調(diào)頻調(diào)相及其解調(diào)課件

§5-1概述一、角度調(diào)制的基本特性二、調(diào)頻波的實現(xiàn)方法三、變?nèi)荻壒艿奶匦院妥內(nèi)荻壒苤苯诱{(diào)頻的要求§5-1概述一、角度調(diào)制的基本特性二、調(diào)頻波的實現(xiàn)方法三§5-1概述1.調(diào)制的涵義

任意一高頻信號

稱為調(diào)幅(AM)稱為調(diào)頻(FM)稱為調(diào)相(PM)其中調(diào)頻和調(diào)相統(tǒng)稱為調(diào)角。一、角度調(diào)制的基本特性§5-1概述1.調(diào)制的涵義

任意一高頻信號稱為調(diào)2.

角度調(diào)制的基本特性

1)

在時域中的變化規(guī)律

i.

一般表達(dá)式

FM:PM:2.角度調(diào)制的基本特性FM:PM:ii)單音調(diào)制時調(diào)角波表達(dá)式FM：(最大角頻偏)

(調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù))ii)單音調(diào)制時調(diào)角波表達(dá)式FM：(最大角頻偏)(調(diào)頻波的PM：

PM：

iii）結(jié)論(FM與PM波形對比)◆FM與PM的共同點a）均是等幅波b）表示式均用Mf，MP和描述

◆FM與PM的不同點:角頻率平均值:瞬時角頻率變化的速度:瞬時角頻率偏離中心頻率的最大值iii）結(jié)論(FM與PM波形對比)◆FM與PM的共同點a)FM：b)PM:◆

緊密聯(lián)系2）在頻域中的變化規(guī)律調(diào)頻的實質(zhì)是——實現(xiàn)頻譜的非線性搬移a)FM：b)PM:◆緊密聯(lián)系2）在頻域中的變化規(guī)律調(diào)i)實現(xiàn)頻譜非線性搬移所以調(diào)頻是表現(xiàn)頻譜的非線性搬移。ii）頻帶寬度(Hz)

Mf<<1時為窄帶調(diào)頻,Mf>>1時為寬帶調(diào)頻,

實際頻帶寬度中n為階數(shù)，Mf為宗數(shù)若n=0，為載波分量若n≠0，為無窮多對邊帶分量◆◆有效頻帶寬度i)實現(xiàn)頻譜非線性搬移所以調(diào)頻是表現(xiàn)頻譜的非線性搬移。i3）能量關(guān)系說明：調(diào)頻波平均功率恒等于載波功率。若變化，僅僅是各個分量的能量發(fā)生變化，而保持總的平均功率不變。（載波功率）3）能量關(guān)系說明：（載波功率）二、調(diào)頻波的實現(xiàn)方法直接調(diào)頻正弦波直接調(diào)頻電抗管直接調(diào)頻變?nèi)荻O管直接調(diào)頻非正弦波直接調(diào)頻：最后必須轉(zhuǎn)換成正弦波調(diào)頻間接調(diào)頻矢量法移相法時延法單級變?nèi)萜鞫O管間接調(diào)頻多級變?nèi)萜鞫O管間接調(diào)頻二、調(diào)頻波的實現(xiàn)方法直接調(diào)頻正弦波直接調(diào)頻電抗管直接調(diào)頻變?nèi)萑⒆內(nèi)荻壒艿奶匦院妥內(nèi)荻壒苤苯诱{(diào)頻的要求1.變?nèi)荻壒艿奶匦云渲袨橥饧与妷篤B:PN結(jié)內(nèi)建電位差Cj(0):時的結(jié)電容n：變?nèi)荻壒艿淖內(nèi)葜笖?shù)三、變?nèi)荻壒艿奶匦院妥內(nèi)荻壒苤苯诱{(diào)頻的要求1.變?nèi)荻?.直接調(diào)頻性能要求◆中心頻率穩(wěn)定◆線性調(diào)制好◆調(diào)制靈敏度要求高◆要有大的最大角頻偏2.直接調(diào)頻性能要求◆中心頻率穩(wěn)定◆線性調(diào)制好◆調(diào)制靈敏§5-2變?nèi)荻壒艿闹苯诱{(diào)頻用調(diào)制信號控制高頻信號頻率，使頻率隨調(diào)制信號作線性變化的過程。一、變?nèi)莨苋拷尤胝袷幓芈?理想直接調(diào)頻)二、變?nèi)荻O管部分接入直接調(diào)頻三、變?nèi)荻壒苤苯诱{(diào)頻電路舉例§5-2變?nèi)荻壒艿闹苯诱{(diào)頻用調(diào)制信號控§5-2變?nèi)荻壒艿闹苯诱{(diào)頻一、變?nèi)莨苋拷尤胝袷幓芈?理想直接調(diào)頻)1.理想振蕩回路振蕩回路由L、Cj構(gòu)成，C1為高頻耦合電容，為高頻扼流圈，為高頻旁路電容等效回路§5-2變?nèi)荻壒艿闹苯诱{(diào)頻一、變?nèi)莨苋拷尤胝袷幓芈?2.實現(xiàn)理想直接調(diào)頻的條件◆實現(xiàn)理想直接調(diào)頻的條件：n=2◆最大角頻偏◆致命的缺點：中心頻率不穩(wěn)定2.實現(xiàn)理想直接調(diào)頻的條件◆實現(xiàn)理想直接調(diào)頻的條件：n二、變?nèi)荻O管部分接入直接調(diào)頻1.電容串并概念①Cj不串也不并②Cj串C2③Cj并C1④Cj串C2并C1二、變?nèi)荻O管部分接入直接調(diào)頻1.電容串并概念①Cj不串2.求部分接入直接調(diào)頻的◆分析◆結(jié)論：

●

串并后調(diào)制的線性改善，但犧牲了調(diào)制靈敏度，即kf↓●

實際n≠2，應(yīng)取n＞2，通過電容串并后使n↓≈2，即可實現(xiàn)近似理想的調(diào)頻。2.求部分接入直接調(diào)頻的◆分析◆結(jié)論：●串并后調(diào)制的◆結(jié)論：●

減低P倍，中心頻率穩(wěn)定度提高P倍●非線性失真系數(shù)即取小的m，取小的A，經(jīng)過電容串、并后可使A2→0，可實現(xiàn)近似理想直接調(diào)頻。●

提高頻率穩(wěn)定度和減小非線性失真均應(yīng)使◆結(jié)論：●減低P倍，中心頻率穩(wěn)定度提高P倍三、變?nèi)荻壒苤苯诱{(diào)頻電路舉例電路1.電路一三、變?nèi)荻壒苤苯诱{(diào)頻電路舉例電路1.電路一電路分析●直流供電●振蕩回路電路分析●直流供電●振蕩回路2.電路二電路2.電路二電路電路分析直流供電振蕩回路●●電路分析直流供電振蕩回路●●3.電路三：晶體直接調(diào)頻電路4.直接調(diào)頻電路特點：電路本身是振蕩器，屬變?nèi)莨懿糠纸尤霝檎袷幓芈返脑刂剖切盘?.電路三：晶體直接調(diào)頻電路4.直接調(diào)頻電路特點：電路§5-3變?nèi)荻壒艿拈g接調(diào)頻電路一、概述二、變?nèi)荻壒苷{(diào)相電路三、變?nèi)荻壒艿拈g接調(diào)頻§5-3變?nèi)荻壒艿拈g接調(diào)頻電路一、概述二、變?nèi)荻壒苷{(diào)§5-3變?nèi)荻壒艿拈g接調(diào)頻電路一、概述1.定義：若用信號實現(xiàn)調(diào)相，實際上就是對而言是實現(xiàn)調(diào)頻，則稱為間接調(diào)頻。2.實現(xiàn)方法矢量法：時延法移相法：§5-3變?nèi)荻壒艿拈g接調(diào)頻電路一、概述1.定義：若用

二、變?nèi)荻壒苷{(diào)相電路1.單級變?nèi)荻壒苷{(diào)相

工作原理●電路與等效電路◆●◆◆二、變?nèi)荻壒苷{(diào)相電路1.單級變?nèi)荻壒苷{(diào)相工作線性移相條件：

結(jié)論實現(xiàn)線性調(diào)相的條件：電路確定：若提高，必須采用多級移相網(wǎng)絡(luò)級聯(lián),,●◆◆◆◆◆線性移相條件：結(jié)論實現(xiàn)線性調(diào)相的條件：電路確定：若提高2.多級變?nèi)荻壒苷{(diào)相電路（以三級為例）2.多級變?nèi)荻壒苷{(diào)相電路（以三級為例）3.調(diào)相電路特點載波信號由外電路晶振提供，中心頻率穩(wěn)定Cj是移相網(wǎng)絡(luò)元件Cj受信號控制的三、變?nèi)荻壒艿拈g接調(diào)頻RC積分網(wǎng)絡(luò)條件：●●●3.調(diào)相電路特點載波信號由外電路晶振提供，中心頻率穩(wěn)定C1、單級變?nèi)荻壒荛g接調(diào)頻（電路舉例）●

工作原理

●

電路組成積分網(wǎng)絡(luò)1、單級變?nèi)荻壒荛g接調(diào)頻（電路舉例）●工作原理2.三級變?nèi)荻O管間接調(diào)頻●●若R3C3構(gòu)成積分網(wǎng)絡(luò)由三級單級變?nèi)莨荛g接調(diào)頻級連起來2.三級變?nèi)荻O管間接調(diào)頻●●若R3C3構(gòu)成積分網(wǎng)絡(luò)由三3.間接調(diào)頻電路的特點由外電路晶振提供，中心頻率穩(wěn)定Cj是移相網(wǎng)絡(luò)元件因積分網(wǎng)絡(luò)的存在，Cj受的積分信號的控制●●●●3.間接調(diào)頻電路的特點由外電路晶振提供，中心頻§5-4擴(kuò)大頻偏的方法一、擴(kuò)大頻偏的基本概念1.倍頻可以擴(kuò)大絕對頻偏，保持相對頻偏不變2.混頻保持絕對頻偏不變，提高相對頻偏二、擴(kuò)大頻偏的方法1.采用倍頻的方法2.既倍頻又混頻的方法3.電路采用平衡推挽的方法§5-4擴(kuò)大頻偏的方法一、擴(kuò)大頻偏的基本概念1.倍頻可以§5-5調(diào)頻波的解調(diào)（鑒頻）一、概念二、實現(xiàn)鑒頻的方法三、鑒頻器舉例§5-5調(diào)頻波的解調(diào)（鑒頻）一、概念二、實現(xiàn)鑒頻的方法三、§5-5調(diào)頻波的解調(diào)（鑒頻）一、概念1.定義：從調(diào)頻波中還原出瞬時頻率隨調(diào)制信號作線性變化的過程2.實現(xiàn)鑒頻方法的思考§5-5調(diào)頻波的解調(diào)（鑒頻）一、概念1.定義：從調(diào)頻波中3.波形的變化方法幅頻變換網(wǎng)絡(luò)線性移相網(wǎng)絡(luò)非線性變換網(wǎng)絡(luò)●●●3.波形的變化方法幅頻變換網(wǎng)絡(luò)線性移相網(wǎng)絡(luò)非線性變換網(wǎng)絡(luò)●二、實現(xiàn)鑒頻的方法1.用線性幅頻網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)鑒頻(為斜率鑒頻)2.用移相網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)鑒頻(為相位鑒頻)①相位檢波（鑒相）疊加型鑒相乘積型鑒相●●相位鑒頻是由移相網(wǎng)絡(luò)和相位檢波構(gòu)成的二、實現(xiàn)鑒頻的方法1.用線性幅頻網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)鑒頻(為斜率鑒頻)②相位鑒頻i）線性的移相網(wǎng)絡(luò)+疊加型檢相器=疊加型相位鑒頻器ii）線性的移相網(wǎng)絡(luò)+乘積型鑒相器=乘積型相位鑒頻器②相位鑒頻i）線性的移相網(wǎng)絡(luò)+疊加型檢相器=疊加型相位鑒頻器iii)非線性網(wǎng)絡(luò)+低通濾波器=脈沖數(shù)字式鑒頻器iii)非線性網(wǎng)絡(luò)+低通濾波器=脈沖數(shù)字式鑒頻器單失諧回路斜率鑒頻器

電路三、鑒頻器舉例1.斜率鑒頻器●單失諧回路斜率鑒頻器電路三、鑒頻器舉例1.斜率鑒頻器

工作原理

特點：是失諧在LC回路幅頻特性上升沿或下降沿線性段的中點?！瘛窆ぷ髟硖攸c：雙失諧回路斜率鑒頻器

電路●點擊演示雙失諧回路斜率鑒頻器電路●點擊演示

工作原理a）L1C1，L1C1的Q值是相同的b），而對稱地失諧在的兩側(cè)（即）c）包絡(luò)檢波器上下對稱

特點●●工作原理a）L1C1，L1C1的Q值是相同的b）集成電路中雙失諧斜率鑒頻器電路●集成電路中雙失諧斜率鑒頻器電路●工作原理◆

L1C1與C2構(gòu)成幅頻變換線性網(wǎng)絡(luò)，將輸入變換為兩個幅度按瞬時頻率變換的AM-FM波當(dāng)，得到為最大值V1max，為最小值V2min；當(dāng)從減小時，使L1C1并聯(lián)回路網(wǎng)絡(luò)呈感抗，與C2串聯(lián)諧振時，諧振頻率為，可得為最大值V2max，但回路總阻抗接近為零，所以為最小值V1minL1C1與C2的電抗曲線和幅頻特性◆●工作原理◆L1C1與C2構(gòu)成幅頻變換線性網(wǎng)絡(luò)，將分別加到T1、T2的基極（T1、T2

射隨器作為緩沖級，在T1、T2的射極輸出后分別加到兩個晶體管峰值包絡(luò)檢波器T3、T4的基極，T3、C3

，T4

、C4分別與T5、T6的輸入電阻構(gòu)成檢波器），則在T5、T6基極分別得到調(diào)解電壓：，經(jīng)T5，T6差分放大后單端輸出實現(xiàn)了鑒頻鑒頻特性曲線◆