角度調(diào)制與解調(diào)

第6章角度調(diào)制與解調(diào)第6章角度調(diào)制與解調(diào)頻譜的搬移：線性：幅度調(diào)制（AM）：頻譜的結(jié)構(gòu)不變。非線性：角度調(diào)制（FM、PM）：頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，且調(diào)制后的帶寬比調(diào)制信號的帶寬大得多。

頻率調(diào)制

（FM調(diào)頻）：高頻振蕩信號的頻率按調(diào)制信號的規(guī)律變化（瞬時頻率變化的大小與調(diào)制信號成線性關(guān)系），而振幅保持恒定的一種調(diào)制方式。

解調(diào)：鑒頻或頻率檢波。

相位調(diào)制

（PM調(diào)相）：高頻振蕩信號的相位按調(diào)制信號的規(guī)律變化，而振幅保持恒定的一種調(diào)制方式。

解調(diào)：鑒相或相位檢波。

角度調(diào)制雖然頻帶利用率不高，但其抗干擾和噪聲的能力較強。調(diào)頻波和調(diào)相波都表現(xiàn)為相位角的變化，只是變化的規(guī)律不同而已。調(diào)頻必調(diào)相，調(diào)相必調(diào)頻；鑒頻可以鑒相，鑒相也可以鑒頻。

角度調(diào)制第6章角度調(diào)制與解調(diào)2

2主要內(nèi)容：6.1角度調(diào)制原理6.2調(diào)頻電路6.3鑒頻電路第6章角度調(diào)制與解調(diào)36.1角度調(diào)制原理

6.1.1調(diào)頻和調(diào)相信號的參數(shù)與波形

1、調(diào)頻信號的參數(shù)（單音頻）和波形：

設(shè)：調(diào)制信號：uΩ(t)=UΩmcosΩt,載波信號：uC=UCmcosωct,則根據(jù)頻率調(diào)制的定義,已調(diào)信號應(yīng)為：其中，調(diào)頻信號的瞬時角頻率為式中kf為比例常數(shù)。(6―1)第6章角度調(diào)制與解調(diào)4

瞬時相位φ(t)是瞬時角頻率ω(t)對時間的積分,即：式中,φ0為信號的起始角頻率。為了分析方便,不妨設(shè)φ0=0,則式（6―2）變?yōu)橛缮鲜娇梢?，調(diào)頻的結(jié)果也引起了載波瞬時相位的變化。（6―2）

（6―3）

第6章角度調(diào)制與解調(diào)5FM波的表示式為：(6―4)調(diào)頻指數(shù)mf：調(diào)頻信號的最大相偏，也就是相對于調(diào)制信號的最大頻偏最大頻偏Δωm：瞬時角頻率ω（t）偏移ωc的幅度。調(diào)頻波的波形如圖6-1所示。第6章角度調(diào)制與解調(diào)6圖6―1調(diào)頻波波形=kf

UΩm＝ωct第6章角度調(diào)制與解調(diào)7圖6―2調(diào)頻波Δfm、mf與F的關(guān)系

結(jié)論：1、幅度不變，頻率（相位）隨uΩ（t）變，通過信號的疏密或通過零點的個數(shù)而定；2、各種干擾主要表現(xiàn)在振幅上，因此，調(diào)頻波的抗干擾能力強。第6章角度調(diào)制與解調(diào)82．調(diào)相信號的參數(shù)（單音頻）和波形：

調(diào)相波是其瞬時相位以未調(diào)載波相位φc為中心按調(diào)制信號規(guī)律變化的等幅高頻振蕩。如uΩ(t)=UΩmcosΩt,并令φ0=0,則其瞬時相位為

（6―5）從而得到調(diào)相信號為

（6―6）

調(diào)相指數(shù)mp：調(diào)相信號的最大相偏Δ

φm第6章角度調(diào)制與解調(diào)9調(diào)相波的瞬時頻率為（6―7）

圖6―3調(diào)相波Δfm、mp與F的關(guān)系最大頻偏Δωm：瞬時角頻率ω（t）偏移ωc的幅度。由（6-7）可見，調(diào)相的結(jié)果也引起了載波瞬時頻率的變化。第6章角度調(diào)制與解調(diào)10

圖6―4調(diào)相波波形第6章角度調(diào)制與解調(diào)11表6―1調(diào)頻波與調(diào)相波的比較表

3．調(diào)頻波與調(diào)相波的比較調(diào)頻波與調(diào)相波的比較見表6―1。第6章角度調(diào)制與解調(diào)12

圖6―5調(diào)頻與調(diào)相的關(guān)系例：1、已知載波頻率為10MHz，幅度為5V，用單音頻信號調(diào)頻，調(diào)制信號頻率為5kHz，產(chǎn)生的最大頻偏為8kHz，試寫出該調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表達式。2、一調(diào)角波受單音正弦信號調(diào)制，其瞬時頻率為，已知調(diào)角波的幅度為10V。（1）此調(diào)角波是調(diào)頻波還是調(diào)相波，寫出其數(shù)學(xué)表達式。（2）求此調(diào)角波的最大頻偏和調(diào)制指數(shù)。第6章角度調(diào)制與解調(diào)136.1.2調(diào)頻波的頻譜

1．調(diào)頻波的展開式因為式（6―4）中的是周期為2π/Ω的周期性時間函數(shù),可以將它展開為傅氏級數(shù),其基波角頻率為Ω,即（6―8）

（6―9）

式中Jn(mf)是間數(shù)為mf的n階第一類貝塞爾函數(shù),它可以用無窮級數(shù)進行計算:第6章角度調(diào)制與解調(diào)14它隨mf變化的曲線如圖6―6所示,并具有以下特性:

Jn(mf)=J-n(mf),n為偶數(shù)

Jn(mf)=－J-n(mf),n為奇數(shù)因而,調(diào)頻波的級數(shù)展開式為（6―10）結(jié)論：1、載波ωc及ωc±nΩ的無限對上下邊頻分量構(gòu)成；2、n為偶數(shù)上下邊頻相同，n為奇數(shù)時上下邊頻相反。第6章角度調(diào)制與解調(diào)15圖6―6第一類貝塞爾函數(shù)曲線

第6章角度調(diào)制與解調(diào)16

2．調(diào)頻波的頻譜結(jié)構(gòu)和特點

將（6-10）進一步展開,有

uFM(t)=Ucm［J0(mf)cosωct+J1(mf)cos(ωc+Ω)t-J1(mf)cos(ωc-Ω)t+J2(mf)cos(ωc+2Ω)t+J2(mf)cos(ωc-2Ω)t+J3(mf)cos(ωc+3Ω)t-J3(mf)cos(ωc-3Ω)t+…］

（6―11）

第6章角度調(diào)制與解調(diào)17圖6―7單頻調(diào)制時FM波的振幅譜（a）Ω為常數(shù);（b）Δωm為常數(shù)

結(jié)論：由于貝塞爾函數(shù)總趨勢：1、mf較小時，邊頻分量隨n增大而減?。?、mf>1時，有些邊頻分量幅度會增大，只有更遠的才又減??；3、mf增加（a）靠增加Δωm實現(xiàn)；（b）靠減小調(diào)制頻率實現(xiàn)。

第6章角度調(diào)制與解調(diào)186.1.3調(diào)頻波的信號帶寬

通常采用的準則是,信號的頻帶寬度應(yīng)包括幅度大于未調(diào)載波1%以上的邊頻分量,即

1、當mf很大時,n/mf趨近于1。因此,應(yīng)將n=mf的邊頻包括在頻帶內(nèi),此時帶寬為（6―12）2、當mf很小時,如mf<0.5,為窄頻帶調(diào)頻,此時（6―13）第6章角度調(diào)制與解調(diào)193、對于一般情況,應(yīng)將n=mf＋1的邊頻包括在頻帶內(nèi)，帶寬為（6―14）更準確的調(diào)頻波帶寬計算公式為（6―15）

當調(diào)制信號不是單一頻率時,由于調(diào)頻是非線性過程,其頻譜要復(fù)雜得多。比如有F1、F2兩個調(diào)制頻率,則根據(jù)式(6-10)可寫出第6章角度調(diào)制與解調(diào)20至于PM波的頻譜及帶寬,其分析方法與FM相同。調(diào)相信號帶寬為

(6―16)第6章角度調(diào)制與解調(diào)216.1.4調(diào)頻波的功率調(diào)頻信號uFM(t)在電阻RL上消耗的平均功率為

由于余弦項的正交性,總和的均方值等于各項均方值的總和,由式（6―10）可得（6―17）

（6―18）

（6―19）

第6章角度調(diào)制與解調(diào)22結(jié)論：1、總功率不變；2、mf增加，能量從ωc向ωc+Ω分配；3、功率分配原則與mf有關(guān)。第6章角度調(diào)制與解調(diào)236.1.5調(diào)頻制的應(yīng)用1、調(diào)頻廣播調(diào)頻廣播的頻率范圍：88～108MHz，頻道間隔為200kHz，最高調(diào)制頻率Fmax＝15kHz，最大頻偏△fm＝75kHz，帶寬Bs＝180kHz。2、廣播電視廣播電視的頻率范圍：48.5～985MHz，頻道間隔為8MHz。電視伴音信號采用調(diào)頻制傳輸，最高調(diào)制頻率Fmax＝15kHz，最大頻偏△fm＝50kHz，帶寬Bs＝130kHz。3、衛(wèi)星廣播電視衛(wèi)星廣播電視的最高頻率為12GHz，最高圖像調(diào)制頻率為4.5MHz，最大頻偏△fm＝17MHz，帶寬Bs＝26MHz。衛(wèi)星廣播電視的伴音信號采用脈沖編碼調(diào)制）。第6章角度調(diào)制與解調(diào)24在本節(jié)結(jié)束前,要強調(diào)幾點:（1）角度調(diào)制是非線性調(diào)制,在單頻調(diào)制時會出現(xiàn)（ωc±nΩ）分量,在多頻調(diào)制時還會出現(xiàn)交叉調(diào)制（ωc±nΩ1±kΩ2+…）分量。（2）調(diào)頻的頻譜結(jié)構(gòu)與mf密切相關(guān)。mf大,頻帶寬。（3）與AM制相比，角度調(diào)制方式的設(shè)備利用率高,因其平均功率與最大功率一樣。第6章角度調(diào)制與解調(diào)256.2調(diào)頻電路

6.2.1調(diào)頻器特性

對于圖6－8的調(diào)頻特性的要求如下:（1）調(diào)制特性線性要好。

（2）調(diào)制靈敏度要高。

（3）載波性能要好。中心頻率穩(wěn)定度要高。

圖6―8調(diào)頻特性曲線(6-20)(6-21)第6章角度調(diào)制與解調(diào)266.2.2調(diào)頻方法

分類：直接調(diào)頻法：調(diào)制器與振蕩器和二為一，特點是頻偏大，但中心頻率穩(wěn)定度不高。間接調(diào)頻法：矢量合成法可變移相法可變延時法特點是中心頻率穩(wěn)定度高，但頻偏較小。

1．直接調(diào)頻法這種方法一般是用調(diào)制電壓直接控制振蕩器的振蕩頻率，使振蕩頻率f(t)按調(diào)制電壓的規(guī)律變化。若被控制的是LC振蕩器，則只需控制振蕩回路的某個電抗元件(L或C)，使其參數(shù)隨調(diào)制電壓變化,就可達到直接調(diào)頻的目的。第6章角度調(diào)制與解調(diào)27

2．間接調(diào)頻法實現(xiàn)間接調(diào)頻的關(guān)鍵是如何進行相位調(diào)制。通常,實現(xiàn)相位調(diào)制的方法有如下三種:(1）矢量合成法，如圖6-9所示。這種方法主要針對的是窄帶的調(diào)頻或調(diào)相信號。對于單音調(diào)相信號

uPM=Ucmcos(ωct+mpcosΩt)=Ucmcosωctcos(mpcosΩt)-Ucmsin(mpcosΩt)sinωct當mp≤π/12時,上式近似為

uPM≈Ucmcosωct-UcmmpcosΩtsinωct

同樣對于單音調(diào)頻信號有：

ufM≈Ucmcosωct-UcmmfsinΩtsinωct(6-22)(6-23)第6章角度調(diào)制與解調(diào)28圖6―9矢量合成法+-第6章角度調(diào)制與解調(diào)29(2）可變移相法?？勺円葡喾ň褪抢谜{(diào)制信號控制移相網(wǎng)絡(luò)或諧振回路的電抗或電阻元件來實現(xiàn)調(diào)相。(3）可變延時法。將載波信號通過一可控延時網(wǎng)絡(luò),延時時間τ受調(diào)制信號控制,即

τ=kduΩ(t)則輸出信號為

u=Ucosωc(t-τ)=Ucos［ωct-kdωcuΩ(t)］由此可知,輸出信號已變成調(diào)相信號了。

第6章角度調(diào)制與解調(diào)306.2.3直接調(diào)頻電路

1.變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路1)變?nèi)荻O管調(diào)頻原理其結(jié)電容Cj與在其兩端所加反偏電壓u之間存在著如下關(guān)系:Cj:結(jié)電容；C0:零偏電容；u:電容兩端電壓；uφ:二極管壘勢電位差，0.7或0.3；r:二極管變?nèi)葜笖?shù)；第6章角度調(diào)制與解調(diào)31

圖6―10變?nèi)莨艿腃j～u曲線

第6章角度調(diào)制與解調(diào)32靜態(tài)工作點為u=EQ時,變?nèi)荻O管結(jié)電容為（6―25）

設(shè)在變?nèi)荻O管上加的調(diào)制信號電壓為

uΩ(t)=UΩmcosΩt,則（6―26）

第6章角度調(diào)制與解調(diào)33將式（6―26）代入式（6―24）,得(6―27)m=UΩm/EQ+uφ~UΩ/EQ:

電容調(diào)制度（電容受電壓影響變化的程度）

第6章角度調(diào)制與解調(diào)342)變?nèi)荻O管直接調(diào)頻性能分析（1）Cj為回路總電容。圖6―11為一變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路,Cj作為回路總電容接入回路。圖6-11（b）是圖6―11（a）振蕩回路的簡化高頻電路。由此可知,若變?nèi)莨苌霞觰Ω(t),就會使得Cj隨時間變化（時變電容）,如圖6―12(a)所示,此時振蕩頻率為（6―28）第6章角度調(diào)制與解調(diào)35圖6―11變?nèi)莨茏鳛榛芈房傠娙萑拷尤牖芈?/p>

第6章角度調(diào)制與解調(diào)36圖6―12變?nèi)莨芫€性調(diào)頻原理第6章角度調(diào)制與解調(diào)37振蕩頻率隨時間變化的曲線如圖6―12(b)所示。

1、若γ=2,具有線性調(diào)頻特性：（6―29）2、γ≠2,這時,式（6―28）可以展開成冪級數(shù)第6章角度調(diào)制與解調(diào)38忽略高次項,上式可近似為(6―30)二次諧波失真系數(shù)可用下式求出:(6―31)調(diào)頻靈敏度可以通過調(diào)制特性或式（6―30）求出。根據(jù)調(diào)頻靈敏度的定義,有從（6-30）可以看出，只有m很小時，才可以認為具有線性調(diào)制特性，但m過小，頻偏△ωm和調(diào)制靈敏度kf都要減小，因此實際電路中，總是設(shè)法使變?nèi)荻O管工作在r＝2的區(qū)域。（6―32）第6章角度調(diào)制與解調(diào)39（2）Cj作為回路部分電容接入回路。在實際應(yīng)用中，通常γ≠2，Cj作為回路電容將會使調(diào)頻特性出現(xiàn)非線性,輸出信號的頻率穩(wěn)定度也將下降。因此，通常利用對變?nèi)荻O管串聯(lián)或并聯(lián)電容的方法來調(diào)整回路總電容C與電壓u之間的特性。第6章角度調(diào)制與解調(diào)40圖6―13Cj與固定電容串、并聯(lián)后的特性第6章角度調(diào)制與解調(diào)41圖6―14變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路舉例（a）實際電路;（b）等效電路

圖6-14所示的是變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路。（1）高頻振蕩電路采用電容三點式振蕩電路。（2）調(diào)制信號通過高頻扼流圈加到兩個背靠背的變?nèi)荻O管上，變?nèi)荻O管經(jīng)33pF電容接入振蕩回路，實現(xiàn)調(diào)頻。（3）改變偏置電壓和電感L可以實現(xiàn)中心頻率的調(diào)整。第6章角度調(diào)制與解調(diào)42

2.晶體振蕩器直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管（對LC振蕩器）直接調(diào)頻電路的中心頻率穩(wěn)定度較差。為得到高穩(wěn)定度調(diào)頻信號，須采取穩(wěn)頻措施,如增加自動頻率微調(diào)電路或鎖相環(huán)路（第9章討論）。還有一種穩(wěn)頻的簡單方法是直接對晶體振蕩器調(diào)頻。第6章角度調(diào)制與解調(diào)43圖6―15（a）為變?nèi)荻O管對晶體振蕩器直接調(diào)頻電路,圖（b）為其交流等效電路。由圖可知,此電路為并聯(lián)型晶振皮爾斯電路,其穩(wěn)定度高于密勒電路。其中,變?nèi)荻O管相當于晶體振蕩器中的微調(diào)電容，它與C1、C2的串聯(lián)等效電容作為石英諧振器的負載電容CL。此電路的振蕩頻率為（6―33）第6章角度調(diào)制與解調(diào)44

圖6―15晶體振蕩器直接調(diào)頻電路（a）實際電路;（b）交流等效電路（c）石英晶體等效電路（c）第6章角度調(diào)制與解調(diào)456.2.4間接調(diào)頻電路

圖6―16是一個變?nèi)荻O管調(diào)相電路。它將受調(diào)制信號控制的變?nèi)莨茏鳛檎袷幓芈返囊粋€元件。Lc1、Lc2為高頻扼流圈,分別防止高頻信號進入直流電源及調(diào)制信號源中。輸入的高頻振蕩信號可以來自穩(wěn)定度極高的晶振，電路的諧振頻率f0由L、C以及變?nèi)荻O管靜態(tài)結(jié)電容CjQ決定，等于輸入信號的晶振頻率。高Q并聯(lián)振蕩電路的電壓、電流間相移為（6―34）第6章角度調(diào)制與解調(diào)46圖6―16單回路變?nèi)莨苷{(diào)相器

第6章角度調(diào)制與解調(diào)47當Δφ＜π/6時,tanφ≈φ,上式簡化為設(shè)輸入調(diào)制信號為UΩmcosΩt，其瞬時頻偏(此處為回路諧振頻率的偏移)為（6―35）當Δφ＜π/6時,tanφ≈φ,上式簡化為

從上式可以看出當小頻偏引起小相偏的情況下，諧振回路的相移和調(diào)制信號是線性關(guān)系，能實現(xiàn)線性調(diào)相。

在圖6-16中，如果調(diào)制信號直接輸入，則是實現(xiàn)線性調(diào)相，而如果調(diào)制信號先經(jīng)過積分電路后再輸入，則是實現(xiàn)線性調(diào)頻。（6―36）第6章角度調(diào)制與解調(diào)48圖6―17三級回路級聯(lián)的移相器

單回路調(diào)相的頻偏很小，相移要控制在π/6之內(nèi)，為了獲得較大的頻偏，可以采用多級調(diào)相回路，如圖6-17所示的是三級回路級聯(lián)的調(diào)相器。每級均采用一個變?nèi)荻O管調(diào)相，各級之間用小電容耦合，以減小各回路間的相互影響，22kΩ的電阻用來調(diào)整回路的Q值，以保證三級相移一致。

三級相移之和為總相移，可以在π/2較大的范圍內(nèi)實現(xiàn)線性調(diào)相。第6章角度調(diào)制與解調(diào)496.3鑒頻電路

6.3.1鑒頻器特性

角調(diào)波的解調(diào)就是從角調(diào)波中恢復(fù)出原調(diào)制信號的過程。調(diào)頻波的解調(diào)電路稱為頻率檢波器或鑒頻器（FD）,調(diào)相波的解調(diào)電路稱為相位檢波器或鑒相器（PD）。圖6―18鑒頻器及鑒頻特性第6章角度調(diào)制與解調(diào)50圖6-18所示的是鑒頻器特性曲線。鑒頻器的特性指標有：（1）鑒頻跨導(dǎo)或鑒頻靈敏度ＳD所謂鑒頻跨導(dǎo)ＳD，就是鑒頻特性曲線在載頻處的斜率，它表示的是單位頻偏所能產(chǎn)生的解調(diào)輸出電壓。鑒頻跨導(dǎo)又叫鑒頻靈敏度，用公式表示為（2）線性范圍（帶寬BW）線性范圍指的是鑒頻特性曲線近似為直線的范圍BW。它表示的是鑒頻器不失真解調(diào)時所允許的最大頻率變化范圍，即2△fmax。（3）非線性失真（6―37）第6章角度調(diào)制與解調(diào)516.3.2鑒頻方法

1.斜率鑒頻法調(diào)頻波振幅恒定,故無法直接用包絡(luò)檢波器解調(diào)。鑒于二極管峰值包絡(luò)檢波器線路簡單、性能好，能否把包絡(luò)檢波器用于調(diào)頻解調(diào)器中呢？顯然，若能將等幅的調(diào)頻信號變換成振幅也隨瞬時頻率變化、既調(diào)頻又調(diào)幅的FM―AM波,就可以通過包絡(luò)檢波器解調(diào)此調(diào)頻信號。用此原理構(gòu)成的鑒頻器稱為斜率鑒頻器。其工作原理如圖6―19所示。(a)斜率鑒頻器框圖；(b)變換電路特性圖6―19斜率鑒頻器原理第6章角度調(diào)制與解調(diào)52

1）直接時域微分法－－微分鑒頻法設(shè)調(diào)制信號為uΩ=f(t),調(diào)頻波為對此式直接微分可得由上式的振幅可知它與調(diào)制信號是線性關(guān)系，它是通過微分變換得到的，可以通過包絡(luò)檢波將調(diào)制信號解調(diào)出來，電路框圖如6-20所示，具體電路如圖6-21所示。（6―38）（6―39）圖6―20微分鑒頻原理第6章角度調(diào)制與解調(diào)53圖6―21微分鑒頻電路第6章角度調(diào)制與解調(diào)54

2）斜率鑒頻法單失諧回路斜率鑒頻器

利用失諧回路把調(diào)頻信號變換成調(diào)幅－調(diào)頻波，再通過振幅檢波器檢出調(diào)幅－調(diào)頻波的包絡(luò)，還原出原調(diào)制信號。圖6-22所示的是單失諧回路斜率鑒頻器的電路及波形變換。實際工作中通過調(diào)整LC諧振頻率f0，使調(diào)頻波的中心頻率fc處于LC回路幅頻特性曲線傾斜部分，接近直線段的中心點，這樣單失諧回路即可將等幅的調(diào)頻波變換成幅度隨瞬時頻率變化的調(diào)幅－調(diào)頻波，然后再通過二極管峰值包絡(luò)檢波還原出原調(diào)制信號。第6章角度調(diào)制與解調(diào)55圖6―22單失諧回路斜率鑒頻器的電路和波形變換第6章角度調(diào)制與解調(diào)56雙失諧回路斜率鑒頻器雙失諧鑒頻器的輸出是取兩個帶通響應(yīng)之差，該鑒頻器的傳輸特性或鑒頻特性，如圖6-25中的實線所示。其中虛線為兩回路的諧振曲線。從圖看出，它可獲得較好的線性響應(yīng)，頻帶寬度，失真較小，靈敏度也高于單失諧回路鑒頻器。雙失諧回路斜率鑒頻器的電路及波形變換如圖6-23、6-24所示。實際工作時，為了保證工作的線性范圍，應(yīng)調(diào)整f02和f03，使f02-f03大于調(diào)頻波最大頻偏△fm的兩倍，且f02-fc=fc-f03。第6章角度調(diào)制與解調(diào)57圖6―23雙失諧平衡鑒頻器

第6章角度調(diào)制與解調(diào)58圖6―24圖6―23各點波形第6章角度調(diào)制與解調(diào)59圖6―25雙失諧鑒頻器的鑒頻特性第6章角度調(diào)制與解調(diào)60

2.相位鑒頻法相位鑒頻法的原理框圖如圖6―26所示。圖中的頻率—相位線性變換網(wǎng)絡(luò)，可以將等幅的調(diào)頻信號變成相位也隨瞬時頻率變化的、既調(diào)頻又調(diào)相的FM―PM波。

圖6―26相位鑒頻法的原理框圖

第6章角度調(diào)制與解調(diào)61

相位鑒頻法的關(guān)鍵是相位檢波器。相位檢波器或鑒相器就是用來檢出兩個信號之間的相位差，完成相位差—電壓變換作用的部件或電路。設(shè)輸入鑒相器的兩個信號分別為(6―40)(6―41)

同時加于鑒相器，鑒相器的輸出電壓uo是瞬時相位差的函數(shù)，即(6―42)第6章角度調(diào)制與解調(diào)62

1)乘積型相位鑒頻法利用乘積型鑒相器實現(xiàn)鑒頻的方法稱為乘積型相位鑒頻法或積分(Quadrature)鑒頻法。在乘積型相位鑒頻器中，線性相移網(wǎng)絡(luò)通常是單諧振回路(或耦合回路)，而相位檢波器為乘積型鑒相器，如圖6―27所示。

圖6―27乘積型相位鑒頻法

第6章角度調(diào)制與解調(diào)63

設(shè)乘法器的乘積因子為K，則經(jīng)過相乘器和低通濾波器后的輸出電壓為當時，上式變?yōu)?，可見鑒頻器輸出與輸入信號的頻偏成正比。

2)疊加型相位鑒頻法利用疊加型鑒相器實現(xiàn)鑒頻的方法稱為疊加型相位鑒頻法。對于疊加型鑒相器，就是先將u1和u2(式(6―40)和(6―41))相加，把兩者的相位差的變化轉(zhuǎn)換為合成信號的振幅變化，然后用包絡(luò)檢波器檢出其振幅變化，從而達到鑒相的目的。如圖6-28所示的是平衡式疊加型相位鑒頻器的框圖。(6―43)第6章角度調(diào)制與解調(diào)64圖6―28平衡式疊加型相位鑒頻器框圖第6章角度調(diào)制與解調(diào)65

3.直接脈沖計數(shù)式鑒頻法

調(diào)頻信號的信息寄托在已調(diào)波的頻率上。從某種意義上講，信號頻率就是信號電壓或電流波形單位時間內(nèi)過零點(或零交點)的次數(shù)。對于脈沖或數(shù)字信號，信號頻率就是信號脈沖的個數(shù)?；谶@種原理的鑒頻器稱為零交點鑒頻器或脈沖計數(shù)式鑒頻器。圖6-29所示的是直接脈沖計數(shù)式鑒頻器的原理框圖和波形變換圖。第6章角度調(diào)制與解調(diào)66圖6―29直接脈沖計數(shù)式鑒頻器第6章角度調(diào)制與解調(diào)676.3.3疊加型相位鑒頻電路

互感耦合相位鑒頻器又稱福斯特―西利(Foster―Seeley)鑒頻器，圖6-30是其典型電路。相移網(wǎng)絡(luò)為耦合回路。第6章角度調(diào)制與解調(diào)68圖6―30互感耦合相位鑒頻器第6章角度調(diào)制與解調(diào)69耦合因子，品質(zhì)因數(shù)，次級回路的阻抗角，廣義失諧。

1)頻率—相位變換頻率—相位變換是由圖6―31(a)所示的互感耦合回路完成的。頻率－相位變換電路的相頻特性如圖6-32所示。耦合回路的輸出電壓為：(6―44)第6章角度調(diào)制與解調(diào)70圖6―31互感耦合回路

第6章角度調(diào)制與解調(diào)71圖6―32頻率—相位變換電路的相頻特性第6章角度調(diào)制與解調(diào)72