無線電通信-83-相位鑒頻器及比例鑒頻器課件

8.8調(diào)角信號(hào)解調(diào)調(diào)頻波的解調(diào)又稱頻率檢波，簡稱鑒頻，要求輸出信號(hào)與輸入調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率的變化成正比；調(diào)相波的解調(diào)又稱相位檢波，簡稱鑒相。①振幅鑒頻器（斜率鑒頻器）②相位鑒頻器③比例鑒頻器④脈沖計(jì)數(shù)器鑒頻等實(shí)用的鑒頻器：鑒頻的方法①第一類鑒頻方法：首先進(jìn)行波形變換，將等幅調(diào)頻波變成幅度隨瞬時(shí)頻率變化的調(diào)幅波，然后用振幅檢波器將幅度的變換檢測出來；②第二類鑒頻方法：對(duì)調(diào)頻波通過零點(diǎn)的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，單位時(shí)間內(nèi)的數(shù)目正比于調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率；③第三類鑒頻方法：利用移相器與符合門電路配合實(shí)現(xiàn)。鑒頻器的主要技術(shù)指標(biāo):

鑒頻特性曲線1、鑒頻跨導(dǎo)S中心頻率附近，單位頻偏引起的輸出電壓的變化量：

鑒頻跨導(dǎo)越大，鑒頻特性曲線越陡峭，鑒頻能力越強(qiáng)

2、鑒頻靈敏度主要是指為使鑒頻器正常工作所需的輸入調(diào)頻波的幅度，其值越小，鑒頻器靈敏度越高。4、寄生調(diào)幅抑制能力5、盡可能減小產(chǎn)生調(diào)頻波失真的各種因素的影響，提高對(duì)電源和溫度變化的穩(wěn)定性①FM波—(頻幅變換)—FM/AM②FM/AM—(包絡(luò)檢波)—恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)振幅鑒頻器（斜率鑒頻器)振幅鑒頻器的基本原理：

頻-幅變換器包絡(luò)檢波器

檢波最簡單的頻幅變換電路就是并聯(lián)諧振回路:利用失調(diào)回路中幅頻特性曲線的傾斜部分來實(shí)現(xiàn)鑒頻，解調(diào)后失真較大，是一種原始類型的鑒頻器，現(xiàn)在已很少采用，但它對(duì)理解振幅鑒頻器對(duì)FM波的解調(diào)有很直觀的意義。

8.8相位鑒頻器相位鑒頻器的基本原理：利用回路的相位頻率特性將調(diào)頻波變?yōu)檎{(diào)幅/調(diào)頻波，然后用振幅檢波器恢復(fù)調(diào)制信號(hào)。常用的相位鑒頻器電路有兩種，即電感耦合相位鑒頻器和電容耦合相位鑒頻器。本節(jié)主要討論電感耦合相位鑒頻器，原理電路圖如下圖：波形變換幅度檢波耦合諧振回路完成波形變換對(duì)稱包絡(luò)檢波器

電路說明

工作原理由圖可以看出，初級(jí)回路電流經(jīng)互感耦合，在次級(jí)回路兩端感應(yīng)產(chǎn)生次級(jí)回路電壓。加在兩個(gè)振幅檢波器的輸入信號(hào)分別為

(8.8.1)

(8.8.2)為了使分析簡單起見，先作兩個(gè)合乎實(shí)際的假定：近似得到右圖所示等效電路，圖8.8.2次級(jí)回路的等效電路

初級(jí)電流在次級(jí)回路中感應(yīng)產(chǎn)生串

聯(lián)電動(dòng)勢(8.8.4)式中，正、負(fù)號(hào)取決于初次級(jí)線圈的繞向。(8.8.3)

1)初次級(jí)回路的品質(zhì)因數(shù)均較高；2)初、次級(jí)回路之間的互感耦合比較弱。這樣，在估算初級(jí)回路電流時(shí)，就不必考慮初級(jí)回路自身的損耗電阻和從次級(jí)反射到初級(jí)的損耗電阻。根據(jù)右圖等效電路求出：式中，X2=XL2–XC2是次級(jí)回路總電抗，可正可負(fù)，還可為零。這取決于信號(hào)頻率?，F(xiàn)在假設(shè)線圈的繞向使該式取負(fù)號(hào)。將式(8.8.3)代入式(8.8.4)，得(8.8.5)(8.8.6)①從式可以看出，當(dāng)信號(hào)頻率fin等于中心頻率f0(即回路諧振頻率)時(shí)，X2=0，于是該式表明，次級(jí)回路電壓比初級(jí)回路電壓超前。(8.8.7)X2=XL2–XC2②當(dāng)信號(hào)頻率fin高于中心頻率f0時(shí)，XL2＞XC2，即X2＞0。這時(shí)次級(jí)回路總阻抗為式中，是Z2的模，其值為是Z2的相角，其值為將Z2的關(guān)系式代入上式，得該式表明，當(dāng)信號(hào)頻率高于中心頻率時(shí)，Z2呈感性，θ>0，次級(jí)回路電壓超前于初級(jí)回路電壓一個(gè)小于的角度。X2=XL2–XC2③當(dāng)fin＜f0時(shí)，Z2呈容性，θ<0Z2呈容性，θ<0即超前于一個(gè)大于的相角。根據(jù)式(8.8.1)、式(8.8.2)和上面的相位關(guān)系的分析，畫出圖所示的矢量圖。fin=f0

fin>f0

θ>0圖8.8.3相位鑒頻器矢量圖VD2V12VD190-qVab2Vab2–fin<f0θ<0

（8.8.10）

(a)正極性鑒頻曲線

(b)負(fù)極性鑒頻曲線圖(a)為正極性鑒頻曲線，鑒頻跨導(dǎo)S＞0。若次級(jí)線圈的同名端相反，則為負(fù)極性鑒頻，鑒頻跨導(dǎo)S＜0，如圖(b)所示。

正極性鑒頻曲線負(fù)極性鑒頻曲線原因：當(dāng)頻率超過一定范圍，超出了輸入電路通頻帶，耦合回路的頻率響應(yīng)曲線的影響變得顯著，導(dǎo)致輸出電壓大小也隨著頻移的加大而下降，最后反而使鑒頻器的輸出電壓下降。因此，S型鑒頻特性曲線的線性區(qū)間兩邊的邊界應(yīng)對(duì)應(yīng)于耦合回路頻率響應(yīng)曲線通頻帶的兩個(gè)半邊界點(diǎn)，即半功率點(diǎn)。前面介紹的相位鑒頻器，當(dāng)輸入調(diào)頻信號(hào)的振幅發(fā)生變化時(shí)，輸出電壓也會(huì)發(fā)生變化，因此由各種噪聲和干擾引起的輸入信號(hào)寄生調(diào)幅，都將在其輸出端反映出來。為了抑制噪聲及干擾，在鑒頻器前必須增設(shè)限幅器。而比例鑒頻器具有自限幅功能，因而采用它可以省去外加的限幅器。8.9比例鑒頻器比例鑒頻器的原理電路其波形變換部分與相位鑒頻器基本相同，電路上差別主要有以下幾點(diǎn)：(1)負(fù)載RL接在MN之間，輸出電壓由M，N引出(M為正)。(2)R1和R2兩端并接大電容C6(一般為10F)，使得在檢波過程中ab間的端電壓基本保持不變。(3)D1和D2按環(huán)路順接，以保持直流通路，因此C3和C