通信電子線路高如云第9章 角度調(diào)制的應(yīng)用

1、第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 9.1 角度調(diào)制與振幅調(diào)制系統(tǒng)的性能比較角度調(diào)制與振幅調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 9.2 調(diào)頻廣播調(diào)頻廣播 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 9.1 角度調(diào)制與振幅調(diào)制系統(tǒng)的性能比較角度調(diào)制與振幅調(diào)制系統(tǒng)的性能比較 9.1.1 抗噪聲干擾性能 1. 信噪比增益 已調(diào)波信號(hào)在信道中傳輸會(huì)受到干擾。一般常見(jiàn) 的是加性干擾。加性干擾是指在接收到的已調(diào)波信號(hào) 上疊加了干擾。加性干擾按其性質(zhì)可分為兩類。一類 是脈沖干擾，如閃電、工業(yè)電火花、電器開(kāi)關(guān)的通斷 等原因造成的干擾，它對(duì)已調(diào)波造成的影響是短暫的、 突發(fā)

2、性的。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 另一種是起伏干擾，它主要來(lái)源于有源器件中電 子或載流子運(yùn)動(dòng)的起伏變化，如電阻的熱噪聲：天線 輻射等原因造成的干擾，它對(duì)已調(diào)波信號(hào)造成的影響 是連續(xù)的。在此主要研究起伏干擾的影響。 起伏干擾是各態(tài)歷經(jīng)的平穩(wěn)高斯白噪聲干擾。高 斯噪聲是指它的概率密度函數(shù)為正態(tài)分布；白噪聲是 指它的功率譜密度為均勻分布；平穩(wěn)是指其概率密度 函數(shù)與時(shí)間無(wú)關(guān)；各態(tài)歷經(jīng)是指其統(tǒng)計(jì)平均與時(shí)間平 均相等。調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲干擾的性能往往用解調(diào)器的 抗噪聲干擾能力來(lái)衡量。解調(diào)器抗噪聲干擾性能的模 型如圖9.1所示。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.1 解調(diào)器

3、抗噪聲性能模型 us(t) 帶 通 濾 波 器 信 道 n(t)Bi usi(t) ni(t) 解 調(diào) 器 uso(t) no(t) 接 收 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 已調(diào)波信號(hào)us(t)與噪聲n(t)在信道中疊加。在接收 端經(jīng)過(guò)帶通濾波器，濾除帶外噪聲，加在解調(diào)器輸入 端的是有用信號(hào)usi(t)和窄帶噪聲ni(t)。解調(diào)器輸出信號(hào) 為uso(t)，輸出噪聲為no(t)。描述解調(diào)器抗噪聲干擾的 能力用信噪比增益G表示。G的定義為 G 輸出信噪比 輸入信噪比 / / oo ii SN SN (9.11) 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 2. 振幅調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲

4、性能 (1)雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能。雙邊帶信號(hào)用 同步檢波器進(jìn)行解調(diào)。解調(diào)器的輸入信號(hào)為 usi(t)=u(t)cosCt 其平均功率等于 22 1 ( )( ) 2 isi Sutut 輸入的窄帶噪聲 ( )cossin( )cos( ) icCsCniCni n tntntUttt 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 nc(t)和ns(t)為窄帶隨機(jī)噪聲的正交分量。ni(t)的單 邊功率譜分布如圖9.2(a)所示。nc(t)、ns(t)的單邊功 率譜分布如圖9.2(b)所示。輸入噪聲的平均功率 22 0 ( ) iiniDSB Nn tn B (9.12) BDSB是濾取雙邊

5、帶信號(hào)的帶通濾波器帶寬，n0 是噪聲功率譜密度。輸入信噪比 2 0 ( ) 2 i iDBS Sut Nn B (9.13) 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.2 窄帶噪聲單邊功率譜 ffC n0 Sni( f ) Bi f 2n0 Snc( f ) , Sns( f ) Bi 2 0 (a)(b) 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 由于信號(hào)與噪聲是不相關(guān)的，所以輸出信號(hào)的平 均功率和輸出噪聲的平均功率可分開(kāi)計(jì)算。輸出信號(hào) 的平均功率 2 22 0 2 0 1 ( ) 4 1 ( ) 4 ( ) / 2 / o onoDSB o oDSB oo DBS ii Su

6、t Nutn B Sut Nn B SN G SN 輸出噪聲的平均功率 因此，輸出信噪比 信噪比增益 (9.14) (9.15) 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 (2) 單邊帶系統(tǒng)抗噪聲性能。同步檢波器輸入的是 單邊帶信號(hào) ( )( ) cos( )sin siCC ututtutt 22222 2 2 ( )( )cos( )sin ( )( )sin2 1 ( )( )sin2lim( ) ( )sin20 isiCC C T TC T C Sututtutt ut utt ut uttut T uttdt 因此 22 1 11 ( )( ) 22 Sutut 第第9 9章章

7、 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 BSSB是單邊帶調(diào)制系統(tǒng)的帶寬。輸入信噪比 2 0 ( ) i iSSB Sut Nn B (9.16) 輸出信噪比 2 0 ( ) o oSSB Sut Nn B (9.17) 則單邊帶調(diào)制系統(tǒng)的信噪比增益 1 SSB G (9.18) 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 (3) AM調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲能力。AM調(diào)幅系統(tǒng)檢波器 的輸入信號(hào)為 2222 0 222 0 ( )( )cos 11 ( )( ) 22 1( ) 2 sisiC isisi iAM isi iAM utUkutt SutUk ut Nn B SUk ut Nn B (9.19)

8、BAM是AM系統(tǒng)的帶寬。輸入信噪比 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 檢波器的輸出電壓在檢波器電壓傳輸系數(shù)等于1時(shí) uo(t)=Usi+ku(t)+nc(t) 輸出信號(hào)的平均功率 22 22 ( ) ( ) o ooAM o ooAM Sk ut Nn B Sk ut Nn B 輸出的噪聲平均功率 由此可得輸出信噪比 (9.110) 所以，在強(qiáng)信號(hào)的情況下，AM系統(tǒng)的信噪比增益 22 222 2( ) ( ) AM si k ut G Uk ut 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 當(dāng)ku(t)=maUsif(t),ma=1,f(t)=cost時(shí) 2 3 AM G (9.

9、111) 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 3.頻率調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲干擾性能 鑒頻器輸入信號(hào)為調(diào)頻信號(hào) 0 2 0 ( )cos( ) cos( ) 2 t sisiCm siCsi si i iFM utUtf t dt Utt U S Nn B 輸入信號(hào)的平均功率 輸入噪聲平均功率 BFM是調(diào)頻系統(tǒng)的帶寬。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 (1) 信號(hào)比噪聲強(qiáng)得多的情況：輸入信號(hào)與噪聲相 加的和信號(hào)為 ( )( )( )( )cos( ) ( )cos( ) siisiCsisiCsi iCsi utn tUttUttt u ttt 和信號(hào)、輸入信號(hào)、輸入噪聲之間的

10、矢量關(guān)系可用 圖9.3所示的矢量圖來(lái)表示。由圖可見(jiàn) sin() tan() cos() ninisi isi sininisi U UU 由于UsiUni，所以 tan() isiisi 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 則和信號(hào)的相位 sin() ninisi isi si U U 圖9.3 高信噪比輸入信號(hào)與噪聲的矢量合成 Uni ni si i Usi si Ui Uni 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 輸出噪聲與和信號(hào)相位噪聲之間是微分關(guān)系。根 據(jù)微分信號(hào)功率譜密度的公式，可知輸出噪聲的功率 譜密度等于22n0，它與頻率成平方的關(guān)系，如圖9.4所 示。因此鑒頻

11、器輸出噪聲的平均功率 22 23 00 22 0 2 2 3 0 2 2 3 3 4 ff o sisi om si o SS Nn dn UU S U Nn 由此可得鑒頻器的輸出信噪比為 (9.113) 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.4 鑒頻器輸出噪聲功率譜 f n0 Sni( f ) fC Bi f Sno(f) fC F F Bi 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 由于調(diào)頻指數(shù)mf=m/，調(diào)頻信號(hào)的帶寬 BFM=2(mf+1)，所以，從上式可導(dǎo)出輸出信噪比 2 2 3(1) 3(1) oi ff oi FMff SS mm NN Gmm (9.114)

12、(9.115) 鑒頻器的信噪比增益 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 當(dāng)mf=5時(shí)，信噪比增益等于450。顯然，調(diào)頻系統(tǒng) 抗噪聲干擾的能力大大優(yōu)于調(diào)幅系統(tǒng)。下面對(duì)調(diào)頻系 統(tǒng)和AM調(diào)幅系統(tǒng)的抗噪聲干擾性能做一個(gè)具體的比較。 為了對(duì)兩種系統(tǒng)的信號(hào)加以區(qū)分，分別加下綴AM和 FM以示區(qū)分。 根據(jù)(9.19)式，可知AM系統(tǒng)的輸入信號(hào)功率等于 222 11 ( ) 22 iAMsiAM SUk ut 當(dāng)ku(t)=UsiAMmaf(t),ma=1,f(t)=cost時(shí) 2 3 4 iAMsiAM SU 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 調(diào)頻系統(tǒng)的輸入信號(hào)功率 2 1 2 iFM

13、siFM SU 假設(shè)調(diào)頻系統(tǒng)與調(diào)幅系統(tǒng)的輸入信號(hào)功率相等。 即SiAM=SiFM。則 22 2 2 3 () 2 siAMsiFM osiFM AM ooAM UU SU Nn B AM調(diào)幅系統(tǒng)的輸出信噪比 (9.116) 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 在單一頻率調(diào)制情況，BAM=2，則 2 2 2 () 6 (/) 4.5 (/) (/) 4.5() (/) osiFM AM ooAM ooFM f ooAM ooFMFM ooAMAM SU Nn B SN m SN SNB SNB 把調(diào)頻系統(tǒng)輸出信噪比式(9.113)與調(diào)幅系統(tǒng)輸出信 噪比式(9.116)相比得 (9.11

14、6) (9.117) 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 (2)信號(hào)比噪聲弱得多的情況：在這種情況下，輸 入信號(hào)usi、輸入噪聲ni以及它們的和信號(hào)usi+ni之間的 矢量關(guān)系可以用圖9.5表示。由圖可求得 sin() tan() cos() sin() 1 sinsin() sisini ini nisisini si inisini ni ini offfsisini ni U UU U U ddd uSSSU dtdtUdt 由于UniUsi，則得和信號(hào)的相位 由此可得鑒頻器的輸出電壓 (9.119) 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 由于(9.119)式中兩項(xiàng)均為

15、噪聲，信號(hào)被噪聲擾 亂而無(wú)法提取，這也是噪聲門限效應(yīng)。噪聲門限值的 大小與調(diào)頻指數(shù)mf大小有關(guān)，mf越大，噪聲門限值越 高。當(dāng)輸入信噪比低于噪聲門限時(shí)，輸出信噪比就會(huì) 急劇下降，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)解調(diào)。輸出信噪比與輸入信 噪比的關(guān)系可以用圖9.6描述。圖中示出了DSB系統(tǒng)輸 出信噪比與輸入信噪比的關(guān)系，它是通過(guò)原點(diǎn)的一條 直線，不存在門限效應(yīng)。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.5 低信噪比輸入信號(hào)與噪聲的矢量合成 Usi si ni i Uni Ui Usi sin(sini) Usi cos(sini) 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.6 信噪比改善與噪聲門

16、限 0 10 20 30 40 10 20 30 40 / dB AM DSB (同步檢波) FM FM mf = 5 mf = 1 So No / dB Si Ni 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.7 高頻分量的提升與恢復(fù) (a)預(yù)加重電路； (b)去加重電路 C R1 R2 (a) f H( f ) 0f1f2 R C (b) H( f ) f 0f1 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 9.1.2 其他方面 1.信號(hào)帶寬 調(diào)頻系統(tǒng)噪聲性能的改善完全是依靠增加帶寬換 取的。由于調(diào)頻系統(tǒng)占用的帶寬寬，因而這種系統(tǒng)只 適用于在高頻以上的波段工作。為了節(jié)約頻帶，解決

17、 電臺(tái)擁擠問(wèn)題，許多情況仍采用AM調(diào)制或單邊帶調(diào)制。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 2. 發(fā)射機(jī)的功率電平 由于調(diào)頻信號(hào)是等幅波，它的最大功率就是平均 功率，所以調(diào)頻系統(tǒng)可充分利用發(fā)射管。而調(diào)幅系統(tǒng)， 當(dāng)ma=1時(shí)，最大功率約等于平均功率的2.7倍，這樣發(fā) 射管的選取應(yīng)按最大功率要求。而工作過(guò)程中，大部 分時(shí)間都處于平均功率狀態(tài)，因此發(fā)射管不能充分利 用。此外，調(diào)幅信號(hào)振幅變化，對(duì)發(fā)射管的耐壓也提 出了較高的要求。調(diào)幅發(fā)射機(jī)的調(diào)試往往由于工作的 不慎，很易引起發(fā)射管的損壞，因此也給使用帶來(lái)許 多不便。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 3.設(shè)備復(fù)雜情況 一般情況下，

18、調(diào)頻系統(tǒng)比調(diào)幅系統(tǒng)要復(fù)雜，技術(shù) 難度要高。調(diào)頻接收機(jī)成本相應(yīng)也要高。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 9.2 調(diào)頻廣播調(diào)頻廣播 從表9.1可以看出，調(diào)頻廣播在音樂(lè)傳送質(zhì)量上大 大優(yōu)于調(diào)幅廣播。所以，高質(zhì)量的音樂(lè)廣播都采用頻 率調(diào)制體制。目前，調(diào)頻廣播又分成單聲道的調(diào)頻廣 播和多聲道的立體聲廣播。1958年美國(guó)開(kāi)播立體聲調(diào) 頻廣播。我國(guó)近幾年來(lái)，一些城市也正式開(kāi)辟了立體 聲調(diào)頻廣播。下面以調(diào)頻立體聲廣播為例，介紹頻率 調(diào)制的應(yīng)用。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 表9.1 調(diào)幅廣播與調(diào)頻廣播比較 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 9.2.1 立體聲 人的耳

19、朵有聽(tīng)覺(jué)定位的能力。這是由于一個(gè)聲源 發(fā)出的聲波，經(jīng)信道送入人的兩只耳朵的聲波存在著 強(qiáng)度差、時(shí)間差和音色差。這種差別作用于人的中樞 神經(jīng)，從而判出聲源的位置。這種聽(tīng)覺(jué)定位功能，使 人們生活中隨時(shí)感受到的是立體空間的聲響效果，這 就是立體聲。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 聽(tīng)覺(jué)定位特性可通過(guò)如下的一些實(shí)驗(yàn)實(shí)例說(shuō)明。 經(jīng)測(cè)定，在人的正前方水平面上，人耳聽(tīng)覺(jué)定位的準(zhǔn) 確度一般在1015，靈敏的人定位精度可達(dá)3， 后方定位能力較差。在人的正前方左右兩側(cè)放置兩個(gè) 等距離的聲源，當(dāng)從兩個(gè)聲源發(fā)送出的聲波分別傳入 人耳的強(qiáng)度差、時(shí)間差、音色差均為零時(shí)，聽(tīng)覺(jué)定位 結(jié)果，聲音如同來(lái)自于正前方的

20、一個(gè)聲源。這個(gè)等效 聲源叫聲像，如同圖9.8所示。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.8 雙揚(yáng)聲器等效聲像示意圖 等效聲像 收聽(tīng)者 LR 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 9.2.2 雙聲道調(diào)頻立體聲信號(hào)的發(fā)射 1.雙聲道調(diào)頻立體聲廣播的制式 雙聲道立體聲發(fā)射系統(tǒng)先將聲源的全部信息分成 左(L)、右(R)兩路聲頻信號(hào)，然后再將兩路聲頻信號(hào)經(jīng) 過(guò)處理后，在發(fā)射機(jī)中被調(diào)制在載波上發(fā)送出去。雙 聲道立體聲接收重放系統(tǒng)則把接收到的立體聲廣播信 號(hào)經(jīng)過(guò)解調(diào)恢復(fù)成左、右兩路聲頻信號(hào)，再將它們分 別送到位于收聽(tīng)者左前方和右前方的兩套獨(dú)立的揚(yáng)聲 器。左、右兩路信號(hào)的強(qiáng)度差、時(shí)間差

21、、音色差就會(huì) 使收聽(tīng)者感受到立體聲的空間效果。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 雙聲道立體聲廣播系統(tǒng)首先要解決的問(wèn)題是如何 拾取左、右雙聲道信號(hào)。通常采用的方法有AB制、 XY制、MS制、假人頭制等等。各種拾取方法各有其 優(yōu)缺點(diǎn)。采用哪種方法，要根據(jù)錄制的要求和節(jié)目的 內(nèi)容而定。立體聲廣播系統(tǒng)要解決的第二個(gè)問(wèn)題是左 (L)、右(R)聲道信號(hào)的傳輸問(wèn)題，也就是立體聲廣播的 制式問(wèn)題。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 制式選取的原則，第一是要有兼容性。即立體聲 廣播接收機(jī)可以接收單聲道廣播信號(hào)，而無(wú)立體聲效 果。單聲道廣播接收機(jī)可接收立體聲廣播信號(hào)，實(shí)現(xiàn) 單聲道收音。

22、第二是要保證左右兩路聲頻信號(hào)高質(zhì)量的傳輸， 在接收機(jī)中能高質(zhì)量的重現(xiàn)。 第三是制式的實(shí)現(xiàn)技術(shù)不太困難，設(shè)備不太復(fù)雜， 成本低，價(jià)格是收聽(tīng)者能接受的。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 2. 導(dǎo)頻制調(diào)頻立體聲廣播信號(hào) AM-FM制調(diào)頻立體聲的基帶信號(hào)包括4個(gè)部分。 第一部分是和信號(hào)M=R+L，由于它包含了全部的信息， 所以把它叫主信道，它占據(jù)的頻帶寬度等于15kHz.第 二部分是差信號(hào)的抑制載波雙邊帶調(diào)制信號(hào)，即DSB 信號(hào)，(L-R)cos0t。0是副載波的角頻率，其值等 于238103rad/s。稱這部分信號(hào)叫副信道，它占據(jù) 的帶寬等于30kHz(15kHz)。第三部分是導(dǎo)頻信號(hào)

23、， 它的頻率等于1/2副載波頻率，其值等于19kHz。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 第四部分是輔助通信廣播信號(hào)，簡(jiǎn)稱為SCA廣播。 SCA廣播是利用頻率等于67kHz的副載波傳送各種輔助 通信業(yè)務(wù)，如氣象、教育、宗教、經(jīng)濟(jì)、交通等特別 節(jié)目。我國(guó)上海、西安等城市利用SCA廣播發(fā)布股票 行情信息。SCA廣播采用FM調(diào)制，占據(jù)的頻帶寬度等 于16kHz(8kHz)，即最低頻率為59kHz,最高頻率為 75kHz。這四部分信號(hào)的頻譜分布如圖9.9所示。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.9 具有SCA廣播的調(diào)頻立體聲信號(hào)頻譜分布示意圖 0 10 20 30 40

24、50 60 70 f / kHz主信道 M (L R) 15 導(dǎo)頻信 號(hào) 19 23 7.5 kHz (10%) S (L R) 60 kHz(80%) 副信道 60 kHz(80%) 53 SCA 38596775f / kHz 16 kHz7.5 kHz(10%) 輔助通信業(yè)務(wù)帶寬 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 3. 調(diào)頻立體聲廣播信號(hào)的發(fā)射 調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射機(jī)的框圖如圖9.10所示。左、 右聲道語(yǔ)言或音樂(lè)信號(hào)的能量通常集中在20015000Hz 頻率范圍內(nèi)。頻率越高，信號(hào)的能量越小。從前面分 析已知鑒頻器輸出的噪聲功率譜密度在帶內(nèi)與頻率的 平方成正比，所以，低頻和中頻的

25、信噪比高，高頻信 噪比低。為了提高高頻分量的信噪比，左右聲道信號(hào) 首先經(jīng)過(guò)預(yù)加重電路，將高頻分量提升。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.10 調(diào)頻立體聲發(fā)射機(jī)框圖 主載波 發(fā)生器 19 kHz 發(fā)生器 頻率 調(diào)制器 倍頻功放 加法器 復(fù)合信號(hào) SCA 調(diào)頻器 SCA 節(jié)目庫(kù) 10% 10% 導(dǎo)頻信號(hào) 倍頻 矩陣 電路 平衡 調(diào)制器 38 kHz 80% L R 80% 預(yù)加重預(yù)加重 L 通道R 通道 L R 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 9.2.3 雙聲道調(diào)頻立體聲信號(hào)的接收 雙聲道調(diào)頻立體聲接收機(jī)的框圖如圖9.11所示。與 單聲道調(diào)頻接收機(jī)比較，它的不同之

26、處一是調(diào)頻立體 聲接收機(jī)在頻率檢波之后有一個(gè)立體聲解碼電路，它 的作用是形成左、右兩聲道的信號(hào)；二是雙聲道調(diào)頻 立體聲接收機(jī)低頻部分是兩路，它們分別把左、右聲 道的信號(hào)放大后，送給各自的揚(yáng)聲器。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.11 調(diào)頻立體聲接收機(jī)框圖 立體聲 解碼 高放混頻中放限幅 AGC 鑒頻 混頻AFC 去加重低放 去加重低放 音頻 功放 音頻 功放 L R L R 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 下面僅就雙聲道調(diào)頻立體聲解碼的方法做一個(gè)簡(jiǎn) 要的介紹。目前廣泛采用的是時(shí)間分離式(又稱開(kāi)關(guān)式) 解碼電路，其框圖如圖9.12所示。經(jīng)頻率檢波器檢波得 到雙聲

27、道復(fù)合信號(hào) (L+R)+(L-R)cos0t=L(1+cos0t)+R(1-cos0t) 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.12 時(shí)間分離式解碼電路框圖 復(fù)合信號(hào) 放大器 鑒頻器 中頻 調(diào)頻 立體聲信號(hào) 電子開(kāi)關(guān) 副載波 發(fā)生器 38 kHz 去加重 去加重 L R 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 式中，1+cos0t和1-cos0t相差180,所以R、L的 數(shù)值也相差180。當(dāng)0t=0時(shí)，L(1+cos0t)=2L， R(1-cos0t)=0；當(dāng)0t=時(shí)，L(1+cos0t)=0,R(1- cos0t)=2R。可見(jiàn)，在相角0t等于0，2，4， 2n各點(diǎn)的復(fù)合信

28、號(hào)值等于左聲道的信號(hào)值；在0t等于 ,3,5,(2n+1)各點(diǎn)的復(fù)合信號(hào)值等于右聲道的信號(hào) 值。如左聲道是正弦波信號(hào)，右聲道是方波信號(hào)，則 復(fù)合信號(hào)的波形如圖9.13所示。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.13 立體聲復(fù)合信號(hào) 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.14是用斬波器實(shí)現(xiàn)的立體聲解碼電路。晶體二 極管VD1、VD2、VD3、VD4組成一個(gè)斬波電路，副載波 電壓u0經(jīng)調(diào)諧放大器放大，經(jīng)變壓器耦合輸出。us是 立體聲復(fù)合信號(hào)。由于u0us，所以二極管的導(dǎo)通狀態(tài) 基本上是u0決定的。u0的正半周，VD1、VD2導(dǎo)通，VD3、 VD4截止，A點(diǎn)電壓等于us

29、，經(jīng)RC網(wǎng)絡(luò)平滑取出左聲道 信號(hào)；u0的負(fù)半周，VD1、VD2截止，VD3、VD4導(dǎo)通，B 點(diǎn)電壓等于us，經(jīng)RC網(wǎng)絡(luò)平滑取出右聲道信號(hào)。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.14 立體聲解碼電路 38 kHz 11 11 uo uo EC us V D3 V D4 V D1 V D2 B A RC RC L R 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 38kHz副載波信號(hào)是通過(guò)副載波恢復(fù)形成電路得到 的。目前，廣泛采用鎖相方法。這部分電路的原理將 在后續(xù)章節(jié)中介紹。在此僅給出副載波恢復(fù)電路的框 圖，如圖9.15所示。立體聲復(fù)合信號(hào)通過(guò)緩沖放大器和 19kHz帶通濾波器，

30、取出19kHz導(dǎo)頻信號(hào)。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.15 副載波恢復(fù)電路框圖(ULN3809A內(nèi)部框圖) 正交 鑒相器 低通 濾波器 直流 放大器 壓控 振蕩器 2 38 kHz 76 kHz 2 鎖相環(huán) 立體聲指示燈 同相 鑒相器 低通 濾波器 指示 驅(qū)動(dòng)器 38 kHz 立體聲 解碼 19 kHz 緩沖 帶通 放大器 立體聲復(fù)合信號(hào) EC 緩沖 L R 緩沖 19 kHz 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 9.2.4 集成雙聲道調(diào)頻立體聲接收機(jī)舉例 圖9.16示出的是4塊集成電路構(gòu)成的調(diào)幅/調(diào)頻立體 聲收音機(jī)的框圖。其中，ULN3804A是中放檢波芯

31、片，它的內(nèi)部電路框圖如圖9.17所示；ULN-3809A是 鎖相立體聲解碼芯片，它的內(nèi)部電路框圖如圖9.15所示； ULN2283B為左右聲道音頻功率放大芯片，它的內(nèi)部 電路如圖9.18所示。該收音機(jī)的全機(jī)電路如圖9.19所示。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.16 AM/FM立體聲收音機(jī)框圖 ULN2283B 低放、功放 ULN3804A 中放及解調(diào) 調(diào)頻 調(diào)諧器 FM 調(diào)頻 輸入回路 AM ULN3809A 立體聲解碼 ULN2283B 低放、功放 L R 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.17 ULN3804A內(nèi)部電路框圖 AM工作 本振、變頻 5

32、6 AM 輸入 本振回 路 4 變頻負(fù) 載 5級(jí) 中放 振幅檢波 或鑒頻 穩(wěn)壓 2 中頻輸 入 16 7115148 13 113 高頻濾 波 地 中頻輸 入 中放輸 出 檢波輸 入 檢波輸 出 地 EC AFC AGC 電壓 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.18 ULN2283B內(nèi)部電路圖 8 音頻輸入 1 CB 5 4 2367 8765 INGNDGND EC ULN2283B 1234 CBGNDGNDOUT 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 1.調(diào)幅接收方式 圖9.19中，AMANT是調(diào)幅接收方式的天線。它是 在磁棒上繞制的輸入回路線圈L5和電容C70、C71組成調(diào) 幅接收的輸入調(diào)諧回路。圖中AMOSC是本地振蕩器的 振蕩回路。 第第9 9章章 角度調(diào)制的應(yīng)用角度調(diào)制的應(yīng)用 圖9.19 調(diào)頻/調(diào)幅立體