第5章 角度調制及解調電路

1、第第5章章 角度調制與解調電路角度調制與解調電路 5.1 角度調制信號的基本特性角度調制信號的基本特性 5.2 調頻電路調頻電路 5.3 調頻波解調電路調頻波解調電路 AM調制方式中，屬于頻譜線性搬移電路，調制信號寄生于調制方式中，屬于頻譜線性搬移電路，調制信號寄生于已調信號的振幅變化中。已調信號的振幅變化中。 FMPM 調制方式中：屬于頻譜的非線性搬移電路，已調波調制方式中：屬于頻譜的非線性搬移電路，已調波為等幅波，調制信息寄存于已調波的頻率和相位變?yōu)榈确?，調制信息寄存于已調波的頻率和相位變化中化中 。FM，PM vAM 角度調制與解調屬于非線性頻率變換。角度調制與解調屬于非線性頻率變換。

2、優(yōu)點：角度調制在優(yōu)點：角度調制在抗干擾抗干擾方面比振幅調制要好得多，得到了方面比振幅調制要好得多，得到了 廣泛的應用。廣泛的應用。缺點：原理和電路實現上都要困難。要占用更多的帶寬。缺點：原理和電路實現上都要困難。要占用更多的帶寬。5.1 角度調制信號的基本特性角度調制信號的基本特性1. 頻率調制又稱調頻頻率調制又稱調頻(FM)模擬信號調制，它是使載波模擬信號調制，它是使載波信號的頻率按調制信號規(guī)律變化的一種調制方式。調頻信信號的頻率按調制信號規(guī)律變化的一種調制方式。調頻信號的解調稱為鑒頻或頻率檢波。號的解調稱為鑒頻或頻率檢波。 數字信號頻率調制稱為頻率鍵控（數字信號頻率調制稱為頻率鍵控（FSK

3、)2. 相位調制又稱調相相位調制又稱調相(PM) 模擬信號調制，它是使載波模擬信號調制，它是使載波信號的相位按調制信號規(guī)律變化的一種調制方式。調相信信號的相位按調制信號規(guī)律變化的一種調制方式。調相信號的解調稱為鑒相或相位檢波。號的解調稱為鑒相或相位檢波。 數字信號相位調制稱為相位鍵控（數字信號相位調制稱為相位鍵控（PSK) 角度調制角度調制(簡稱調角簡稱調角) ：頻率調制和相位調制。頻率調制和相位調制。 模擬通信中模擬通信中, 調頻比調相更加優(yōu)越，故大都采用調頻。調頻比調相更加優(yōu)越，故大都采用調頻。 本章內容：以調頻電路、鑒頻本章內容：以調頻電路、鑒頻(頻率解調頻率解調)電路為主，電路為主，由

4、于調頻信號與調相信號的內在聯系，調頻可以用調相電由于調頻信號與調相信號的內在聯系，調頻可以用調相電路間接實現，鑒頻也可以用鑒相路間接實現，鑒頻也可以用鑒相(相位解調，也稱相位檢相位解調，也稱相位檢波波)電路間接實現，實際上也介紹了一些調相與鑒相電路。電路間接實現，實際上也介紹了一些調相與鑒相電路。 當進行角度調制當進行角度調制(FM或或PM)后，后，其已調波的角頻率將是時間的函其已調波的角頻率將是時間的函數，即數，即(t)?？捎糜覉D所示的旋轉?？捎糜覉D所示的旋轉矢量表示已調波矢量表示已調波 。t= t(t)o )t( t =0實軸 設旋轉矢量的長度為設旋轉矢量的長度為 ，且當，且當t=0時，初

5、相角為時，初相角為 ，t= t時刻，矢量與實軸之間的瞬時相角為時刻，矢量與實軸之間的瞬時相角為 ，顯然有：，顯然有： mVo )(t 而該矢量在實軸上的投影：而該矢量在實軸上的投影：cos ( )mvVt高頻載波信號為高頻載波信號為 ：cos ( )mv Vt0( )( )( )( )tott dtdttdt瞬時頻率與瞬時相角的關系瞬時頻率與瞬時相角的關系5.1.1 調頻信號和調相信號調頻信號和調相信號1. 調頻信號：調頻信號： 為恒值為恒值mV( )( )=( )ccfttk vt瞬時相角為：瞬時相角為：0000( )( )( )d( )ttocfctt dttkvttttm00( )cos

6、( )d)tcfv tVtkvtt對于單一頻率調制的對于單一頻率調制的FM波波 ，( )cosmvtVtmFMcf0( )cos(sin)vtVtMt cfmcm( )=coscostk Vtt mcf0cf0( )sinsinVttkttMt mfmk V稱為最大角頻偏稱為最大角頻偏fmmfk VM稱為調頻指數稱為調頻指數式中，式中，2. 調相信號：調相信號： 為恒值為恒值mV0p0( )( )( )ccttttk vtmp0( )cos( )cv tVtk vt瞬時角頻率為：瞬時角頻率為：)(d)(dd)(d)(tttvktttcpcPMmcP0( )cos(cos)vtVtMt mPMP

7、PmMk V稱為調相指數稱為調相指數mPmPk VM 稱為最大角頻偏稱為最大角頻偏對于單一頻率調制的對于單一頻率調制的PM波波 ，( )cosmvtVtcPm0cP0( )coscosttk VttMt cPm( )=sinsinctMtt 式中，式中，MpmPMmmfM調頻波 、Mf與的關系 m調相波 、MP與的關系 mmf,MmP,MmV一定mV一定 調頻信號與調相信號的波形 (a) 調制信號是單頻正弦波時； (b) 調制信號是三角波時 3. 調頻信號與調相信號時域特性的比較調頻信號與調相信號時域特性的比較 上圖給出了調制信號分別為正弦波和三角波時調頻信號上圖給出了調制信號分別為正弦波和三

8、角波時調頻信號和調相信號的波形。和調相信號的波形。 可以得出以下幾點結論?？梢缘贸鲆韵聨c結論。 調頻信號與調相信號的相同之處在于：調頻信號與調相信號的相同之處在于： (1) 都是等幅信號。都是等幅信號。 (2) 頻率和相位都隨調制信號而變化，均產生頻偏與相偏，頻率和相位都隨調制信號而變化，均產生頻偏與相偏，成為疏密波形。成為疏密波形。 正頻偏最大處正頻偏最大處 波形最密；波形最密； 負頻偏最大處負頻偏最大處 波形最疏。波形最疏。調頻信號與調相信號的區(qū)別在于：調頻信號與調相信號的區(qū)別在于： (1) 調頻信號：調制信號電平最高處對應的瞬時正頻偏調頻信號：調制信號電平最高處對應的瞬時正頻偏最大，波

9、形最密；最大，波形最密； 調相信號：調制信號電平變化率（斜率）最大處對應的調相信號：調制信號電平變化率（斜率）最大處對應的瞬時正頻偏最大，波形最密。瞬時正頻偏最大，波形最密。 (2) 調頻信號的調頻指數調頻信號的調頻指數Mf與調制頻率有關，最大頻偏與調制頻率有關，最大頻偏與調制頻率無關；與調制頻率無關； 調相信號的最大頻偏與調制頻率有關，調相指數調相信號的最大頻偏與調制頻率有關，調相指數Mp與調與調制頻率無關。制頻率無關。 (3) 從理論上講，調頻信號的最大角頻偏從理論上講，調頻信號的最大角頻偏 c，由于，由于載頻載頻c很高，故很高，故 可以很大，即調制范圍很大?？梢院艽?，即調制范圍很大。 由

10、于相位由于相位以以 為周期，因此調相信號的最大相偏為周期，因此調相信號的最大相偏(調相指數調相指數)Mp ，故調制范圍很小。故調制范圍很小。 mm2調頻實現方法調頻實現方法直接調頻間接調頻調角波的表達式調角波的表達式 周期性時間函數，可以展開為傅立葉級數，其基波角周期性時間函數，可以展開為傅立葉級數，其基波角頻率為頻率為，即，即( )cos(sin)mcv tVtMt01234( )()cos() cos()cos()() cos(2 )cos(2 )() cos(3 )cos(3 )() cos(4 )cos(4 )mcmccmccmCcmcv tV JMtV J MttV JMttV JM

11、ttV JMtct 載頻分量第一邊頻第二邊頻第三邊頻第四邊頻調角波的頻譜：載波分量和無數對邊頻分量組成。調角波的頻譜：載波分量和無數對邊頻分量組成。5.1.2 調角信號的頻譜調角信號的頻譜宗數為M的n階第一類貝塞爾函數曲線圖 n=7n=6Jn(M)1.00.80.60.40.200.20.401234567891011Mn=0載波部分n=1n=2n=3n=4n=52.4055.5208.683 分析展開式和貝塞爾函數的特點，可以看出單頻調角信號分析展開式和貝塞爾函數的特點，可以看出單頻調角信號頻譜具有以下幾個特點：頻譜具有以下幾個特點： (1) 由載頻和無窮多組上、下邊頻組成，這些頻率分量滿由

12、載頻和無窮多組上、下邊頻組成，這些頻率分量滿足足cn，振幅為，振幅為Jn(M)Vm，n=0,1,2,。Vm是調角信號振幅。是調角信號振幅。 當當n為偶數時，兩邊頻分量振幅相同，相位相同；當為偶數時，兩邊頻分量振幅相同，相位相同；當n為奇為奇數時，兩邊頻分量振幅相同，相位相反。數時，兩邊頻分量振幅相同，相位相反。 (2) 隨著隨著M值的增大，具有較大振幅的邊頻分量數目增加，值的增大，具有較大振幅的邊頻分量數目增加，載頻分量振幅呈衰減振蕩趨勢，在個別地方載頻分量振幅呈衰減振蕩趨勢，在個別地方(如如M=2.405，5.520時時)，載頻分量為零。，載頻分量為零。 (3) 當當M確定后，各邊頻分量振幅

13、值不是隨確定后，各邊頻分量振幅值不是隨n單調變化，且單調變化，且有時候為零。因為各階貝塞爾函數隨有時候為零。因為各階貝塞爾函數隨M增大變化的規(guī)律均是衰增大變化的規(guī)律均是衰減振蕩，而各邊頻分量振幅值與對應階貝塞爾函數成正比。減振蕩，而各邊頻分量振幅值與對應階貝塞爾函數成正比。 (4) 調角信號的平均功率等于各頻譜分量平均功率之和，調角信號的平均功率等于各頻譜分量平均功率之和，在單位電阻上，其值為在單位電阻上，其值為若調角信號振幅不變，若調角信號振幅不變，M值變化，總功率不變，且等于未調值變化，總功率不變，且等于未調制時的載波功率，制時的載波功率， 但載頻與各邊頻分量的功率將重新分配。但載頻與各邊

14、頻分量的功率將重新分配。 上述特點充分說明調角是完全不同于調幅的一種非線性上述特點充分說明調角是完全不同于調幅的一種非線性頻率變換過程。頻率變換過程。 顯然，作為調角的逆過程，角度解調也是一顯然，作為調角的逆過程，角度解調也是一種非線性頻率變換過程。種非線性頻率變換過程。 2)(2222mnnmavVMJVP 理論上它的頻帶無限寬，但具有較大振幅的頻率分量還理論上它的頻帶無限寬，但具有較大振幅的頻率分量還是集中在載頻附近，且上下邊頻在振幅上是對稱的。是集中在載頻附近，且上下邊頻在振幅上是對稱的。有效頻譜寬度為卡森帶寬。有效頻譜寬度為卡森帶寬。 當當M1，有效帶寬，有效帶寬(簡稱帶寬簡稱帶寬)為

15、為 FMBWCR) 1(2FBWCR2mCRfMFBW225.1.3 調角信號的帶寬調角信號的帶寬結論：帶寬大致由最大頻偏決定。結論：帶寬大致由最大頻偏決定。 對于調頻方式，最大頻偏與調制頻率無關，調頻信號對于調頻方式，最大頻偏與調制頻率無關，調頻信號的帶寬主要由調制信號的幅度決定，隨著調制信號帶寬的的帶寬主要由調制信號的幅度決定，隨著調制信號帶寬的增加，調頻信號的帶寬變化不大。因此每個調制頻率分量增加，調頻信號的帶寬變化不大。因此每個調制頻率分量都可以充分利用帶寬，獲得最大頻偏。都可以充分利用帶寬，獲得最大頻偏。 對于調相方式，帶寬是由最高調制頻率分量獲得的最對于調相方式，帶寬是由最高調制頻

16、率分量獲得的最大頻偏來決定的。大頻偏來決定的。 由于調相信號的最大頻偏正比于調制信號的頻率，所由于調相信號的最大頻偏正比于調制信號的頻率，所以調相信號的帶寬應按最高調制頻率確定。實際工作中，以調相信號的帶寬應按最高調制頻率確定。實際工作中，最高調制頻率工作的時間少，大部分情況都處于調制信號最高調制頻率工作的時間少，大部分情況都處于調制信號頻帶的中間部分，所以相位調制不能充分利用頻帶。頻帶的中間部分，所以相位調制不能充分利用頻帶。 結論：調頻比調相獲得更廣泛的應用。結論：調頻比調相獲得更廣泛的應用。 調頻方法一般有兩種：一是直接調頻，二是間接調頻。調頻方法一般有兩種：一是直接調頻，二是間接調頻。

17、 1. 直接調頻法直接調頻法 這種方法一般是用調制電壓直接控制這種方法一般是用調制電壓直接控制振蕩器振蕩器的振蕩頻的振蕩頻率，使振蕩頻率率，使振蕩頻率f(t)按調制電壓的規(guī)律變化。若被控制的是按調制電壓的規(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元件振蕩器，則只需控制振蕩回路的某個元件(L或或C)，使其參數，使其參數隨調制電壓變化，振蕩器的中心頻率即為載波頻率，就可達隨調制電壓變化，振蕩器的中心頻率即為載波頻率，就可達到直接調頻的目的。到直接調頻的目的。 5.2 調頻電路調頻電路5.2.1 調頻電路概述調頻電路概述2. 間接調頻間接調頻 將調制信號積分后調相，是實現調頻的另外一

18、種方式，稱將調制信號積分后調相，是實現調頻的另外一種方式，稱為間接調頻。間接調頻是借用調相的方式來實現調頻的。為間接調頻。間接調頻是借用調相的方式來實現調頻的。正弦波振蕩器vc調相器積分器vFMv)(ctttvk01)d(正弦波振蕩器采用晶體振蕩器正弦波振蕩器采用晶體振蕩器產生載波頻率穩(wěn)定度高產生載波頻率穩(wěn)定度高調相器：產生線性控制的附加相移調相器：產生線性控制的附加相移coscmcvVt( )cos()FMmccvtVt 積分器輸出為積分器輸出為dttvkt)(01100( )cos( )cos( )tFMmcPtmcfvtVtk kvt dtVtkvt dt調頻特性曲線3. 性能要求性能要

19、求 調頻電路輸出信號的瞬時頻偏與調調頻電路輸出信號的瞬時頻偏與調制電壓的關系稱為調頻特性。制電壓的關系稱為調頻特性。 對于調頻特性的要求如下對于調頻特性的要求如下:(1) 調制特性線性要好調制特性線性要好(2) 調制靈敏度要高調制靈敏度要高 單位調制電壓變化產生的角頻偏稱單位調制電壓變化產生的角頻偏稱為調頻靈敏度為調頻靈敏度SF，即，即 SFv對瞬時頻率的控制能力對瞬時頻率的控制能力 (3) 載波性能要好載波性能要好 載頻（即中心頻率）穩(wěn)定度：很高載頻（即中心頻率）穩(wěn)定度：很高0Fd)d(vvfS 變容二極管作為變容二極管作為壓控電容壓控電容接入接入LC振蕩器中，就組成了振蕩器中，就組成了LC

20、壓控振蕩器壓控振蕩器直接調頻電路。直接調頻電路。 變容二極管是利用變容二極管是利用PN結結反向偏置反向偏置的勢壘電容構成的可的勢壘電容構成的可控電容。其結電容控電容。其結電容Cj與在其兩端反偏電壓與在其兩端反偏電壓v之間的關系：之間的關系：nBjjVvCvC)1 ()0()(nVCBj) 0 (為為v=0時結電容時結電容PN結內建電位差結內建電位差為變容指數為變容指數)631(01oscjLC振蕩回路oscjCv5.2.2 變容二極管直接調頻電路變容二極管直接調頻電路(),|QQvVvvV (0)/(1)(0)(1)(1) /(1)(1)(1)QnjjBjQQQnnnBBBjQjQnnBQVC

21、CVCVvVvVVVVCCvxVV為靜態(tài)工作點上的結電容為靜態(tài)工作點上的結電容jQC2211( )(1)(1)(1)nnosccjQjQnxxxCLCLx載頻，由載頻，由VQ控制控制當 時，cosmvVt最大角頻偏為：最大角頻偏為：2mcnmcoscosmBQVxtmtVV 222( )(1cos)111(1)cos(1)cos282282nosccctmtnnnnmmtnmt 變容二極管全部接入回路方式變容二極管全部接入回路方式 優(yōu)點：調頻靈敏度高優(yōu)點：調頻靈敏度高 缺點：載波頻率不穩(wěn)定缺點：載波頻率不穩(wěn)定實際中，常采用變容二極管部分接入回路的方式實際中，常采用變容二極管部分接入回路的方式

22、結論：載波頻率穩(wěn)定度提高了。但加在變容管上的調制結論：載波頻率穩(wěn)定度提高了。但加在變容管上的調制電壓對整個電壓對整個LC回路的影響減小，故調頻電路的最大線性頻偏回路的影響減小，故調頻電路的最大線性頻偏有所減小。有所減小。jjCCCCCC221電路組成電路組成 為了使變容二極管正常工作，必須正確地給其提供靜態(tài)負為了使變容二極管正常工作，必須正確地給其提供靜態(tài)負偏壓和交流控制電壓，要抑制高頻振蕩信號對直流偏壓和低頻偏壓和交流控制電壓，要抑制高頻振蕩信號對直流偏壓和低頻控制電壓的干擾，在電路中，要適當采用高頻扼流圈、旁路電控制電壓的干擾，在電路中，要適當采用高頻扼流圈、旁路電容、隔直流電容等。容、隔

23、直流電容等。 C1隔直電容；隔直電容；C2高頻濾波電容；高頻濾波電容；L1高頻扼流圈高頻扼流圈VjCLQVv原理電路高頻通路直流和調制頻率通路變容管作為回路總電容全部接入回路 必須正確畫出直流通路和高頻振蕩回路。還需畫出變容二必須正確畫出直流通路和高頻振蕩回路。還需畫出變容二極管的直流偏置電路與低頻控制回路。極管的直流偏置電路與低頻控制回路。變容二極管部分接入調頻電路 (b)C5C2C3D1D2(a)R31k C2LD1D2R41000p R24.3kR1VCC=12Vvo12V 4.3kC1C4C3C5C6C7C8C910p 1000p 15p 1000p 1000p 1000p 1000p

24、 1000p 33p v(1) C2、C3串聯，串聯，L，C5和反向串聯的兩個變容二極管，三個和反向串聯的兩個變容二極管，三個支路并聯組成電容反饋三點式振蕩電路。支路并聯組成電容反饋三點式振蕩電路。(2) 直流偏置電壓直流偏置電壓-VQ同時加在兩個變容二極管的正極，調制同時加在兩個變容二極管的正極，調制信號信號 經扼流圈加在二極管負極上，二個二極管的動態(tài)偏經扼流圈加在二極管負極上，二個二極管的動態(tài)偏置為：置為： ( )( )dQvtVvt ()v tR31k C2LD1D2R41000p R24.3kR1VCC=12Vvo12V 4.3kC1C4C3C5C6C7C8C910p 1000p 15

25、p 1000p 1000p 1000p 1000p 1000p 33p v(3) 兩個變容二極管串聯后的總電容兩個變容二極管串聯后的總電容 與與C5串聯后接入振蕩回路，部分接入，與單二極管直接串聯后接入振蕩回路，部分接入，與單二極管直接接入比較，在接入比較，在 相同的情況下，相同的情況下，m值降低。值降低。 (4) 兩變容二極管反向串聯，對高頻信號而言，加兩管的高頻兩變容二極管反向串聯，對高頻信號而言，加兩管的高頻電壓降低一半，可減弱高頻電壓對結電壓的影響，另外在高頻電壓降低一半，可減弱高頻電壓對結電壓的影響，另外在高頻電壓的任一半周內，一個變容管寄生電容增大，而另一個減少，電壓的任一半周內，

26、一個變容管寄生電容增大，而另一個減少，使結電容的變化不對稱性相互抵消，從而消弱寄生調制。使結電容的變化不對稱性相互抵消，從而消弱寄生調制。 2CCjj mf jCR31k C2LD1D2R41000p R24.3kR1VCC=12Vvo12V 4.3kC1C4C3C5C6C7C8C910p 1000p 15p 1000p 1000p 1000p 1000p 1000p 33p v實現方法實現方法 可變相移法可變相移法 可變時延法可變時延法矢量合成法矢量合成法1. 矢量合成法矢量合成法cos(cos)coscos(cos)sinsin(cos)omcPmcPmcPvVtMtVtMtVtMt0.2

27、612PMradtMtMtMPPPcos)cossin(1)coscos(當5.2.3 間接調頻電路間接調頻電路調相電路調相電路coscossinomcmPcvVtV Mtt 這是一種窄帶調相信號產生方法。這是一種窄帶調相信號產生方法。 載波信號載波信號(Vmcosct) 組成組成 疊加而成疊加而成 雙邊帶信號雙邊帶信號 (VmMPcost sinct) 用矢量圖表示，載波信號矢量與雙邊帶信號矢量是正交的。用矢量圖表示，載波信號矢量與雙邊帶信號矢量是正交的。窄帶調相信號矢量就是兩個正交矢量的和。窄帶調相信號矢量就是兩個正交矢量的和。2. 可控相移法調相電路可控相移法調相電路cmccosvVto

28、mccmcP mcP( )coscos( )coscosv tVtVtk vtVtMt ov晶體振蕩器可控相移網絡cvv變容管調相電路( )cosssmci tIt()()()ocSccVjIjZ j00()()2()1( )ZeejRZ jjQZe( )()cos()osmccZcv tI Zt00)(2arctan)(eZQjLC10jC)cos()(tVVvVvmQQnjQnQBjQjtmCVVvCC)cos1 ()1 (jQjCCv,0當當 時，時，01cjQLC2000()( )(1cos)(1cos)2( )ncccvtmtnmtt0( )cos2cntmtZ( )j0Zc( )(

29、 )()vtCt 相位調變時，振幅同時也發(fā)生變相位調變時，振幅同時也發(fā)生變化化寄生調幅寄生調幅010302ZZ2c()Z1c()Z3c()c01020302)(c1Z2c()Z3c()Z/6 -/6 當 時，( )6Zrad)()(tanZZ0000( )arctan 2( )2( )ZeeQtQt 000ep( )()2( )( )2coscosccZcecectQttQnmQtMt 6ePnmQMPmMOc幅頻特性幅頻特性2 2 )(Z變容管調相電路(a) 實用電路(b) 高頻通路C1C2C3C4CjR310k R4100k 0.02mR115k 0.001mL0.001mR215k vo

30、vs9V0.001mvLCjR11ss)(Rtvi CjR3)(tv( )vtC4(c) 調制頻率通路434341()11()1vjj Cvjj R CRj C , 143CR34()1()vjvjj R C積分電路積分電路tdttvCRtv043)(1)(完成間接調頻功能完成間接調頻功能tCRVtvmsin)(43)(43BQmVVCRVm)(43BQemepfVVCRnQVnmQMM)(43BQemfmVVCRnQVMtVtvmcos)(單回路變容管調相器 由晶體管組成的單由晶體管組成的單LC回路調諧放大電路，電感回路調諧放大電路，電感L、電、電容容C、與變容管、與變容管Cj組成并聯諧振回

31、路；組成并聯諧振回路； C1、C2、C3為耦合電容；為耦合電容；Lc2為高頻扼流圈，以防高頻為高頻扼流圈，以防高頻載波被調制信號源旁路；載波被調制信號源旁路； R1、R2對電源對電源VCC分壓后為變容二極管提供靜態(tài)偏置分壓后為變容二極管提供靜態(tài)偏置電壓電壓VQ； 放大的載波信號經放大的載波信號經C1耦合輸入，調制信號經耦合輸入，調制信號經C2耦合輸耦合輸入，調相信號經入，調相信號經C3耦合輸出。如果將調制電壓耦合輸出。如果將調制電壓v(t)先積分先積分后再輸入，那么從后再輸入，那么從C3耦合輸出的信號就是對調制電壓耦合輸出的信號就是對調制電壓v(t)的間接調頻波。的間接調頻波。 L22 k0.

32、022 mL22 k0.022 mCL22 k0.022 m470 k47 k5 m4 V調制信號u(t)載波ue(t)470 k5 p1 p1 p5 puo(t)三級單回路變容管調相電路 3. 可變時延法調相電路可變時延法調相電路 omc( )cos()v tVttVkvkmddcosmccdmmcp( )cos(cos)cos(cos)ov tVtk VtVtMtpcdmMk V 由晶體振蕩器產生的載波電壓由晶體振蕩器產生的載波電壓vc(t)通過一個延遲時間通過一個延遲時間可控的網絡，可控時延網絡的輸出電壓為可控的網絡，可控時延網絡的輸出電壓為若若 調角波的解調就是從調角波中恢復出原調制信

33、號的過調角波的解調就是從調角波中恢復出原調制信號的過程。調頻波的解調電路程。調頻波的解調電路頻率檢波器或頻率檢波器或鑒頻器鑒頻器（FD），），調相波的解調電路調相波的解調電路相位檢波器或相位檢波器或鑒相器鑒相器（PD）。）。5.3 調頻波解調電路調頻波解調電路5.3.1 限幅鑒頻實現方法概述限幅鑒頻實現方法概述一、鑒頻電路性能要求一、鑒頻電路性能要求功能：將輸入信號的瞬時頻率變換為相應輸出電壓的變換器。功能：將輸入信號的瞬時頻率變換為相應輸出電壓的變換器。鑒頻特性：輸出電壓隨瞬時頻偏的變化特性。鑒頻特性：輸出電壓隨瞬時頻偏的變化特性。鑒頻跨導（靈敏度）：鑒頻跨導（靈敏度）：cffcODffvS

34、)( 鑒頻器及鑒頻特性鑒頻器及鑒頻特性 對鑒頻器的要求：鑒頻跨導要大對鑒頻器的要求：鑒頻跨導要大鑒頻跨導鑒頻跨導SD：鑒頻特性在載頻處的斜率，它表示的是單位頻：鑒頻特性在載頻處的斜率，它表示的是單位頻偏所能產生的輸出電壓。偏所能產生的輸出電壓。mODm( )coscosf tftvSft (b)vOf-fcOmax2 f變換器ffcvO(a)fvO二、鑒頻的實現方法二、鑒頻的實現方法1. 斜率鑒頻器斜率鑒頻器 先將等幅的調頻信號變換成振幅也隨瞬時頻率變化、既調先將等幅的調頻信號變換成振幅也隨瞬時頻率變化、既調頻又調幅的頻又調幅的FMAM波，再通過包絡檢波器解調此信號。波，再通過包絡檢波器解調此

35、信號。斜率鑒頻器的實現模型FMAMvtO( )vtttS( )v t線性網絡線性網絡頻率頻率振幅振幅包絡包絡檢波器檢波器S( )v tO( )vtFMAMv2. 相位鑒頻器相位鑒頻器 變換電路具有線性的頻率變換電路具有線性的頻率相位轉換特性，它可以將等相位轉換特性，它可以將等幅的調頻信號變成相位也隨瞬時頻率變化的、既調頻又調相幅的調頻信號變成相位也隨瞬時頻率變化的、既調頻又調相的的FMPM波。波。 線性網絡線性網絡頻率頻率相位相位 相位相位檢波器檢波器vs(t)vFM-PMvO(t)相位鑒頻器的實現模型三、振幅限幅器三、振幅限幅器1. 三極管振幅限幅器三極管振幅限幅器2. 差分對振幅限幅器差分

36、對振幅限幅器ic2臨界Vbm過壓欠壓OVcm1. 直接時域微分式鑒頻直接時域微分式鑒頻 設調制信號為設調制信號為v(t)=f(t)，調頻波為，調頻波為0( )cos( )tFMmcfvtVtkfd對此式直接微分可得對此式直接微分可得 0( )( ) sin( )tFMmcfcfdvtvVk f ttkfddt 5.3.2 斜率鑒頻電路斜率鑒頻電路2. 失諧回路斜率鑒頻器失諧回路斜率鑒頻器)(t單失諧回路斜率鑒頻器集成電路中采用的斜率鑒頻器111211211()LCL CC1. 乘積型相位鑒頻器乘積型相位鑒頻器1122( )cos,( )cos()2mmv tVtvtVt 121212( )coscos()211cos()cos(2)2222MmmMmmMmmv tA V VttA V VA V