高頻電子線路 林春方(第3版)第5章.角度調制及解調

1、高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）第第5章章 角度調制與解調角度調制與解調學習目標學習目標（1）掌握調角信號的數(shù)學表達式、波形、頻譜與帶寬。（2）了解調頻信號與調相信號的異同。（3）了解直接調頻電路和間接調頻電路的基本組成與工作原理。（4）熟悉斜率鑒頻器的基本組成與工作原理。（5）了解相位鑒頻器的基本組成與工作原理。（6）一般了解數(shù)字信號頻率鍵控、相位鍵控及其解調的基本工作原理。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調角信號的基本性質調角信號的基本性質5.1.1 調角信號的數(shù)學表達式和波形調角信號的數(shù)學表達式和波形1調頻波的瞬時頻率、瞬時相位及波形 高頻電子電路（第高頻電子

2、電路（第3版）版）5.1 調角信號的基本性質調角信號的基本性質2調相波的瞬時頻率、瞬時相位和波形高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調角信號的基本性質調角信號的基本性質3調角信號的數(shù)學表達式（1）調頻波的數(shù)學表達式。0( )cos( )cos(sin)tFMcmcfcmcfutUtKut dtUtmt（2）調相波的數(shù)學表達式。uPM(t)=Ucm coswct+KpuW(t)=Ucm cos(wct+mpcosWt) 高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調角信號的基本性質調角信號的基本性質例5.1 已知調制信號uW（t）=5cos（2p103t）（V），調角信號表達

3、式為uo(t)=10cos2p106t+10cos（2p103t）（V），試指出該調角信號是調頻信號還是調相信號？調制指數(shù)、載波頻率、振幅及最大頻偏各為多少？高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調角信號的基本性質調角信號的基本性質高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調角信號的基本性質調角信號的基本性質5.1.2 調角信號的頻譜與帶寬調角信號的頻譜與帶寬1調角信號的頻譜高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調角信號的基本性質調角信號的基本性質高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調角信號的基本性質調角信號的基本性質2調角信號的帶寬BW=2(m+

4、1)F 或 BW=2(Dfm+F) 當m1時，調角信號的有效頻譜帶寬為：BW2mF=2Dfm高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調角信號的基本性質調角信號的基本性質5.1.3 調頻信號與調相信號的比較調頻信號與調相信號的比較高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.1 調角信號的基本性質調角信號的基本性質例5.2 設有一組頻率為3003 000Hz的余弦調制信號，它們的振幅都相同，調頻時最大頻偏Dfm=75kHz，調相時最大相位偏移Djm=2 rad。試求在調制信號頻率范圍內：（1）調頻時mf的變化范圍；（2）調相時Dfm的變化范圍。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）

5、5.1 調角信號的基本性質調角信號的基本性質解：（1）Dfm與調制信號頻率無關，故可由式（5-7）得：mfmax=Dfm/Fmin=75103/300=250 radmfmin=Dfm/Fmax=75103/3 000=25 rad以上計算結果說明，最低調制頻率可得最大調頻指數(shù)，而最高調制頻率則得最小調頻指數(shù)，調制信號頻率不同時，mf將在很大范圍內變化。（2）調相時，因為Djm=mp=KpUWm與調制信號頻率無關，所以Dfm=mpF與調制信號頻率成正比，因此可得：Dfmmax=mpFmax=23 000=6 000HzDfmmin=mpFmin=2300=600Hz可見，調相時最大頻偏隨調制頻

6、率的變化而有較大的變化。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調頻電路調頻電路5.2.1 直接調頻電路直接調頻電路1變容管直接調頻電路（1）變容二極管。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調頻電路調頻電路（2）變容二極管直接調頻電路。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調頻電路調頻電路2晶體振蕩器調頻電路（1）調頻原理。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調頻電路調頻電路（2）晶體振蕩器調頻電路。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調頻電路調頻電路3集成調頻電路高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調頻電路調頻電路

7、5.2.2 間接調頻電路間接調頻電路高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調頻電路調頻電路1變容二極管調相電路高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調頻電路調頻電路2矢量合成法間接調頻高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調頻電路調頻電路3脈沖調相電路（可變時延法調相）高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調頻電路調頻電路5.2.3 擴展最大頻偏的方法擴展最大頻偏的方法例5.3 調頻設備的組成框圖如圖5.14所示，已知間接調頻電路輸出的調頻信號中心頻率fc1 = 100kHz，最大頻偏Dfm1 = 24.41Hz，混頻器的本振信號頻率fL = 2

8、5.45MHz，取下邊頻輸出，試求調頻設備輸出調頻信號的中心頻率fc和最大頻偏Dfm。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.2 調頻電路調頻電路解：間接調頻電路輸出的調頻信號，經(jīng)三級四倍頻器和一級三倍頻器后其載波頻率和最大頻偏分別變?yōu)椋篺c2 = 4443fc1 = 192100kHz = 19.2MHzDfm2 = 4443Dfm1 = 19224.41Hz = 4 687Hz = 4.687kHz經(jīng)過混頻后，載波頻率和最大頻偏分別變?yōu)椋篺c3 = fL-fc2 = (25.45-19.2)MHz = 6.25MHzDfm3 = Dfm2 = 4.687kHz再經(jīng)二級四倍頻器后，則得

9、調頻設備輸出調頻信號的中心頻率和最大頻偏分別為：fc = 44fc3 = 166.25MHz = 100MHzDfm = 44Dfm3 = 164.687kHz = 75kHz高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻器鑒頻器5.3.1 鑒頻方法綜述鑒頻方法綜述1鑒頻特性（1）鑒頻靈敏度SD（也稱鑒頻跨導）。（2）線性范圍（帶寬）。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻器鑒頻器2鑒頻的實現(xiàn)方法（1）斜率鑒頻器。（2）相位鑒頻器。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻器鑒頻器（3）脈沖計數(shù)式鑒頻器。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻

10、器鑒頻器5.3.2 斜率鑒頻器斜率鑒頻器1單失諧回路斜率鑒頻器高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻器鑒頻器2雙失諧回路斜率鑒頻器高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻器鑒頻器3集成電路中的斜率鑒頻器高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻器鑒頻器5.3.3 相位鑒頻器相位鑒頻器1乘積型相位鑒頻器2疊加型相位鑒頻器高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.3 鑒頻器鑒頻器互感耦合的疊加型相位鑒頻器實用電路高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.4 調頻制抗干擾技術調頻制抗干擾技術1調頻制的干擾在調頻信號傳遞的信道中，干擾和噪聲總會和有用信

11、號一起傳送，這樣必然影響信號質量，因此要求各種解調方式應具有優(yōu)良的抗噪聲功能，調頻解調器的抗噪聲能力一般用解調器輸出信噪比來衡量，輸出信噪比為輸出信號功率和輸出噪聲平均功率的比。由于實際信號中存在著各種形式的干擾和噪聲，且十分復雜，而調制信號的解調本身又是一個非線性過程，使得分析困難化。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.4 調頻制抗干擾技術調頻制抗干擾技術2調頻制抗干擾技術（1）預加重、去加重技術。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）5.4 調頻制抗干擾技術調頻制抗干擾技術（2）靜噪電路。高頻電子電路（第高頻電子電路（第3版）版）本本 章章 小小 結結（1）調頻信號的瞬時頻率

12、Df(t)與調制電壓成線性關系，調相信號的瞬時相位Dj(t)與調制電壓成線性關系，兩者都是等幅信號。（2）調頻制是一種性能良好的調制方式。與調幅制相比，調頻制具有抗干擾能力強、信號傳輸?shù)谋Ｕ娑雀?、發(fā)射機的功放管利用率高等優(yōu)點。但調頻波所占用的頻帶要比調幅波寬得多，因此必須工作在超短波以上的波段。（3）實現(xiàn)調頻的方法有直接調頻法和間接調頻法兩種。直接調頻具有頻偏大、調制靈敏度高等優(yōu)點，但頻率穩(wěn)定度差，可采用晶振調頻電路或AFC電路提高頻率穩(wěn)定度。間接調頻的頻率穩(wěn)定度高，但頻偏小，必須采用倍頻、混頻等措施來擴展線性頻偏。（4）斜率鑒頻和相位鑒頻是兩種主要鑒頻方式。集成斜率鑒頻和乘積型相位鑒頻便于集成，調頻容易，線性度好，應用廣泛。 （5）斜率鑒頻器是先將頻率變化通過幅-頻線性網(wǎng)絡變換成幅度的變化，即將調頻波變換成調幅-調頻波，再進行包絡檢波；相位鑒頻器是先將頻率變化通過頻-