高頻電子線路第十章角度調(diào)制與解調(diào)

調(diào)制的分類調(diào)制正弦波調(diào)制脈沖調(diào)制t模擬調(diào)制數(shù)字調(diào)制t調(diào)幅調(diào)角調(diào)頻調(diào)相第十章角度調(diào)制與解調(diào)(包括調(diào)頻與調(diào)相)本章結(jié)構(gòu)§10.1概述§10.2調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)制信號vΩ為標(biāo)準(zhǔn)余弦時(shí)調(diào)頻調(diào)相的表達(dá)式調(diào)制指數(shù)、最大頻偏的概念和計(jì)算頻帶寬度的計(jì)算§10.3調(diào)頻方法概述§10.4直接調(diào)頻電路簡介§10.5調(diào)頻信號的解調(diào)§10.1概述§10.1.1瞬時(shí)相位與瞬時(shí)頻率§10.1.2調(diào)頻與調(diào)相的概念與關(guān)系§10.1.1瞬時(shí)相位與瞬時(shí)頻率瞬時(shí)相位的概念t=0t=t1t=t2t=t3瞬時(shí)頻率在上頁的矢量圖中，如果矢量的旋轉(zhuǎn)速度（即角頻率ω）是不變的，那么瞬時(shí)相位但是如果矢量的旋轉(zhuǎn)速度“時(shí)快時(shí)慢”，那么如何求瞬時(shí)相位呢？瞬時(shí)頻率（續(xù)）我們定義，矢量在任意時(shí)刻旋轉(zhuǎn)的速度為這個(gè)旋轉(zhuǎn)矢量的瞬時(shí)角頻率，簡稱瞬時(shí)頻率則瞬時(shí)相位例題10.1t§10.1.2調(diào)頻與調(diào)相的概念與關(guān)系調(diào)頻的概念波的瞬時(shí)頻率隨著調(diào)制信號vΩ的大小變化而變化。載波頻率稱為調(diào)頻靈敏度其量綱為(rad/s)/伏特ttt調(diào)頻波的波形ttttt調(diào)頻波的通用表達(dá)式調(diào)相的概念與通用表達(dá)式波的瞬時(shí)相位與標(biāo)準(zhǔn)載波的相位差隨著調(diào)制信號vΩ的大小變化而變化。調(diào)頻與調(diào)相的關(guān)系即,對一個(gè)調(diào)制信號先積分再調(diào)相,等價(jià)于直接對這個(gè)信號進(jìn)行調(diào)頻從波形上對上述關(guān)系的驗(yàn)證ttt4π2π6π8π08π12π-2π10πt16π016π與方波的調(diào)頻波一樣調(diào)頻與調(diào)相的關(guān)系總結(jié)對一個(gè)信號h(t)先求導(dǎo)得到v(t),再對v(t)調(diào)頻,等價(jià)于直接對h(t)進(jìn)行調(diào)相反之,對一個(gè)調(diào)制信號v(t)先積分得h(t),再對h(t)調(diào)相,等價(jià)于對v(t)信號直接調(diào)頻。根據(jù)這個(gè)原理實(shí)現(xiàn)的調(diào)頻稱為間接調(diào)頻§1鼓0.痰2調(diào)角澇波的挎性質(zhì)§1衣0.甩2.霞1調(diào)制餃信號扒為單爺一余巖弦信顯號時(shí)菠調(diào)頻智波和相調(diào)相型波表往達(dá)式§1適0.棄2.水2調(diào)制薄指數(shù)挺（即溜最大駱相移折）輝、最槳大頻鋸偏及訂二者撇的關(guān)萌系§1桑0.箭2.接3調(diào)頻委波和膚調(diào)相蛛波的傍帶寬§1懷0.掘2.槳4為什夜么模踐擬信題號很梁少使丑用調(diào)農(nóng)相方弓式?§1峰0.惑2.者1調(diào)制濁信號捉為單劍一余稍弦信江號時(shí)農(nóng)調(diào)頻昆波和勵(lì)調(diào)相卷波表辯達(dá)式調(diào)制矩信號戚為單晃一余佳弦信賭號時(shí)織的調(diào)據(jù)頻波迅表達(dá)事式調(diào)制臭信號柜為單南一余蘆弦信淚號時(shí)抓的調(diào)陵相波撇表達(dá)棄式§1喊0.敗2.繳2調(diào)制敵指數(shù)煙（即妻最大醫(yī)相移幅）孟、最練大頻游偏餓及二員者的遙關(guān)系調(diào)頻己波的女最大癢頻偏調(diào)相界波的縣最大迷頻偏例題10巡壽.2已知譜一調(diào)毅頻波淚表達(dá)街式為求調(diào)事制指薦數(shù)和腰最大雨頻偏作業(yè)教材45正3~耗45邁4頁習(xí)題10里.3只做(1達(dá))(撈2)問習(xí)題10儀.4§1艱0.觸2.思3調(diào)頻謀波和反調(diào)相咽波的昏帶寬這兩李個(gè)函俯數(shù)不剝是初麻等函積數(shù)，濤需要喜用貝患塞爾噴函數(shù)毅將其鉤展開塞爾函數(shù)是微分方程的解在物理學(xué)在求解圓柱體冷卻問題時(shí)提出的函數(shù)后來成為一個(gè)工具函數(shù)，可以用來展開嵌套的三角函數(shù)用貝屬塞爾嶺級數(shù)極展開沃嵌套拜三角耽函數(shù)調(diào)頻蒜波的濕頻譜攔成分…ωo-ΩΩΩωFM/PM的頻譜ωo+Ωωoωo+2Ωωo+3Ωωo+4Ωωo-2Ωωo-3Ωωo-4ΩΩωoω調(diào)制信號uΩ載波uo調(diào)頻寶波的船帶寬旋計(jì)算由頻歌譜可停見，mf如果木取值辣較大需，調(diào)安頻波忍的頻更譜可怠能是糧無限長寬的碧。但根鍋據(jù)貝書塞爾境函數(shù)蘆特點(diǎn)悟，頻循譜中90爐%能量笨集中鏟于2(絕mf+1農(nóng))F的帶凡寬內(nèi)記，其嗽中F=Ω/2π因此熄調(diào)頻疼波的超帶寬震通常戒按BW虛=2(義mf+1泡)F來計(jì)督算窄帶棗調(diào)頻瓦與寬禍帶調(diào)滋頻如果mf<1，稱鹽為窄答帶調(diào)箭頻，信此時(shí)BW蔽≈2莖F主要斥用于吸警察辨、政遞府、酬消防怠專用持通信如果mf>>的1，稱詠為寬可帶調(diào)艷頻，斑此時(shí)BW巡壽≈2嶄mfF=撞2Δfma尤xΔfma濾x為最載大頻寶偏主要今用于劈燕高保奏真度待的調(diào)免頻電筑臺(tái)例題10超.3活(教材41理1頁例10蓄.2晝.1危)調(diào)制沾信號景的最陰大頻綢率變芝化了10魔0倍，怒但調(diào)王頻波瓜的帶圓寬變?yōu)a化很奇小，要這是枝調(diào)頻盯比調(diào)喜相的墨優(yōu)越市之處在上煤題中里，為亦什么展最大帝頻偏仿可以運(yùn)是常件數(shù)？關(guān)于肝調(diào)頻限波的權(quán)功率§1包0.揪2.煎4為什扎么模澆擬信鐘號很蛙少使蛋用調(diào)驗(yàn)相方戰(zhàn)式?§1皮0.查3調(diào)頻踩方法滑概述根據(jù)兇調(diào)頻沖和調(diào)商相的引內(nèi)在敵關(guān)系夸，可數(shù)分為直接起調(diào)頻間接潑調(diào)頻戰(zhàn)（對禁調(diào)制倦信號仁先積堪分再曉調(diào)相閘）§1圍0.府3.閃1直接值調(diào)頻俯原理用調(diào)蛇制信紛號改惡變LC器件娘的值婆，從件而改薯變諧執(zhí)振頻需率，繁完成胡調(diào)頻夠作用利用C性質(zhì)性器件舞（如廚變?nèi)莸侄O機(jī)管）顧的壓罵控特羅性利用L器件芝的流昨控特蝦性利用倉三端踢式振護(hù)蕩器油中三極極管浙參數(shù)知受調(diào)硬制信恭號控棵制而陳改變口的原再理利用牢晶體蝕振蕩想器電炊路(適于赴窄帶巡壽調(diào)頻)基于易高頻意三極稀管90餅18的調(diào)廊頻實(shí)孝用電類路§1價(jià)0.慶3.燃2間接攪調(diào)頻漸原理載波振蕩秒器緩沖電路防止瘦振蕩快器受惰后面滿電路嫂干擾調(diào)相蒜器調(diào)制扎信號積分環(huán)電路調(diào)頻差信號補(bǔ)充喬例題調(diào)角波u（t）=1蔬0c源os(2ⅹ106t妄+尸10擔(dān)co筍s2孤00愛0π手t)（V），試確咸定:（1）最遺大頻也偏；兼（2）最貿(mào)大相刺偏；（3）信群號緣瑞帶寬計(jì)；需（4）此緣瑞信號將在單巾位電捧阻上踢的功追率；（5）能院否確躍定這獨(dú)是FM波還隙是PM波？解§1宵0.掏4直接怕調(diào)頻召電路類簡介變?nèi)菔ザO根管調(diào)超頻原厭理電迫路+uR-LCjC1C2VTLCjC1C2VTLDC3C4ECR2+uΩ-R14.實(shí)用頃變?nèi)菁夜芏髽O調(diào)冊頻電限路（1）L1，C1、C2串聯(lián)襲，C3和反玩向串改聯(lián)的晚兩個(gè)魔變?nèi)菸ǘO擺管，戴三個(gè)皮支路辮并聯(lián)煮組成消電容告反饋暖三點(diǎn)億式振扔蕩電孕路。(2)直流偏置電壓-UQ同時(shí)加在兩個(gè)變?nèi)荻O管的正極，調(diào)制信號經(jīng)L4扼流圈加在二極管負(fù)極上，二個(gè)二極管的動(dòng)態(tài)偏置為：

（3）兩個(gè)變?nèi)荻O管串聯(lián)后的總電容

C‘j與C3串聯(lián)后接入振蕩回路，對振蕩回路來說是部分接入，提高穩(wěn)定性同時(shí)可降低調(diào)制指數(shù)（4）兩夸變?nèi)萸贫O畜管反缸向串狠聯(lián)，節(jié)對高縱頻信免號而瘡言，老加到兩管忍的高吊頻電機(jī)壓降摔低一憂半，巨可減箱弱高搜頻電準(zhǔn)壓對穿結(jié)電飼壓的影蜂響，硬另外嚼在高找頻電器壓的最任一炮半周謀內(nèi)，恥一個(gè)粒變?nèi)荽蚬芗纳揠娙萆湓龃竽?，而饒另一警個(gè)減爛少，伸使結(jié)筋電容母的變腔化不額對稱性泛相互館抵消阻，從岡而消看弱寄到生調(diào)爽制。仿真休息1休息2C1C2L1C3Cj1Cj2C1C3Cj1Cj2uΩR1R2LeReC2L1CbC4C5C6C7L2L3+-VT-UQECL4ud在要惕求調(diào)伶頻波味中心稿頻率遲穩(wěn)定保度較崇高，怎而頻怕偏較湖小的汪場合皮，可立以采仆用直圣接對呼晶體捧振蕩撤器調(diào)陜頻的滅方法冰。晶體倉振蕩未器直愉接調(diào)政頻電路1．晶疼體振沒蕩器瘡直接綁調(diào)頻淹原理右圖鳳為并宅聯(lián)型Pi話er省ce際Os照ci告ll碼at墾or，其振玩蕩頻宴率為振：式中：Cg為晶體的動(dòng)態(tài)電容，C

o：晶體的靜態(tài)電容，

，f

q：晶體的串聯(lián)諧振頻率。在電路中，當(dāng)Cj變化時(shí)，CL變化，從而使晶體振蕩器的振蕩頻率也發(fā)生變化，如果壓控元件Cj受調(diào)制電壓 控制，則PierceOscillator就成為一個(gè)晶體調(diào)頻振蕩器。注意霞：晶攤體在峽電路折中呈握現(xiàn)為傘一個(gè)園等效備電感來，故只夠能工精作于艦晶體兼的串傅聯(lián)諧渡振頻伏率fq與并爸聯(lián)諧謊振頻應(yīng)率fp之間，而fq與fp之間獻(xiàn)的頻興率變其化范藝圍只障有量級，再加上Cj的串聯(lián)，晶體的可調(diào)振蕩頻率更窄。

C2ClCjJT例如準(zhǔn)載頻息為40汪MH裂Z的晶聰體調(diào)理頻振令蕩器尼，能駁獲得耗最大集頻偏厘只有7.懇5K孩HZ，所以斧采用樂晶體前調(diào)頻武振蕩蜻器雖捉然可硬以獲擺得較閉高的沃頻率碑穩(wěn)定瀉度，汽但缺點(diǎn)仇是最供大頻饅偏很柜小，實(shí)傘際中多需要舒采用游擴(kuò)大炮頻偏碑的措斷施。擴(kuò)大具頻偏崇的方?jīng)龇ㄓ刑鎯煞N房誠：晶體趕支路恰中串閣接小論電感廟；利用π型網(wǎng)舉絡(luò)進(jìn)吉行阻墻抗變變換來誓擴(kuò)展組晶體肚呈現(xiàn)笨感性的庭工作粉頻率葛范圍銷。晶體枕調(diào)頻垮振蕩鏡器的庸實(shí)際諷電路C1C2CjLJT采用串接小電感L的方法來擴(kuò)大調(diào)頻的頻偏，變?nèi)荻O管的反向偏壓由EC經(jīng)穩(wěn)壓管VDZ穩(wěn)壓后經(jīng)RZ2=2.4k和W1=47k電位器分壓后，經(jīng)R=10K電阻加至變?nèi)莨苷龢O。改變47K電位器W1的活動(dòng)端可以調(diào)整變?nèi)莨艿腢o從而改變Cj，把調(diào)頻器的中心頻率調(diào)至規(guī)定值。調(diào)制信號經(jīng)電位器W2加于變?nèi)莨躒D，改變4.7KΩ電位器W2的活動(dòng)頭，可以調(diào)整加在變?nèi)荻O管上的調(diào)制信號電壓幅值，從而獲得要求的頻偏。-Uo+C5uΩ(t)W1W2VDJTCLRb1Rb2C1C2ReC3ECRz2Rz1VDzRC4+-§1剛0.壯5調(diào)頻失信號徐的解舍調(diào)與調(diào)家頻的質(zhì)過程竭相反跡，解爭調(diào)時(shí)班需要牙將頻請率的心變化沖轉(zhuǎn)換車成電瓦壓的詠?zhàn)兓?，這墊一過唇程稱執(zhí)為“挺鑒頻扯”常見蒙的鑒弄頻器失有振幅設(shè)鑒頻相位哀鑒頻比例咳鑒頻計(jì)數(shù)脾器鑒趁頻等振幅為鑒頻債原理頻率—幅度線性變換網(wǎng)絡(luò)包絡(luò)檢波器uFMtuFM-AMtuΩt最簡疼單的派頻—幅變城換電猾路就但是并聯(lián)刷諧振溜回路，其役工作貧特點(diǎn)剛：失調(diào)速單回命路振掛幅鑒紡頻器FM信號工作在并聯(lián)諧振回路的失諧區(qū)，即（ ），當(dāng)FM波電流流過回路時(shí)，由于瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號而變化，對于不同的瞬時(shí)頻偏，失諧回路阻抗不同，回路輸出電壓 振幅將隨瞬時(shí)頻偏 的變化而變化，即可完成 變換。

fofpfpius(fo)計(jì)數(shù)互器鑒醋頻先對艘調(diào)頻或波進(jìn)駛行放萌大限糟幅，擔(dān)轉(zhuǎn)換負(fù)成數(shù)陸字信驚號；利用籍?dāng)?shù)字銳電路贈(zèng)計(jì)數(shù)董器對科上述協(xié)信號秧進(jìn)行賓周期奶性的顏計(jì)數(shù)泉（如曲每一介秒清敲零并關(guān)重新這計(jì)數(shù)近）；顯然霞調(diào)頻破波的宰瞬時(shí)賀頻率勾越大低，一爭個(gè)計(jì)隊(duì)數(shù)周錫期內(nèi)做的計(jì)挑數(shù)值帶越大沫；將此峰計(jì)數(shù)梢值通南過D/揭A電路賞轉(zhuǎn)換鄭成電遷壓信鈔號即框完成挎解調(diào)啟頻的捎過程剝。計(jì)數(shù)穗器鑒丙頻示食意圖鑒相器是用來比較兩個(gè)同頻輸入電壓 和 的相位，而輸出電壓是兩個(gè)輸入電壓相位差的函數(shù)，

即當(dāng)線性鑒相的情況下，輸出電壓與兩個(gè)輸入電壓的瞬時(shí)相位差成正比。

鑒相器鑒相讀器可財(cái)實(shí)現(xiàn)PM信號你的解換調(diào)，隊(duì)但也廣程泛用我于解造調(diào)FM信號，以秒及鎖相伍技術(shù)欠及頻皇率合怪成技瞞術(shù)中。痛如在佩以后皆介紹拳的相移瓦鑒頻沖器和正交屑鑒頻傅器都有惕具體怪應(yīng)用搞。鑒相產(chǎn)器的滾實(shí)現(xiàn)環(huán)方法型：帽乘積杯型鑒記相器疊加吵型鑒慮相器相位封鑒頻邀器（鑒輛相器ph攻as云e興de退te訓(xùn)ct撲or）其中：的瞬時(shí)相位。的瞬時(shí)相位。即則相乘器的輸出信號 為：1乘積教型鑒熊相器?。╬r昨od喬uc鋼t飛ph閣as賴e錦de誘te剝ct暈or）下圖緊為乘曲積型胃鑒相向器的采組成