靠得近，因而調(diào)頻的頻偏 很小，相對(duì)很小，相對(duì)頻偏只能達(dá)到頻偏只能達(dá)到. .左右。左右。cff 6.6. .電容話筒調(diào)頻電路電容話筒調(diào)頻電路電容花筒在聲波作用下，內(nèi)部的金屬薄膜產(chǎn)生振動(dòng)，會(huì)引電容花筒在聲波作用下，內(nèi)部的金屬薄膜產(chǎn)生振動(dòng)，會(huì)引起薄膜與另一電極之間電容量的變化。如果把電容式話筒直起薄膜與另一電極之間電容量的變化。如果把電容式話筒直接接到振蕩器的諧振回路中，作為回路電抗就可構(gòu)成調(diào)頻電接接到振蕩器的諧振回路中，作為回路電抗就可構(gòu)成調(diào)頻電路。路。下圖是電容式話筒調(diào)頻發(fā)射機(jī)實(shí)例。下圖是電容式話筒調(diào)頻發(fā)射機(jī)實(shí)例。6.6. .電抗管調(diào)頻電路

38、電抗管調(diào)頻電路電抗管與變?nèi)莨芤粯樱彩且环N電壓控制的可控電抗器。電抗管與變?nèi)莨芤粯樱彩且环N電壓控制的可控電抗器。受控源可以是電子管、晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管。受控源可以是電子管、晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管。下圖為場(chǎng)效應(yīng)管下圖為場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的電抗管原理圖。構(gòu)成的電抗管原理圖。在直接調(diào)頻電路中，為了提高中心頻率的穩(wěn)定度必須采取在直接調(diào)頻電路中，為了提高中心頻率的穩(wěn)定度必須采取一些措施。在這些措施中，即使對(duì)晶體管振蕩器直接調(diào)頻，一些措施。在這些措施中，即使對(duì)晶體管振蕩器直接調(diào)頻，其中心頻率穩(wěn)定度有不如不調(diào)頻的晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度其中心頻率穩(wěn)定度有不如不調(diào)頻的晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度高，而且起相對(duì)頻移太小。若調(diào)制不在

39、晶體振蕩器進(jìn)行，而高，而且起相對(duì)頻移太小。若調(diào)制不在晶體振蕩器進(jìn)行，而是在其后的某一級(jí)放大器中進(jìn)行，將調(diào)制信號(hào)積分以后對(duì)晶是在其后的某一級(jí)放大器中進(jìn)行，將調(diào)制信號(hào)積分以后對(duì)晶振送來的載波進(jìn)行調(diào)相，對(duì)積分前的信號(hào)（即調(diào)制信號(hào)）而振送來的載波進(jìn)行調(diào)相，對(duì)積分前的信號(hào)（即調(diào)制信號(hào)）而言，就可以得到調(diào)頻波了，這就是言，就可以得到調(diào)頻波了，這就是間接調(diào)頻間接調(diào)頻。顯然，這時(shí)。顯然，這時(shí)中中心頻率穩(wěn)定度就等于晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度心頻率穩(wěn)定度就等于晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。. .間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻的關(guān)鍵電路是調(diào)相電路間接調(diào)頻的關(guān)鍵電路是調(diào)相電路，下面僅介紹常用的變?nèi)荩旅鎯H介紹常用的變?nèi)荻O管

40、調(diào)相電路。二極管調(diào)相電路。將變?nèi)荻O管接在高頻放大器的諧振回路里，就可構(gòu)成變將變?nèi)荻O管接在高頻放大器的諧振回路里，就可構(gòu)成變?nèi)荻O管調(diào)相電路。電路中，由于調(diào)制信號(hào)的作用使回路諧容二極管調(diào)相電路。電路中，由于調(diào)制信號(hào)的作用使回路諧振頻率改變，當(dāng)載波通過這個(gè)回路時(shí)由于失諧而產(chǎn)生相移，振頻率改變，當(dāng)載波通過這個(gè)回路時(shí)由于失諧而產(chǎn)生相移，從而獲得調(diào)相。從而獲得調(diào)相。下圖是單級(jí)諧振回路變?nèi)莨苷{(diào)相電路。下圖是單級(jí)諧振回路變?nèi)莨苷{(diào)相電路。 上圖（上圖（a a）中，變?nèi)莨艿碾娙荩┲?，變?nèi)莨艿碾娙輏 j和電感組成諧振回路，和電感組成諧振回路，作為變?nèi)菹嘁凭W(wǎng)絡(luò)。作為變?nèi)菹嘁凭W(wǎng)絡(luò)。和和是諧振賄賂輸入和輸出端上的是

41、諧振賄賂輸入和輸出端上的隔離電阻，隔離電阻，是偏壓電源與調(diào)制信號(hào)源之間的隔離電阻。是偏壓電源與調(diào)制信號(hào)源之間的隔離電阻。三個(gè)三個(gè). .電容對(duì)高頻短路，而對(duì)調(diào)制信號(hào)開路。電容對(duì)高頻短路，而對(duì)調(diào)制信號(hào)開路。下圖是采用三級(jí)單回路級(jí)聯(lián)構(gòu)成的電路。下圖是采用三級(jí)單回路級(jí)聯(lián)構(gòu)成的電路。圖中，每個(gè)回路都由變?nèi)莨苷{(diào)相電路，而各變?nèi)莨艿碾娙輬D中，每個(gè)回路都由變?nèi)莨苷{(diào)相電路，而各變?nèi)莨艿碾娙菥芡徽{(diào)制信號(hào)調(diào)變。每個(gè)回路的值可由電阻均受同一調(diào)制信號(hào)調(diào)變。每個(gè)回路的值可由電阻、調(diào)節(jié)，以使三個(gè)回路產(chǎn)生相等的相移。為了減少調(diào)節(jié)，以使三個(gè)回路產(chǎn)生相等的相移。為了減少各回路的相互影響，各級(jí)回路之間都用各回路的相互影響，各級(jí)

42、回路之間都用p p的小電容耦的小電容耦合。這樣，電路總相移近似等于三級(jí)回路相移之和。因此，合。這樣，電路總相移近似等于三級(jí)回路相移之和。因此，電路可在電路可在范圍內(nèi)得到線形調(diào)相。范圍內(nèi)得到線形調(diào)相。6.106.10 調(diào)頻波的解調(diào)調(diào)頻波的解調(diào) 調(diào)角波包括調(diào)頻波和調(diào)相波調(diào)角波包括調(diào)頻波和調(diào)相波。其中。其中,調(diào)頻波的解調(diào)稱為頻調(diào)頻波的解調(diào)稱為頻率檢波率檢波,簡稱鑒頻簡稱鑒頻;完成鑒頻功能的電路稱為鑒頻器完成鑒頻功能的電路稱為鑒頻器;調(diào)相波調(diào)相波的解調(diào)稱為相位檢波的解調(diào)稱為相位檢波,簡稱鑒相簡稱鑒相,完成鑒相功能的電路稱為鑒完成鑒相功能的電路稱為鑒相器。它們的作用都是從已調(diào)波中檢出反映在頻率或相位相器

43、。它們的作用都是從已調(diào)波中檢出反映在頻率或相位變化上的調(diào)制信號(hào)變化上的調(diào)制信號(hào),但是所采用的方法卻不盡相同。但是所采用的方法卻不盡相同。 在調(diào)頻波中在調(diào)頻波中,調(diào)制信息包含在高頻振蕩頻率的變化量中。調(diào)制信息包含在高頻振蕩頻率的變化量中。所以所以,調(diào)頻波解調(diào)的任務(wù)調(diào)頻波解調(diào)的任務(wù),就是要求鑒頻器輸出信號(hào)與輸入調(diào)就是要求鑒頻器輸出信號(hào)與輸入調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的變化量成線形關(guān)系。換句話說頻波瞬時(shí)頻率的變化量成線形關(guān)系。換句話說,鑒頻器的作鑒頻器的作用是從調(diào)頻波中檢出音頻調(diào)制信號(hào)來。用是從調(diào)頻波中檢出音頻調(diào)制信號(hào)來。 對(duì)調(diào)頻波的檢波必須先將頻率的變化對(duì)調(diào)頻波的檢波必須先將頻率的變化, ,轉(zhuǎn)變成與音頻調(diào)轉(zhuǎn)變

44、成與音頻調(diào)制信號(hào)相應(yīng)的幅度變化制信號(hào)相應(yīng)的幅度變化, ,見下圖?；蛘咦兂烧伎障禂?shù)不同的見下圖?；蛘咦兂烧伎障禂?shù)不同的脈沖系列脈沖系列, ,再經(jīng)過幅度檢波或脈沖的整流再經(jīng)過幅度檢波或脈沖的整流, ,才能檢出音頻信才能檢出音頻信號(hào)。號(hào)。鑒頻器工作示意圖鑒頻器工作示意圖 鑒頻器的質(zhì)量指標(biāo)集中表現(xiàn)在鑒頻特性上。它的輸出電鑒頻器的質(zhì)量指標(biāo)集中表現(xiàn)在鑒頻特性上。它的輸出電壓的大小壓的大小u(t)與輸入調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率偏移之間的關(guān)系與輸入調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率偏移之間的關(guān)系,稱稱為鑒頻特性為鑒頻特性,如圖所示。如圖所示。鑒頻特性曲線鑒頻特性曲線1. 鑒頻跨導(dǎo)鑒頻跨導(dǎo)gd 所謂鑒頻跨導(dǎo)是指單位頻偏所產(chǎn)生輸出電壓的大

45、小所謂鑒頻跨導(dǎo)是指單位頻偏所產(chǎn)生輸出電壓的大小,即鑒即鑒頻特性的斜率頻特性的斜率,又稱為鑒頻靈敏度又稱為鑒頻靈敏度,用數(shù)學(xué)式表示為用數(shù)學(xué)式表示為cffddfdug2. 頻帶寬度頻帶寬度B 從從圖圖看出看出,只有特性曲線中間一部分線性較好。通常只有特性曲線中間一部分線性較好。通常2fm為頻帶寬度為頻帶寬度B。一般要求。一般要求B大于輸入調(diào)頻波頻偏的兩大于輸入調(diào)頻波頻偏的兩倍。倍。3. 非線性失真非線性失真 為了從調(diào)頻信號(hào)中無失真地解調(diào)出調(diào)制信號(hào)為了從調(diào)頻信號(hào)中無失真地解調(diào)出調(diào)制信號(hào),在在fc附近鑒頻附近鑒頻器輸出電壓器輸出電壓u與瞬時(shí)頻偏成比例與瞬時(shí)頻偏成比例,即在頻帶即在頻帶B內(nèi)應(yīng)為一條直內(nèi)應(yīng)

46、為一條直線線(鑒頻跨導(dǎo)鑒頻跨導(dǎo)gd為常數(shù)為常數(shù))。否則輸出電壓就不能真實(shí)地還原出。否則輸出電壓就不能真實(shí)地還原出調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào),產(chǎn)生非線性失真。產(chǎn)生非線性失真。4. 抑制寄生調(diào)幅的能力抑制寄生調(diào)幅的能力 對(duì)調(diào)頻信號(hào)的寄生調(diào)幅應(yīng)具有一定的抑制能力對(duì)調(diào)頻信號(hào)的寄生調(diào)幅應(yīng)具有一定的抑制能力,除比例鑒除比例鑒頻器外頻器外,一般都在鑒頻器前加限幅器。一般都在鑒頻器前加限幅器。6.10.16.10.1 斜率鑒頻器斜率鑒頻器 斜率鑒頻器是利用并聯(lián)斜率鑒頻器是利用并聯(lián)LC回路幅頻特性的傾斜部分將調(diào)回路幅頻特性的傾斜部分將調(diào)頻波變換成調(diào)幅調(diào)頻波頻波變換成調(diào)幅調(diào)頻波,它應(yīng)用于鑒頻范圍較大的場(chǎng)合。最它應(yīng)用于鑒頻范

47、圍較大的場(chǎng)合。最簡單的斜率鑒頻器由失諧單諧振回路和晶體二極管包絡(luò)檢簡單的斜率鑒頻器由失諧單諧振回路和晶體二極管包絡(luò)檢波器組成波器組成,該電路的線性范圍與靈敏度都是不理想的。因此該電路的線性范圍與靈敏度都是不理想的。因此,在要求較高的情況下在要求較高的情況下,廣泛應(yīng)用雙失諧回路斜率鑒頻器廣泛應(yīng)用雙失諧回路斜率鑒頻器,如如圖。圖。雙失諧回路斜率鑒頻器雙失諧回路斜率鑒頻器 這個(gè)電路是由兩個(gè)單失諧回路斜率鑒頻器構(gòu)成的。其中這個(gè)電路是由兩個(gè)單失諧回路斜率鑒頻器構(gòu)成的。其中,第第一個(gè)回路的諧振頻率一個(gè)回路的諧振頻率f1低于調(diào)頻波的中心頻率低于調(diào)頻波的中心頻率fc,第二個(gè)回路的第二個(gè)回路的諧振頻率諧振頻率f

48、2高于高于fc,并且把他們的輸出相減。當(dāng)這兩個(gè)鑒頻器的并且把他們的輸出相減。當(dāng)這兩個(gè)鑒頻器的特性與參數(shù)相同特性與參數(shù)相同,且且fc-f1=f2-fc時(shí)就得到時(shí)就得到u(f)的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線,即鑒頻即鑒頻特性曲線。顯然特性曲線。顯然 )()()(21fufufuoo 其鑒頻特性的靈敏度線性范圍都比單失諧回路的斜鑒其鑒頻特性的靈敏度線性范圍都比單失諧回路的斜鑒頻器大有改善。頻器大有改善。6.10.26.10.2 相位鑒頻器相位鑒頻器 相位鑒頻器是利用耦合電路的相頻特性來實(shí)現(xiàn)將調(diào)頻波變相位鑒頻器是利用耦合電路的相頻特性來實(shí)現(xiàn)將調(diào)頻波變換為調(diào)幅調(diào)頻波的，它是將調(diào)頻信號(hào)的頻率變化轉(zhuǎn)換為兩個(gè)換為調(diào)幅調(diào)

49、頻波的，它是將調(diào)頻信號(hào)的頻率變化轉(zhuǎn)換為兩個(gè)電壓之間的相位變化電壓之間的相位變化,再將這相位變化轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的幅度變?cè)賹⑦@相位變化轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的幅度變化化,然后利用幅度檢波器檢出幅度的變化。這樣然后利用幅度檢波器檢出幅度的變化。這樣,幅度的變化幅度的變化就反映了頻率的變化。就反映了頻率的變化。 常用的相位鑒頻器有電感耦合相位鑒頻器和電容耦合相位常用的相位鑒頻器有電感耦合相位鑒頻器和電容耦合相位鑒頻器兩種。鑒頻器兩種。接加到高頻扼流圈接加到高頻扼流圈L3兩端。同時(shí)兩端。同時(shí)L3又是二極管檢波器的直流又是二極管檢波器的直流通路。電壓通路。電壓 通過互感通過互感M在在L2、C2并聯(lián)回路兩端產(chǎn)生電壓并聯(lián)回路

50、兩端產(chǎn)生電壓 ,c點(diǎn)是電感點(diǎn)是電感L2的中點(diǎn)的中點(diǎn),L2上下兩半線圈的電壓各為。上下兩半線圈的電壓各為。二極管二極管VD1、VD2,兩個(gè)電阻兩個(gè)電阻R,兩只電容兩只電容C3、C4構(gòu)成兩個(gè)對(duì)稱構(gòu)成兩個(gè)對(duì)稱的的 幅度檢波器。這樣幅度檢波器。這樣,可將可將圖圖 (a)簡化為簡化為圖圖 (b)所示的等效電所示的等效電路。路。1U2U22U 電感耦合相位鑒頻器的原理圖電感耦合相位鑒頻器的原理圖如圖如圖。初級(jí)回路。初級(jí)回路L1C1、次級(jí)次級(jí)回路回路L2C2都調(diào)協(xié)到調(diào)頻波的中心角頻率都調(diào)協(xié)到調(diào)頻波的中心角頻率c上上,兩個(gè)回路的耦兩個(gè)回路的耦合途徑有二合途徑有二:一是通過互感一是通過互感M耦合耦合,二是通過耦

51、合電容二是通過耦合電容C0耦耦合。因合。因C0、C4容量取得較大容量取得較大,對(duì)高頻可視為短路對(duì)高頻可視為短路,故可直故可直相位鑒頻器原理圖相位鑒頻器原理圖鑒頻器的輸出電壓為鑒頻器的輸出電壓為 u=uo1-uo2=Kd(UD1-UD2) (6.10.5)式中式中Kd為幅度檢波器的電壓傳輸系數(shù)。為幅度檢波器的電壓傳輸系數(shù)。 由上式可知由上式可知,鑒頻器的輸出音頻電壓鑒頻器的輸出音頻電壓u不僅與加到二極管不僅與加到二極管兩端高頻電壓的幅值有關(guān)兩端高頻電壓的幅值有關(guān),還與還與 、 的大小及他們之間的大小及他們之間的相位有關(guān)。的相位有關(guān)。1U2U 6.10.36.10.3 比例鑒頻器比例鑒頻器相位鑒頻

52、器中相位鑒頻器中, ,輸入信號(hào)的幅度變化必將導(dǎo)致輸出波形的輸入信號(hào)的幅度變化必將導(dǎo)致輸出波形的失真。發(fā)射機(jī)的調(diào)制特性或接收機(jī)的諧振曲線的不理想以失真。發(fā)射機(jī)的調(diào)制特性或接收機(jī)的諧振曲線的不理想以及外界干擾和內(nèi)部噪聲的影響及外界干擾和內(nèi)部噪聲的影響, ,使鑒頻器輸入端的調(diào)頻信號(hào)使鑒頻器輸入端的調(diào)頻信號(hào)引起寄生調(diào)幅。因此引起寄生調(diào)幅。因此, ,相位鑒頻器前必須加限幅器。為了有相位鑒頻器前必須加限幅器。為了有效限幅效限幅, ,往往要求限幅器輸入端的電壓在往往要求限幅器輸入端的電壓在1v1v量級(jí)量級(jí), ,這就需要這就需要限幅器以前有較大的放大量限幅器以前有較大的放大量, ,即要求接收機(jī)的級(jí)數(shù)增加。比即

53、要求接收機(jī)的級(jí)數(shù)增加。比例鑒頻器就是這種兼有鑒頻和限幅功能的電路例鑒頻器就是這種兼有鑒頻和限幅功能的電路, ,如圖所示如圖所示。比例鑒頻器及其等效電路比例鑒頻器及其等效電路將相位鑒頻器和比例鑒頻器比較，不同的地方只是幅度檢波將相位鑒頻器和比例鑒頻器比較，不同的地方只是幅度檢波器部分，其區(qū)別是：器部分，其區(qū)別是：在在fg兩端并接了一個(gè)大容量的電容兩端并接了一個(gè)大容量的電容5，一般取為，一般取為10，5與（與（R3+R4）的時(shí)間常數(shù)約為）的時(shí)間常數(shù)約為0.10.2s。這樣，。這樣，在檢波過程中，這個(gè)并聯(lián)電路對(duì)在檢波過程中，這個(gè)并聯(lián)電路對(duì)15Hz以上變化的寄生調(diào)幅以上變化的寄生調(diào)幅有惰性，使其兩端的

54、電壓來不及跟著變化，而保持在某一恒有惰性，使其兩端的電壓來不及跟著變化，而保持在某一恒定的電平上。定的電平上。檢波電阻中點(diǎn)和檢波電容中點(diǎn)斷開，輸出電壓取自檢波電阻中點(diǎn)和檢波電容中點(diǎn)斷開，輸出電壓取自de兩端，而不是取自兩端，而不是取自fg兩端。在負(fù)載電阻兩端。在負(fù)載電阻RL中，中，C4和和C3放放電電流的方向相反因而起到了差動(dòng)輸出的作用。電電流的方向相反因而起到了差動(dòng)輸出的作用。圖圖 (a)中，中，CL數(shù)值的選取應(yīng)對(duì)高頻短路，對(duì)音頻開路。數(shù)值的選取應(yīng)對(duì)高頻短路，對(duì)音頻開路。 為了構(gòu)成檢波器的直流通路，為了構(gòu)成檢波器的直流通路，VD1、VD2的連接方向相的連接方向相反，這樣，電容反，這樣，電容C

55、3、C4兩端的電壓兩端的電壓uo1與與uo2之和，而不是兩之和，而不是兩者之差。者之差。 在在UD1與與UD2相同的條件下，比例鑒頻器輸出音頻電壓的相同的條件下，比例鑒頻器輸出音頻電壓的幅度比相位鑒頻器的音頻電壓幅度小一半。即鑒頻跨導(dǎo)幅度比相位鑒頻器的音頻電壓幅度小一半。即鑒頻跨導(dǎo)gd小一半；小一半； 和相位鑒頻器比較，因?yàn)椴ㄐ巫儞Q部分沒有變。和相位鑒頻器比較，因?yàn)椴ㄐ巫儞Q部分沒有變。6.10.4 移相乘積鑒頻器 其鑒頻原理為：先將調(diào)頻波通過移相器變成相位變化，其鑒頻原理為：先將調(diào)頻波通過移相器變成相位變化，然后將相位變化變成相應(yīng)的幅度變化，從而還原出音頻信然后將相位變化變成相應(yīng)的幅度變化，從

56、而還原出音頻信號(hào)來號(hào)來。 移相乘積鑒頻器的基本原理移相乘積鑒頻器的基本原理如圖如圖。自中放級(jí)輸出的信號(hào)。自中放級(jí)輸出的信號(hào)一路直接送到乘法器一路直接送到乘法器( )，另外一路經(jīng)過移相器送到乘法器，另外一路經(jīng)過移相器送到乘法器( )。當(dāng)調(diào)頻波沒有頻率偏移，即等于中頻頻率時(shí)，。當(dāng)調(diào)頻波沒有頻率偏移，即等于中頻頻率時(shí)， 和和 的相位差為的相位差為90,經(jīng)過乘法器后輸出的占空比為經(jīng)過乘法器后輸出的占空比為1的脈沖波的脈沖波,平均電流為一直流平均電流為一直流,即無輸出。以此直流電平作為基準(zhǔn)點(diǎn)或即無輸出。以此直流電平作為基準(zhǔn)點(diǎn)或1U2U1U2U零點(diǎn)。當(dāng)頻率往高或低偏移時(shí)零點(diǎn)。當(dāng)頻率往高或低偏移時(shí), 和和

57、的相位差也在的相位差也在90上上下做相應(yīng)變化。于是乘法器輸出脈沖的占空比相應(yīng)變化。下做相應(yīng)變化。于是乘法器輸出脈沖的占空比相應(yīng)變化。這種變化，經(jīng)過低通濾波器，整流出的平均值也隨之變這種變化，經(jīng)過低通濾波器，整流出的平均值也隨之變化，而這種變化正是音頻調(diào)制波?；?，而這種變化正是音頻調(diào)制波。1U2U移相乘積鑒頻器方框圖移相乘積鑒頻器方框圖6.10.56.10.5 脈沖均值鑒頻器脈沖均值鑒頻器 脈沖均值鑒頻器就是利用調(diào)頻波的過零信息脈沖均值鑒頻器就是利用調(diào)頻波的過零信息。因?yàn)檎{(diào)頻。因?yàn)檎{(diào)頻波的頻率是隨調(diào)制信號(hào)而變化的波的頻率是隨調(diào)制信號(hào)而變化的, ,所以所以, ,他們?cè)谙嗤臅r(shí)間他們?cè)谙嗤臅r(shí)間間隔

58、內(nèi)過零點(diǎn)的數(shù)目就會(huì)不相同。在頻率高的地方過零點(diǎn)間隔內(nèi)過零點(diǎn)的數(shù)目就會(huì)不相同。在頻率高的地方過零點(diǎn)的數(shù)目就多的數(shù)目就多, ,而在頻率低的地方過零點(diǎn)的數(shù)目就少。利用而在頻率低的地方過零點(diǎn)的數(shù)目就少。利用這個(gè)特點(diǎn)這個(gè)特點(diǎn), ,在每個(gè)過零點(diǎn)處形成一個(gè)等幅等寬的脈沖在每個(gè)過零點(diǎn)處形成一個(gè)等幅等寬的脈沖, ,那么那么, ,這個(gè)脈沖序列的平均分量就反應(yīng)了頻率的變化。用濾波器這個(gè)脈沖序列的平均分量就反應(yīng)了頻率的變化。用濾波器取出這個(gè)平均分量就是所需的調(diào)制信號(hào)。取出這個(gè)平均分量就是所需的調(diào)制信號(hào)。 調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的變化調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的變化, ,直接表現(xiàn)為調(diào)頻信號(hào)通過零值時(shí)直接表現(xiàn)為調(diào)頻信號(hào)通過零值時(shí)的點(diǎn)的點(diǎn)(

59、(簡稱過零點(diǎn)簡稱過零點(diǎn)) )的疏密變化。如果在從負(fù)變?yōu)檎倪^零的疏密變化。如果在從負(fù)變?yōu)檎倪^零點(diǎn)點(diǎn)( (簡稱正過零點(diǎn)簡稱正過零點(diǎn)) )處形成一個(gè)振幅為處形成一個(gè)振幅為U U、寬度為、寬度為的矩形脈的矩形脈沖沖, ,就可以將原始的脈沖波變換成一個(gè)重復(fù)頻率受到調(diào)制的就可以將原始的脈沖波變換成一個(gè)重復(fù)頻率受到調(diào)制的矩形脈沖序列矩形脈沖序列, ,其重復(fù)頻率的調(diào)制規(guī)律與調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的其重復(fù)頻率的調(diào)制規(guī)律與調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的調(diào)制規(guī)律相同調(diào)制規(guī)律相同, ,如圖所示如圖所示。如果在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)該矩形。如果在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)該矩形脈沖的個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)計(jì)數(shù), ,則所得的數(shù)目的變化規(guī)律就反映了調(diào)頻波則所得的數(shù)目的

60、變化規(guī)律就反映了調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的變化規(guī)律。瞬時(shí)頻率的變化規(guī)律。將調(diào)頻波變換成重復(fù)頻率受到調(diào)制的矩形脈沖序列將調(diào)頻波變換成重復(fù)頻率受到調(diào)制的矩形脈沖序列* *6.10.66.10.6 鎖相環(huán)鑒頻器鎖相環(huán)鑒頻器 鎖相環(huán)鑒頻器與跟相環(huán)鑒頻器請(qǐng)參閱鎖相環(huán)鑒頻器與跟相環(huán)鑒頻器請(qǐng)參閱第第8 8章、章、第第9 9章章?？肌？紤]慮鑒頻器的歸類鑒頻器的歸類, ,在這一節(jié)里只做簡單介紹。在這一節(jié)里只做簡單介紹。 這種鑒頻器是應(yīng)用了現(xiàn)代的鎖相環(huán)技術(shù)這種鑒頻器是應(yīng)用了現(xiàn)代的鎖相環(huán)技術(shù), ,能夠獲得較好能夠獲得較好的性能。它最初用在高檔調(diào)諧器中的性能。它最初用在高檔調(diào)諧器中, ,隨著集成電路的普及隨著集成電路的普及,