高頻電子線路_張肅文_第5版課件__第8章

1、 在通信系統(tǒng)中，角度及解調(diào)電路不同于頻譜線性搬移電在通信系統(tǒng)中，角度及解調(diào)電路不同于頻譜線性搬移電路。它是用低頻信號(hào)去調(diào)制高頻振蕩的相角，或是從已調(diào)波路。它是用低頻信號(hào)去調(diào)制高頻振蕩的相角，或是從已調(diào)波中解出調(diào)制信號(hào)所進(jìn)行的頻譜變換，這種變換不是線性變換，中解出調(diào)制信號(hào)所進(jìn)行的頻譜變換，這種變換不是線性變換，而是非線性變換。因此，我們把角度調(diào)制及調(diào)角波的解調(diào)電而是非線性變換。因此，我們把角度調(diào)制及調(diào)角波的解調(diào)電路稱為頻譜非線性變換電路。路稱為頻譜非線性變換電路。 調(diào)頻（）調(diào)頻（）：如果高頻振蕩器的頻率變化量和調(diào)制信：如果高頻振蕩器的頻率變化量和調(diào)制信號(hào)成正比，則稱調(diào)頻。號(hào)成正比，則稱調(diào)頻。 調(diào)

2、相（）調(diào)相（）：如果高頻振蕩器的相位變化量和調(diào)制信：如果高頻振蕩器的相位變化量和調(diào)制信號(hào)成正比，則稱調(diào)相。號(hào)成正比，則稱調(diào)相。 與振幅調(diào)制相比，角度調(diào)制主要優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性強(qiáng)。調(diào)與振幅調(diào)制相比，角度調(diào)制主要優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性強(qiáng)。調(diào)頻主要用于模擬通信，調(diào)相主要用于數(shù)字通信。頻主要用于模擬通信，調(diào)相主要用于數(shù)字通信。調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì) 由于頻率的變化和相位的變化都表現(xiàn)為總相由于頻率的變化和相位的變化都表現(xiàn)為總相角的變化，因此，將角的變化，因此，將調(diào)頻和調(diào)相統(tǒng)稱為調(diào)角調(diào)頻和調(diào)相統(tǒng)稱為調(diào)角。 因?yàn)橄辔皇穷l率的積分因?yàn)橄辔皇穷l率的積分, , 故頻率的變化必將故頻率的變化必將引起相位的變化引起相位的變化,

3、 , 反之亦然反之亦然, , 所以調(diào)頻信號(hào)與調(diào)所以調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)在時(shí)域特性、頻譜寬度、調(diào)制與解調(diào)的原相信號(hào)在時(shí)域特性、頻譜寬度、調(diào)制與解調(diào)的原理和實(shí)現(xiàn)方法等方面都有密切的聯(lián)系。理和實(shí)現(xiàn)方法等方面都有密切的聯(lián)系。 角度調(diào)制與解調(diào)屬于非線性頻率變換角度調(diào)制與解調(diào)屬于非線性頻率變換, , 比屬比屬于線性頻率變換的振幅調(diào)制與解調(diào)在原理和電路于線性頻率變換的振幅調(diào)制與解調(diào)在原理和電路實(shí)現(xiàn)上都要困難一些。實(shí)現(xiàn)上都要困難一些。 在模擬通信方面在模擬通信方面, , 調(diào)頻制比調(diào)相制更加優(yōu)越調(diào)頻制比調(diào)相制更加優(yōu)越, , 故大都采用調(diào)頻制。故大都采用調(diào)頻制。 所以所以, , 本章在介紹電路時(shí)本章在介紹電路時(shí),

4、, 以調(diào)頻電路、以調(diào)頻電路、 鑒頻鑒頻( (頻率解調(diào)頻率解調(diào)) )電路為主題電路為主題, , 但由于調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的內(nèi)在聯(lián)系但由于調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的內(nèi)在聯(lián)系, , 調(diào)頻可調(diào)頻可以用調(diào)相電路間接實(shí)現(xiàn)以用調(diào)相電路間接實(shí)現(xiàn), , 鑒頻也可以用鑒相鑒頻也可以用鑒相( (相位解調(diào)相位解調(diào), , 也稱相位檢波也稱相位檢波) )電電路間接實(shí)現(xiàn)路間接實(shí)現(xiàn), , 所以實(shí)際上也介紹了一些調(diào)相與鑒所以實(shí)際上也介紹了一些調(diào)相與鑒相電路。相電路。tV000cosvtVcosvtV000cosvtVcosv 0D D m 0+D D mAMFM調(diào)頻波的指標(biāo)調(diào)頻波的指標(biāo)寄生調(diào)幅寄生調(diào)幅頻譜寬度頻譜寬度抗干擾能力抗干擾

5、能力幅度調(diào)制幅度調(diào)制角度調(diào)制角度調(diào)制調(diào)頻FM調(diào)相PM載波信號(hào)載波信號(hào)的受控參量的受控參量振幅振幅頻率頻率相位相位解調(diào)方式解調(diào)方式相干解調(diào)或相干解調(diào)或非相干解調(diào)非相干解調(diào)鑒頻或鑒頻或頻率檢波頻率檢波鑒相或鑒相或相位檢波相位檢波解調(diào)方式解調(diào)方式的差別的差別頻譜線性搬頻譜線性搬移頻譜結(jié)構(gòu)移頻譜結(jié)構(gòu)無變化無變化頻譜非線性頻譜非線性頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化屬于生變化屬于非線性頻率非線性頻率變換變換特點(diǎn)特點(diǎn)頻帶窄頻帶窄頻帶利頻帶利用率高用率高頻帶寬頻帶寬頻帶利頻帶利用不經(jīng)用不經(jīng)濟(jì)、抗?jié)?、抗干擾性干擾性強(qiáng)強(qiáng)用途用途廣播廣播電視電視通信通信遙測遙測數(shù)字?jǐn)?shù)字通信通信調(diào)幅AM 將等幅的調(diào)頻信號(hào)變換成振幅將等幅的

6、調(diào)頻信號(hào)變換成振幅也隨瞬時(shí)頻率變化、既也隨瞬時(shí)頻率變化、既調(diào)頻又調(diào)頻又調(diào)幅的調(diào)幅的FMAM波波，就可以通，就可以通過包絡(luò)檢波器解調(diào)此調(diào)頻信號(hào)過包絡(luò)檢波器解調(diào)此調(diào)頻信號(hào) 用此原理構(gòu)成的鑒頻器稱為振用此原理構(gòu)成的鑒頻器稱為振幅鑒頻器幅鑒頻器End鑒頻器的指標(biāo)鑒頻器的指標(biāo)鑒頻靈敏度鑒頻靈敏度鑒頻跨導(dǎo)鑒頻跨導(dǎo)鑒頻頻帶寬度鑒頻頻帶寬度寄生調(diào)幅抑制能力寄生調(diào)幅抑制能力失真和穩(wěn)定性失真和穩(wěn)定性 鑒頻器輸出電壓鑒頻器輸出電壓與輸入調(diào)頻波的與輸入調(diào)頻波的瞬時(shí)頻偏成正比，瞬時(shí)頻偏成正比，其比例系數(shù)稱為其比例系數(shù)稱為鑒頻跨導(dǎo)鑒頻跨導(dǎo)8.2.1 瞬時(shí)頻率與瞬時(shí)相位瞬時(shí)頻率與瞬時(shí)相位8.2.2 調(diào)頻波和調(diào)相波的調(diào)頻波和

7、調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式數(shù)學(xué)表示式8.2.3 調(diào)頻波和調(diào)相波的調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度頻譜和頻帶寬度 調(diào)頻是使高頻載波的瞬時(shí)頻率按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化的一種調(diào)頻是使高頻載波的瞬時(shí)頻率按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化的一種調(diào)制方式；調(diào)相是使高頻載波的瞬時(shí)相位按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變調(diào)制方式；調(diào)相是使高頻載波的瞬時(shí)相位按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化的一種調(diào)制方式。因?yàn)檫@兩種調(diào)制都表現(xiàn)為化的一種調(diào)制方式。因?yàn)檫@兩種調(diào)制都表現(xiàn)為高頻振蕩波的高頻振蕩波的總瞬時(shí)相角受到調(diào)變總瞬時(shí)相角受到調(diào)變，故將它們統(tǒng)稱為，故將它們統(tǒng)稱為角度調(diào)制角度調(diào)制(簡稱調(diào)角簡稱調(diào)角) 。瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率)(t瞬時(shí)相角瞬時(shí)相角)(t00t0實(shí)軸實(shí)軸)(ttt )(t00

8、)(tttd)(ttdd 瞬時(shí)相角瞬時(shí)相角(t)等于矢量在等于矢量在 t 時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度與初始相角度與初始相角角0 之和之和調(diào)頻調(diào)頻)()(0tktvf設(shè)調(diào)制信號(hào)為：設(shè)調(diào)制信號(hào)為：v (t)，0 0是未調(diào)制時(shí)的載波中心頻率；是未調(diào)制時(shí)的載波中心頻率；kfv (t)是瞬時(shí)頻率相對(duì)于是瞬時(shí)頻率相對(duì)于0 0的偏移，的偏移，叫瞬時(shí)頻率偏移，簡稱叫瞬時(shí)頻率偏移，簡稱頻移頻移?？杀硎緸榭杀硎緸?()(tktDvf(t) 的的最大頻移，稱最大頻移，稱頻偏頻偏，表示為，表示為max)(tkDvf瞬時(shí)頻率與調(diào)制信號(hào)呈線性瞬時(shí)頻率與調(diào)制信號(hào)呈線性關(guān)系，關(guān)系，瞬時(shí)頻率為：瞬時(shí)頻率為：)(cos()(0

9、0f00dttktVtatv調(diào)頻波數(shù)學(xué)表達(dá)式調(diào)頻波數(shù)學(xué)表達(dá)式 （相位相位 表達(dá)式）載波信號(hào)為：載波信號(hào)為：)cos()(000tVtv000)()(ttkttdfv00f0)(dttkttv瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位偏移瞬時(shí)相位偏移相位偏移相位偏移相移相移；ttkttdffD0)()(vmax0ffd )(ttktDvfm最大相移最大相移f 也稱也稱調(diào)頻波調(diào)制指數(shù)調(diào)頻波調(diào)制指數(shù) mf )(cos()(00f00dttktVtatv調(diào)頻波數(shù)學(xué)表達(dá)式調(diào)頻波數(shù)學(xué)表達(dá)式 （相位表達(dá)式）（相位表達(dá)式）)()(0tktvf瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率調(diào)相調(diào)相00)()(tkttvpttkttd)(d)(0p0v 0 0

10、t t+ +0 0是未調(diào)制時(shí)的載波相位；是未調(diào)制時(shí)的載波相位；kpv (t)是瞬時(shí)相位相對(duì)于是瞬時(shí)相位相對(duì)于0 0t+t+0 0的偏移，叫瞬時(shí)的偏移，叫瞬時(shí)相位相位偏移，簡稱偏移，簡稱相位相位偏移或偏移或相相移移。可表可表示為示為)()(tktDvp(t) 最大相移，也稱最大相移，也稱調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)，表示為，表示為maxp)(tkDvttkd)(dp0v瞬時(shí)相位與調(diào)制信號(hào)呈線性瞬時(shí)相位與調(diào)制信號(hào)呈線性瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率最大頻移，即頻偏：最大頻移，即頻偏：maxppd)(dttkDvpmmp為調(diào)相波調(diào)制指數(shù)為調(diào)相波調(diào)制指數(shù)設(shè)調(diào)制信號(hào)為設(shè)調(diào)制信號(hào)為v (t)，載波信號(hào)載波信號(hào))cos()(000t

11、Vtvttktd)(d)(ppDv調(diào)相波的頻移：調(diào)相波的頻移：)(cos()(000tktVtaPv調(diào)相波數(shù)學(xué)調(diào)相波數(shù)學(xué)(相位相位)表達(dá)式表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式ttKtVtdf)(cos000v瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位最大頻移最大頻移調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)FM波波PM波波ttkddp)(0vtttKt0f0d)(vmax)(ttKddpmDvmax0ffd )(ttKmtvmaxpp)(tKmv附：上述比較中的調(diào)制信號(hào)附：上述比較中的調(diào)制信號(hào) v (t)，載波，載波V0mcos 0(t)(cos00tKtVvp)(f0tKv)(0tKtvpmaxfm)(tKDv以單音調(diào)制波為例以單音調(diào)制

12、波為例調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)tVtcos)(v調(diào)頻調(diào)頻tVktcos)(0f00sin)(tVkttf瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位已調(diào)頻信號(hào)已調(diào)頻信號(hào))sincos()(000tVktVtaf)sincos(000tmtVfVkttkmtfmax0ffd )(vDfDVkff 調(diào)頻波頻偏調(diào)頻波頻偏：max)(tkDvf得得：)(cos()(00f00dttktVtatv調(diào)頻波數(shù)學(xué)調(diào)頻波數(shù)學(xué)(相位相位)表達(dá)式表達(dá)式 調(diào)頻波的最大相移，調(diào)頻波的最大相移，即調(diào)頻波調(diào)制指數(shù)：即調(diào)頻波調(diào)制指數(shù)：調(diào)相調(diào)相00cos)(tVkttptVktsin)(0p瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位已調(diào)相信號(hào)已調(diào)相信號(hào))c

13、oscos()(000tVktVtap)coscos(000tmtVppmaxpp)(VktkmvDp以單音調(diào)制波為例以單音調(diào)制波為例調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)tVtcos)(vDVkpp調(diào)相波頻偏：調(diào)相波頻偏：maxppd)(dttkDv得：得：)(cos()(000tktVtaPv調(diào)相波數(shù)學(xué)調(diào)相波數(shù)學(xué)(相位相位)表達(dá)式表達(dá)式 調(diào)相波的最大相移，調(diào)相波的最大相移，即調(diào)相波調(diào)制指數(shù)：即調(diào)相波調(diào)制指數(shù)：以單音調(diào)制波為例以單音調(diào)制波為例調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)tVtcos)(v調(diào)頻調(diào)頻調(diào)相調(diào)相tVktcos)(0f瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率00sin)(tVkttf瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位VkmfftVktsin)(0p瞬時(shí)頻率瞬時(shí)

14、頻率00cos)(tVkttp瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位VkmppDpDVkff 調(diào)頻波頻偏調(diào)頻波頻偏：Df 調(diào)頻波的最大相移，調(diào)頻波的最大相移，即調(diào)頻波調(diào)制指數(shù)：即調(diào)頻波調(diào)制指數(shù)：DVkpp調(diào)相波頻偏：調(diào)相波頻偏： 調(diào)相波的最大相移，調(diào)相波的最大相移，即調(diào)相波調(diào)制指數(shù)：即調(diào)相波調(diào)制指數(shù)：FFmmmmppffDDDD都滿足與最大頻移調(diào)制指數(shù)還是調(diào)相無論調(diào)頻m pmmm f調(diào)頻調(diào)頻調(diào)相調(diào)相由頻偏表達(dá)式可以看出調(diào)相信號(hào)帶寬隨調(diào)制信號(hào)頻率的升高由頻偏表達(dá)式可以看出調(diào)相信號(hào)帶寬隨調(diào)制信號(hào)頻率的升高而增加，而調(diào)頻波則不變，也把而增加，而調(diào)頻波則不變，也把調(diào)頻制叫做恒定帶寬調(diào)制調(diào)頻制叫做恒定帶寬調(diào)制。VkmffDf

15、VkmppDpDVkppDVkff調(diào)頻波頻偏調(diào)頻波頻偏調(diào)相波頻偏調(diào)相波頻偏 由于調(diào)頻波和調(diào)相波的方程式相似，因此只要分析其中一由于調(diào)頻波和調(diào)相波的方程式相似，因此只要分析其中一種的頻譜，則對(duì)另一種也完全適用。種的頻譜，則對(duì)另一種也完全適用。已調(diào)頻信號(hào)已調(diào)頻信號(hào))sincos()(00tmtVtaf已調(diào)相信號(hào)已調(diào)相信號(hào))coscos()(00tmtVtap已調(diào)頻信號(hào)已調(diào)頻信號(hào))sincos()(00tmtVtaf)sinsin(sin)sincos(cosf0f00tmttmtV其中其中:tnmJmJtmn2cos)(2)()sincos(120fnfftnmJtmn) 12sin()(2)si

16、nsin(012fnf)(fnmJ是以是以mf為參數(shù)的為參數(shù)的n階第一類貝賽爾函數(shù)。階第一類貝賽爾函數(shù)。一、頻譜一、頻譜調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)tVtcos)(v) 12sin()(2sin2cos)(2)(cos)(0f1n201fn2f000tnmJttnmJmJtVtannsin) 12sin()(2cos2cos)(2cos)(002012000ttnmJttnmJtmJVnnf1nfnf)12(cos)12(cos)()2cos()2cos()(cos)(0001200012000tntnmJVtntnmJtmJVnnfnfnf)sinsin(sin)sincos(cosf0f00tmttm

17、tV一、頻譜一、頻譜 1) 單音調(diào)制時(shí)，調(diào)頻波的頻譜不是調(diào)制信號(hào)頻譜的簡單搬移，單音調(diào)制時(shí)，調(diào)頻波的頻譜不是調(diào)制信號(hào)頻譜的簡單搬移，而是由載波和無數(shù)對(duì)邊帶分量所組成，而是由載波和無數(shù)對(duì)邊帶分量所組成， 它們的振幅由對(duì)應(yīng)的它們的振幅由對(duì)應(yīng)的各階貝塞爾函數(shù)值所確定。由教材（各階貝塞爾函數(shù)值所確定。由教材（8.2.24）可見，奇次的上、）可見，奇次的上、下邊帶分量振幅相等、極性相反；偶次的振幅相等、極性相下邊帶分量振幅相等、極性相反；偶次的振幅相等、極性相同。同。 2) 調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)mf越大，具有較大振幅的邊頻分量就越多，見越大，具有較大振幅的邊頻分量就越多，見教材圖教材圖 8.2.5。這與調(diào)幅

18、波不同，在單頻信號(hào)調(diào)幅的情況下，這與調(diào)幅波不同，在單頻信號(hào)調(diào)幅的情況下，邊頻數(shù)目與調(diào)制指數(shù)無關(guān)。邊頻數(shù)目與調(diào)制指數(shù)無關(guān)。 3)載波分量和各邊帶分量的振幅均隨載波分量和各邊帶分量的振幅均隨mf變化而變化。對(duì)于某些變化而變化。對(duì)于某些mf值，載頻或某邊頻振幅為零。籍此可以測定調(diào)制指數(shù)值，載頻或某邊頻振幅為零。籍此可以測定調(diào)制指數(shù)mf。 上式表明，當(dāng)上式表明，當(dāng)V0一定時(shí)，不論一定時(shí)，不論mf為何值，為何值，調(diào)頻波的平均調(diào)頻波的平均功率恒功率恒為定值，并且為定值，并且等于未調(diào)制時(shí)的載波功率等于未調(diào)制時(shí)的載波功率。換句話說，改。換句話說，改變變mf僅會(huì)引起僅會(huì)引起載波分量和各邊帶分量之間功率的重新分配

19、載波分量和各邊帶分量之間功率的重新分配，但，但不會(huì)引起總功率的改變。不會(huì)引起總功率的改變。 4) 根據(jù)帕塞瓦爾根據(jù)帕塞瓦爾(Parseval)定理調(diào)頻波的平均功率等于各頻定理調(diào)頻波的平均功率等于各頻譜分量平均功率之和。因此，在電阻譜分量平均功率之和。因此，在電阻R上，調(diào)頻波的平均功率上，調(diào)頻波的平均功率應(yīng)為應(yīng)為 )(2)(2)(202121222020nnmJmJmJRVPfnfnff fnf )(2)(2122020nmJmJRVRV220 雖然調(diào)頻波的邊頻分量有無數(shù)多個(gè)，但是，對(duì)于任一給定雖然調(diào)頻波的邊頻分量有無數(shù)多個(gè)，但是，對(duì)于任一給定的的mf值，高到一定次數(shù)的邊頻分量其振幅已經(jīng)小到可以

20、忽略，值，高到一定次數(shù)的邊頻分量其振幅已經(jīng)小到可以忽略，以致濾除這些邊頻分量對(duì)調(diào)頻波形不會(huì)產(chǎn)生顯著的影響。以致濾除這些邊頻分量對(duì)調(diào)頻波形不會(huì)產(chǎn)生顯著的影響。二、帶寬二、帶寬 通常規(guī)定：凡是振幅小于未調(diào)制載波振幅的通常規(guī)定：凡是振幅小于未調(diào)制載波振幅的1(或或10，根，根據(jù)不同要求而定據(jù)不同要求而定)的邊頻分量均可忽略不計(jì)，保留下來的頻譜分的邊頻分量均可忽略不計(jì)，保留下來的頻譜分量就確定了調(diào)頻波的頻帶寬度。量就確定了調(diào)頻波的頻帶寬度。 如果將小于調(diào)制載波振幅如果將小于調(diào)制載波振幅l0的邊頻分量略去不計(jì)，則頻的邊頻分量略去不計(jì)，則頻譜寬度譜寬度BW可由下列近似公式求出：可由下列近似公式求出：FmB

21、W) 1(2f在實(shí)際應(yīng)用中也常區(qū)分為：在實(shí)際應(yīng)用中也常區(qū)分為：DD)(22, 1)AM(2, 1mmfFMfFMf為為頻頻偏偏稱稱為為寬寬帶帶調(diào)調(diào)頻頻, ,波波頻頻帶帶相相同同與與稱稱為為窄窄帶帶調(diào)調(diào)頻頻, ,ffFmBmFBm 從上面的討論知道，調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜結(jié)構(gòu)以及頻帶從上面的討論知道，調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜結(jié)構(gòu)以及頻帶寬度與調(diào)制指數(shù)有密切的關(guān)系?？偟囊?guī)律是：寬度與調(diào)制指數(shù)有密切的關(guān)系?？偟囊?guī)律是：調(diào)制指數(shù)越大，調(diào)制指數(shù)越大，應(yīng)當(dāng)考慮的邊頻分量的數(shù)目就越多，無論對(duì)于調(diào)頻還是調(diào)相均應(yīng)當(dāng)考慮的邊頻分量的數(shù)目就越多，無論對(duì)于調(diào)頻還是調(diào)相均是如此。是如此。這是它們共同的性質(zhì)。這是它們共同的性質(zhì)

22、。 但是，由于調(diào)頻與調(diào)相制與調(diào)制頻率但是，由于調(diào)頻與調(diào)相制與調(diào)制頻率F的關(guān)系不同，僅當(dāng)?shù)年P(guān)系不同，僅當(dāng)F變化時(shí)，它們的頻譜結(jié)構(gòu)和頻帶寬度的關(guān)系就互不相同。變化時(shí)，它們的頻譜結(jié)構(gòu)和頻帶寬度的關(guān)系就互不相同。FmBW) 1(2fVkmffDf調(diào)頻調(diào)頻調(diào)相調(diào)相VkmffDfVkmppDp 對(duì)于調(diào)頻制，對(duì)于調(diào)頻制，變小，變小，m mf f則變大則變大，由圖，由圖8.2.4知：邊頻分知：邊頻分量增多，但各頻率間距離反而減小，造成頻帶寬度略窄，可量增多，但各頻率間距離反而減小，造成頻帶寬度略窄，可看成帶寬基本恒定，因此調(diào)頻也稱看成帶寬基本恒定，因此調(diào)頻也稱 恒定帶寬調(diào)制恒定帶寬調(diào)制。 對(duì)于調(diào)相制，對(duì)于調(diào)相

23、制，增加時(shí)，帶寬增加。增加時(shí)，帶寬增加。 對(duì)于對(duì)于在在min max而言，而言， max決定總的帶寬，低端頻率分量的頻譜利用決定總的帶寬，低端頻率分量的頻譜利用率不高率不高 。因此，。因此，模擬通信系統(tǒng)中調(diào)頻制要比調(diào)相制應(yīng)用得廣模擬通信系統(tǒng)中調(diào)頻制要比調(diào)相制應(yīng)用得廣泛泛。DVkppDVkffEnd 下面分析一下含多個(gè)頻率成分信號(hào)調(diào)制的調(diào)頻信號(hào)的頻譜，下面分析一下含多個(gè)頻率成分信號(hào)調(diào)制的調(diào)頻信號(hào)的頻譜，)sinsin(sin)sincos(cos)(10100NnnNnntmttmtVtanfnf)sinsinsin(sin)sinsincos(cos)(22110221100tmtmttmtm

24、tVtaffff以雙頻信以雙頻信號(hào)為例號(hào)為例tnmJmJtmn2cos)(2)()sincos(120fnfftnmJtmn) 12sin()(2)sinsin(012fnf 此時(shí)增加了許多組合頻率，使頻譜組成大為復(fù)雜。因此，此時(shí)增加了許多組合頻率，使頻譜組成大為復(fù)雜。因此，調(diào)頻與調(diào)相制屬于非線性調(diào)制。調(diào)頻與調(diào)相制屬于非線性調(diào)制。已調(diào)頻信號(hào)已調(diào)頻信號(hào))sincos()(00tmtVtaf8.3.1 直接調(diào)頻原理直接調(diào)頻原理8.3.2 間接調(diào)頻原理間接調(diào)頻原理 產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的電路叫做調(diào)頻器。對(duì)它有四個(gè)主產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的電路叫做調(diào)頻器。對(duì)它有四個(gè)主要要求：（要要求：（1）已調(diào)波的瞬時(shí)頻率與調(diào)制信號(hào)成

25、比例）已調(diào)波的瞬時(shí)頻率與調(diào)制信號(hào)成比例地變化。這是基本要求。（地變化。這是基本要求。（2）未調(diào)制時(shí)的載波頻率，）未調(diào)制時(shí)的載波頻率，即已調(diào)波的中心頻率具有一定的穩(wěn)定度（視應(yīng)用場合即已調(diào)波的中心頻率具有一定的穩(wěn)定度（視應(yīng)用場合不同而有不同的要求）。（不同而有不同的要求）。（3）最大頻移與調(diào)制頻率）最大頻移與調(diào)制頻率無關(guān)。（無關(guān)。（4）無寄生調(diào)幅或寄生調(diào)幅盡可能小。）無寄生調(diào)幅或寄生調(diào)幅盡可能小。 產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的方法很多，歸納起來主要有兩類：產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的方法很多，歸納起來主要有兩類：第一類是用調(diào)制信號(hào)直接控制載波的瞬時(shí)頻第一類是用調(diào)制信號(hào)直接控制載波的瞬時(shí)頻率率直接調(diào)頻。直接調(diào)頻。第二類是由調(diào)頻

26、信號(hào)積分后進(jìn)行第二類是由調(diào)頻信號(hào)積分后進(jìn)行調(diào)相調(diào)相間接間接調(diào)頻。調(diào)頻。 直接調(diào)頻的基本原理是用調(diào)制信號(hào)直接線性地改直接調(diào)頻的基本原理是用調(diào)制信號(hào)直接線性地改變載波振蕩的瞬時(shí)頻率。變載波振蕩的瞬時(shí)頻率。因此，因此，只要用調(diào)制信號(hào)去控制只要用調(diào)制信號(hào)去控制直接影響載波振直接影響載波振蕩瞬時(shí)頻率的元件或參數(shù)，從而使載波振蕩瞬時(shí)頻率蕩瞬時(shí)頻率的元件或參數(shù)，從而使載波振蕩瞬時(shí)頻率按調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律線性地改變，就可實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻。按調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律線性地改變，就可實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻。 如果載波由如果載波由LC自激振蕩器產(chǎn)生，則自激振蕩器產(chǎn)生，則振蕩頻率振蕩頻率主主要由諧振回路的要由諧振回路的電感元件和電容元件所決

27、定電感元件和電容元件所決定。因此，只要能用因此，只要能用調(diào)制信號(hào)去控制回路的電感或調(diào)制信號(hào)去控制回路的電感或電容電容，就能達(dá)到，就能達(dá)到控制振蕩頻率控制振蕩頻率的目的。的目的。瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率)(t瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位)(t00)(tttd)(ttddtttkt0)()(dfDv)(cos)(000ttktAtatdpv根據(jù)調(diào)頻和調(diào)相的數(shù)學(xué)表達(dá)式根據(jù)調(diào)頻和調(diào)相的數(shù)學(xué)表達(dá)式先將調(diào)制信號(hào)積分，然后再對(duì)先將調(diào)制信號(hào)積分，然后再對(duì)載波調(diào)相，這樣得到的調(diào)頻波載波調(diào)相，這樣得到的調(diào)頻波的中心頻率的穩(wěn)定度很高。的中心頻率的穩(wěn)定度很高。 推導(dǎo)見下頁。推導(dǎo)見下頁。設(shè)調(diào)制信號(hào)為設(shè)調(diào)制信號(hào)為v (t)，00f0d)()

28、(ttkttv00f0)(dttkttv)(cos()(00f00dttktVtatv調(diào)頻波數(shù)學(xué)調(diào)頻波數(shù)學(xué)(相位相位)表達(dá)式表達(dá)式對(duì)對(duì) V (t) 積分，得瞬時(shí)相位積分，得瞬時(shí)相位)(cos()(000tktVtaPv與調(diào)相波數(shù)學(xué)與調(diào)相波數(shù)學(xué)(相位相位)表達(dá)式表達(dá)式 意義相同意義相同8.4.1 基本原理基本原理8.4.2 電路分析電路分析高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社主要優(yōu)點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)：能夠獲得較大的頻移（相對(duì)于間接調(diào)頻而能夠獲得較大的頻移（相對(duì)于間接調(diào)頻而言），線路簡單，并且?guī)缀醪恍枰{(diào)制功率。言），線路簡單，并且?guī)缀醪恍枰{(diào)制

29、功率。主要缺點(diǎn)：主要缺點(diǎn)：中心頻率穩(wěn)定度低。中心頻率穩(wěn)定度低。應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍：在移動(dòng)通信以及自動(dòng)頻率微調(diào)系統(tǒng)中。在移動(dòng)通信以及自動(dòng)頻率微調(diào)系統(tǒng)中。高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社變?nèi)荻O管是利用半導(dǎo)體變?nèi)荻O管是利用半導(dǎo)體PNPN結(jié)的結(jié)的結(jié)電容隨反向電壓變化結(jié)電容隨反向電壓變化這這一特性而制成的一種半導(dǎo)體二極管。結(jié)電容一特性而制成的一種半導(dǎo)體二極管。結(jié)電容C Cj j與反向電壓與反向電壓vR R存在如下關(guān)系：存在如下關(guān)系：反向電壓反向電壓tVVtcos)(0RvjjD)1 (0VCCRv式中式中Cj0： 0Rv時(shí)的電容值（零偏置

30、電容）時(shí)的電容值（零偏置電容）:Rv反向偏置電壓，反向偏置電壓，VD：PN結(jié)勢壘電位差。結(jié)勢壘電位差。 ：結(jié)電容變化指數(shù)：結(jié)電容變化指數(shù)，通常，通常=1/21/3，經(jīng)特殊工藝制成的超，經(jīng)特殊工藝制成的超突變結(jié)電容突變結(jié)電容=15其中：其中： V0為直流偏置電壓，為直流偏置電壓，Vcostcost為調(diào)制信號(hào)為調(diào)制信號(hào) tmCtmVVCtVVVVVVCVtVVCVtVVCCjQcos1cos11cos1cos1)cos(100000000D0DDDDDjC j QC jvRV0)(tv其中：其中： DjQVVCC001為靜態(tài)工作點(diǎn)的結(jié)電容。為靜態(tài)工作點(diǎn)的結(jié)電容。 高頻電子線路高頻電子線路（第四版）

31、張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社Cj與與VR即即Cj與調(diào)制信號(hào)與調(diào)制信號(hào)的關(guān)系的關(guān)系高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社C(t)=C-CC為：未加入調(diào)至信號(hào)回路總電容為：未加入調(diào)至信號(hào)回路總電容C為加入調(diào)制信號(hào)后的回路總電容為加入調(diào)制信號(hào)后的回路總電容可推出可推出C(t)與調(diào)制信號(hào)呈線性與調(diào)制信號(hào)呈線性又可推出，又可推出，f與與C成線性關(guān)系成線性關(guān)系 見見教材（教材（8.4.18） f與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，即：變?nèi)荻O管可實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻即：變?nèi)荻O管可實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻 LC1 jCC cos)

32、12(2!21cos21 )(220 tmtmttttmtmmtDDD2coscos)(2cos)12(8cos2)12(81 )(20020020mmjQjtmCCcos1理想線性調(diào)制條件理想線性調(diào)制條件2小頻偏條件下，小頻偏條件下，= 1，f 與與 V(t)近似線性。近似線性。大大頻偏條件下，頻偏條件下， = 2，f 與與 V(t) 近似線性。近似線性。高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社Cc c是變?nèi)莨芘c是變?nèi)莨芘cL Ll lC C1 1回路之間的耦合電容，同時(shí)起到隔直流的作回路之間的耦合電容，同時(shí)起到隔直流的作用；用；C為對(duì)直流

33、電壓的旁路電容；為對(duì)直流電壓的旁路電容； L2是高頻扼流圈，但讓調(diào)是高頻扼流圈，但讓調(diào)制信號(hào)通過。它的作用都是將振蕩回路和變?nèi)莨艿目刂齐娐犯糁菩盘?hào)通過。它的作用都是將振蕩回路和變?nèi)莨艿目刂齐娐犯綦x防止它們之間的相互影響。離防止它們之間的相互影響。VR=VCC V+V(t) 因此，等效的振蕩回路可畫成右圖，因此，等效的振蕩回路可畫成右圖，主體是主體是LC互感耦合正弦振蕩電路互感耦合正弦振蕩電路。高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社舉例：舉例：高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社舉例

34、：舉例：高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社 由交流通路由交流通路可見，電路可見，電路為為 變?nèi)莨懿孔內(nèi)莨懿糠纸尤氲姆纸尤氲碾婋娙萑耸秸袢萑耸秸袷庪娐肥庪娐?L, C3, C4, C5, Cj 呈感呈感性性 直接調(diào)頻的主要優(yōu)點(diǎn)是可以獲得較大的頻偏，直接調(diào)頻的主要優(yōu)點(diǎn)是可以獲得較大的頻偏，但是中心頻率的穩(wěn)定性（主要是長期穩(wěn)定性）較差。但是中心頻率的穩(wěn)定性（主要是長期穩(wěn)定性）較差。穩(wěn)定中心頻率可以采用對(duì)石英晶體振蕩器進(jìn)行直接穩(wěn)定中心頻率可以采用對(duì)石英晶體振蕩器進(jìn)行直接調(diào)頻調(diào)頻。變?nèi)荻O管接入振蕩回路有兩種方式。變?nèi)荻O管接入振蕩回路有兩

35、種方式。 變?nèi)荻O管接入振蕩回路有兩種方式。一種是變?nèi)荻O管接入振蕩回路有兩種方式。一種是與石英晶體相串聯(lián)，另一種是與石英晶體相并聯(lián)。與石英晶體相串聯(lián)，另一種是與石英晶體相并聯(lián)。變?nèi)荻O管與晶體并聯(lián)連接方式有一個(gè)較大的缺點(diǎn)，變?nèi)荻O管與晶體并聯(lián)連接方式有一個(gè)較大的缺點(diǎn)，就是變?nèi)莨軈?shù)的不穩(wěn)定性直接嚴(yán)重地影響調(diào)頻信就是變?nèi)莨軈?shù)的不穩(wěn)定性直接嚴(yán)重地影響調(diào)頻信號(hào)中心頻率的穩(wěn)定度。因而號(hào)中心頻率的穩(wěn)定度。因而應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛的是的是變?nèi)莨芘c變?nèi)莨芘c石英晶體相串聯(lián)石英晶體相串聯(lián)的方式。的方式。 晶體在此等效為高品質(zhì)因數(shù)的電感元件，構(gòu)成晶體在此等效為高品質(zhì)因數(shù)的電感元件，構(gòu)成振蕩回路元件之一振蕩回路元件

36、之一高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社 高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社Pierce Oscillators (cb)皮爾斯振蕩器皮爾斯振蕩器高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社 變?nèi)莨芘c石變?nèi)莨芘c石英晶體相串英晶體相串聯(lián)呈感性。聯(lián)呈感性。 電路為電容電路為電容三端皮爾斯三端皮爾斯振蕩電路。振蕩電路。 調(diào)制信號(hào)使調(diào)制信號(hào)使 變?nèi)莨芙Y(jié)電變?nèi)莨芙Y(jié)電容變化時(shí)，容變化時(shí)，晶體等效感晶體等效感抗變化，從抗變化，從而使振蕩頻而使

37、振蕩頻率變化。率變化。應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：調(diào)調(diào)制制信信號(hào)號(hào)Pierce 型振蕩器型振蕩器調(diào)制信號(hào)放大調(diào)制信號(hào)放大高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社8.6.1 調(diào)相的方法調(diào)相的方法8.6.2 間接調(diào)頻的實(shí)現(xiàn)間接調(diào)頻的實(shí)現(xiàn)高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社高穩(wěn)定度高穩(wěn)定度載波振蕩器載波振蕩器 相位相位調(diào)制器調(diào)制器積分積分 電路電路多級(jí)倍頻多級(jí)倍頻和混頻器和混頻器寬帶寬帶 )(tFMv)(tvtt d)(v窄帶窄帶)(tFMv 直接調(diào)頻直接調(diào)頻中心頻率穩(wěn)定度都不高中心頻率穩(wěn)定度都不

38、高 晶體振蕩器直接調(diào)頻的中心頻率穩(wěn)定度雖有提高，但頻偏晶體振蕩器直接調(diào)頻的中心頻率穩(wěn)定度雖有提高，但頻偏太小。太小。 間接調(diào)頻則采用高穩(wěn)定度的晶體振蕩器作為主振級(jí)，然后間接調(diào)頻則采用高穩(wěn)定度的晶體振蕩器作為主振級(jí)，然后調(diào)制信號(hào)積分后調(diào)制信號(hào)積分后對(duì)這個(gè)穩(wěn)定的載頻信號(hào)對(duì)這個(gè)穩(wěn)定的載頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)相，這樣一來進(jìn)行調(diào)相，這樣一來就可得到中心頻率穩(wěn)定度高的調(diào)頻信號(hào)。就可得到中心頻率穩(wěn)定度高的調(diào)頻信號(hào)。高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社 調(diào)相的方法通常有三類：一類是用調(diào)制信號(hào)控制諧振回路調(diào)相的方法通常有三類：一類是用調(diào)制信號(hào)控制諧振回路或移相網(wǎng)絡(luò)

39、的電抗或電阻元件以實(shí)現(xiàn)調(diào)相。第二類是矢量合成或移相網(wǎng)絡(luò)的電抗或電阻元件以實(shí)現(xiàn)調(diào)相。第二類是矢量合成法調(diào)相。第三類是脈沖調(diào)相。法調(diào)相。第三類是脈沖調(diào)相。1）諧振回路或移相網(wǎng)絡(luò)的調(diào)相方法）諧振回路或移相網(wǎng)絡(luò)的調(diào)相方法（1）利用諧振回路調(diào)相）利用諧振回路調(diào)相)2arctan(0ffQDD高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社（1）利用諧振回路調(diào)相）利用諧振回路調(diào)相002 6/)16. 2 . 2()2arctan(DDQQ則：若6 D Dff0可見：可見： 與與V(t)成正比成正比該方法最大相移為：該方法最大相移為： / 6 / 6 設(shè)負(fù)載回路

40、電容的變化設(shè)負(fù)載回路電容的變化C與與 V(t) 成線性關(guān)系，即成線性關(guān)系，即: C= kCV(t) （8.6.1）)2 . 6 . 8(CC2100回路相對(duì)失諧DD，則若1CC0D由于回路失諧，輸出電壓產(chǎn)生附加相移由于回路失諧，輸出電壓產(chǎn)生附加相移 為：為：（8.6.1）（8.6.2） 代入得： 0)(CtVQkC教材圖 2.1.8同理：回顧回顧(6.12.3)（2）利用移相網(wǎng)絡(luò)調(diào)相）利用移相網(wǎng)絡(luò)調(diào)相iViViV2成反比或與可見，則：當(dāng)：RC:261arctan2arctan200CRCRVVRC 若調(diào)制信號(hào)也與若調(diào)制信號(hào)也與C或或R成反比，則調(diào)成反比，則調(diào)制信號(hào)與制信號(hào)與 成正比成正比 高頻

41、電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社2）合成調(diào)相法阿姆斯特朗法）合成調(diào)相法阿姆斯特朗法)(sinsin)(coscos)(0000tAtAtAtAtappvv6|)(|ptkv當(dāng)：ttAAtAta0000sin)(cos)(pvtA00costtAA00sin)(pv)(cos()(00tktVtaPv展開調(diào)相波數(shù)學(xué)表達(dá)式展開調(diào)相波數(shù)學(xué)表達(dá)式AB 合成矢量合成矢量C的長度和的長度和相角相角都受到調(diào)制信號(hào)都受到調(diào)制信號(hào)V(t)的的控制?？刂?。C高頻電

42、子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社ttAAtAta0000sin)(cos)(pv高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社前面這兩種調(diào)相方法共同缺點(diǎn)是：前面這兩種調(diào)相方法共同缺點(diǎn)是： 調(diào)制系數(shù)小調(diào)制系數(shù)小為了獲得足夠的調(diào)制系數(shù)，必須后接多級(jí)倍頻器為了獲得足夠的調(diào)制系數(shù)，必須后接多級(jí)倍頻器*3）脈沖調(diào)相）脈沖調(diào)相高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社End高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社

43、高等教育出版社 前面的方法只能得到很小的調(diào)制指數(shù)前面的方法只能得到很小的調(diào)制指數(shù) ( (/6/6) )。 例例如，要求如，要求 m 0.5 m 0.5 才能保證一定的調(diào)制線性。若才能保證一定的調(diào)制線性。若最低調(diào)制頻率為最低調(diào)制頻率為 100 Hz 100 Hz ，則相應(yīng)的最大頻移，則相應(yīng)的最大頻移 f = 0.5x100 Hz = 50 Hz f = 0.5x100 Hz = 50 Hz 這樣小的頻偏是遠(yuǎn)遠(yuǎn)這樣小的頻偏是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要的。不能滿足需要的。 例如，調(diào)頻廣播所要求的最大頻移為例如，調(diào)頻廣播所要求的最大頻移為75 kHz 75 kHz 。為。為了使頻偏加大到所需的數(shù)值，常需采用倍頻

44、的方法。了使頻偏加大到所需的數(shù)值，常需采用倍頻的方法。 對(duì)于本例，倍頻次數(shù)為對(duì)于本例，倍頻次數(shù)為 75kHz/50Hz= 75kHz/50Hz=15001500 倍，可倍，可見所需的倍頻次數(shù)是很高的。見所需的倍頻次數(shù)是很高的。 DVkpp調(diào)相波頻偏調(diào)相波頻偏 如果倍頻之前載波頻率為如果倍頻之前載波頻率為 1 MHz ，則經(jīng)，則經(jīng) 1 500 次次倍頻后，中心頻率增大為倍頻后，中心頻率增大為 1 500 MHz 。這個(gè)數(shù)值。這個(gè)數(shù)值又可能不符合對(duì)中心頻率的要求。又可能不符合對(duì)中心頻率的要求。 例如，調(diào)頻廣播的中心頻率假定要求例如，調(diào)頻廣播的中心頻率假定要求 100 MHz 。為了最后得到這個(gè)數(shù)值

45、，需采用混頻的方法。為了最后得到這個(gè)數(shù)值，需采用混頻的方法。 對(duì)于本例，可用一個(gè)頻率為對(duì)于本例，可用一個(gè)頻率為 1400 MHz （如用石英如用石英晶體振蕩器再加上若干次倍頻的辦法來得到晶體振蕩器再加上若干次倍頻的辦法來得到）的本地振）的本地振蕩電壓與之混頻?；祛l只起頻譜搬移作用，不會(huì)蕩電壓與之混頻?；祛l只起頻譜搬移作用，不會(huì)改變最大頻移。因此，最后獲得中心頻率為改變最大頻移。因此，最后獲得中心頻率為 100 MHz 、頻偏為、頻偏為 75 kHz 的調(diào)頻波。的調(diào)頻波。End高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社積分積分 電路電路線性可控

46、線性可控延時(shí)電路延時(shí)電路)(tvttkdt)(v 設(shè)延時(shí)器件的延時(shí)是可控的，如將調(diào)制信號(hào)積分設(shè)延時(shí)器件的延時(shí)是可控的，如將調(diào)制信號(hào)積分之后，去線性地控制延時(shí)時(shí)間，若延時(shí)器件此時(shí)的輸之后，去線性地控制延時(shí)時(shí)間，若延時(shí)器件此時(shí)的輸入信號(hào)為載波振蕩，則經(jīng)延時(shí)以后，得到延時(shí)器件的入信號(hào)為載波振蕩，則經(jīng)延時(shí)以后，得到延時(shí)器件的輸出信號(hào)。輸出信號(hào)。tA00cos)(cos000ttAttktdt)(0vEnd高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社8.8.1 相位鑒頻器的工作原理相位鑒頻器的工作原理8.8.2 相位鑒頻器回路參數(shù)的選擇相位鑒頻器回路參數(shù)

47、的選擇高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社 相位鑒頻器是根據(jù)第一類鑒頻方法，利用回路的相位鑒頻器是根據(jù)第一類鑒頻方法，利用回路的相位一頻率特性來實(shí)現(xiàn)調(diào)幅一調(diào)頻波變換，再通相位一頻率特性來實(shí)現(xiàn)調(diào)幅一調(diào)頻波變換，再通過包絡(luò)檢波器解調(diào)此調(diào)頻信號(hào)應(yīng)用較廣泛。過包絡(luò)檢波器解調(diào)此調(diào)頻信號(hào)應(yīng)用較廣泛。2. 實(shí)現(xiàn)電路實(shí)現(xiàn)電路移相網(wǎng)絡(luò)移相網(wǎng)絡(luò))(ta)(tb)(tb-包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社

48、高等教育出版社輸人電路的初級(jí)回路輸人電路的初級(jí)回路 C1，L1 . 和次級(jí)回路和次級(jí)回路 C2，L2構(gòu)成雙調(diào)諧構(gòu)成雙調(diào)諧回路，且均調(diào)諧于調(diào)頻波的中心頻率回路，且均調(diào)諧于調(diào)頻波的中心頻率 f0 。它們完成波形變換，。它們完成波形變換，將等幅調(diào)頻波變換成蝠度隨瞬時(shí)頻率變化的調(diào)頻波（即調(diào)幅一將等幅調(diào)頻波變換成蝠度隨瞬時(shí)頻率變化的調(diào)頻波（即調(diào)幅一調(diào)頻波）。調(diào)頻波）。 D1，R，C3和和 D2，R，C3 組成上、下兩個(gè)振幅檢組成上、下兩個(gè)振幅檢波器，且特性完全相同，將振幅的變化檢測出來。波器，且特性完全相同，將振幅的變化檢測出來。 負(fù)載電阻負(fù)載電阻 R 通常比旁路電容通常比旁路電容 C3 的高頻容抗大得

49、的高頻容抗大得多，而藕合電容多，而藕合電容 C4與旁路電容與旁路電容 C3 的容抗則遠(yuǎn)小的容抗則遠(yuǎn)小于高頻扼流圈于高頻扼流圈L3的感抗。因此初級(jí)回路上的信號(hào)的感抗。因此初級(jí)回路上的信號(hào)電壓電壓V12幾乎全部降落在扼流圈幾乎全部降落在扼流圈 L3 上。上。 初級(jí)回路電流經(jīng)互感藕合，在次級(jí)回路兩端感應(yīng)初級(jí)回路電流經(jīng)互感藕合，在次級(jí)回路兩端感應(yīng)產(chǎn)生次級(jí)回路電壓產(chǎn)生次級(jí)回路電壓Vab。由圖可見，加在兩個(gè)振。由圖可見，加在兩個(gè)振幅檢波器的輸人信號(hào)分別為幅檢波器的輸人信號(hào)分別為 只要處在耦合回路的通頻帶范圍內(nèi)，當(dāng)調(diào)頻波的只要處在耦合回路的通頻帶范圍內(nèi)，當(dāng)調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率變化時(shí)，瞬時(shí)頻率變化時(shí)，V12 和和

50、Vab 的的振幅保持恒定。的的振幅保持恒定。 但但 V12 和和Vab 之間的相位關(guān)系隨頻率發(fā)生變化，之間的相位關(guān)系隨頻率發(fā)生變化，下面分析下面分析 V12 和和Vab之間的相位差隨信號(hào)頻率變化之間的相位差隨信號(hào)頻率變化的規(guī)律。的規(guī)律。 為使分析簡單，先作兩個(gè)合乎實(shí)際的假定：為使分析簡單，先作兩個(gè)合乎實(shí)際的假定： 初次級(jí)回路的品質(zhì)因數(shù)均較高；初次級(jí)回路的品質(zhì)因數(shù)均較高； 初、次級(jí)回路之間的互感藕合比較弱。初、次級(jí)回路之間的互感藕合比較弱。 這樣，在估算初級(jí)回路電流時(shí)，就不必考慮初這樣，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)的級(jí)回路自身的損耗電阻和從次級(jí)反射到初

51、級(jí)的損耗電阻。于是可以近似地得到圖損耗電阻。于是可以近似地得到圖 8 .8.2 所示所示的等效電路的等效電路 初級(jí)回路電流初級(jí)回路電流 I1 在次級(jí)回路中感在次級(jí)回路中感應(yīng)產(chǎn)生串聯(lián)電動(dòng)應(yīng)產(chǎn)生串聯(lián)電動(dòng)勢勢代入代入I1 , VS 為：為：初級(jí)回路電流初級(jí)回路電流 I1 次級(jí)回路電壓次級(jí)回路電壓Vab可可根據(jù)等效電路求出：根據(jù)等效電路求出： 當(dāng)信號(hào)頻率當(dāng)信號(hào)頻率fin等于中心頻率等于中心頻率 f0 （即回路諧振頻率）（即回路諧振頻率）時(shí)，時(shí)， X2 = 0 ，于是，于是 Vab 為：為： 該式表明，次該式表明，次級(jí)回路電壓級(jí)回路電壓 Vab 比比 初級(jí)回初級(jí)回路電壓路電壓V12 超超前前 /2 當(dāng)信

52、號(hào)頻率當(dāng)信號(hào)頻率fin大于中心頻率大于中心頻率 f0時(shí)，時(shí)，XL2XC2,此時(shí)次此時(shí)次級(jí)回路總阻抗為：級(jí)回路總阻抗為： Z2 的相角的相角 為：為： 此時(shí)次級(jí)此時(shí)次級(jí)回路電壓回路電壓 Vab 為：為： 該式表明，該式表明， fin f0時(shí)，次級(jí)回路電壓時(shí)，次級(jí)回路電壓 Vab 超前于初超前于初級(jí)回路電壓級(jí)回路電壓V12 一個(gè)小于一個(gè)小于 /2 的角度（的角度（ /2 )XL2XC2X20, 0 同理，可以求出，當(dāng)同理，可以求出，當(dāng) finf0 時(shí)，有：時(shí)，有： 該式表明，該式表明， fin f0時(shí)，時(shí)，VD1VD2，有，有 V ab 0當(dāng)當(dāng) finf0時(shí)，時(shí)，VD1=VD2，有，有 V ab

53、0 可見可見, 鑒頻器輸出電壓鑒頻器輸出電壓 V ab 反映了輸入信號(hào)瞬時(shí)頻反映了輸入信號(hào)瞬時(shí)頻率偏移率偏移 ff，并可推出，并可推出 V ab與與ff成正比，又成正比，又ff與與調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào) V V(t)(t)成正比，因此成正比，因此鑒頻器輸出電壓鑒頻器輸出電壓 V ab 也與也與 V V(t)(t)成正比，這就實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻波解調(diào)。成正比，這就實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻波解調(diào)。 Vab與與f f 之間的關(guān)系之間的關(guān)系曲線如圖曲線如圖8.1.28.1.2 鑒頻曲線中間部分，鑒頻鑒頻曲線中間部分，鑒頻器輸出電壓與瞬時(shí)頻率偏器輸出電壓與瞬時(shí)頻率偏移成線性關(guān)系，移成線性關(guān)系， 頻率偏移越大鑒頻器輸出頻率偏移越大鑒

54、頻器輸出電壓也越大。電壓也越大。 當(dāng)當(dāng)ff超過一定范圍，由超過一定范圍，由于耦合回路頻率響應(yīng)的影于耦合回路頻率響應(yīng)的影響，會(huì)造成鑒頻器輸出電響，會(huì)造成鑒頻器輸出電壓隨頻移加大而下降。壓隨頻移加大而下降。高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社 由該曲線可以看出，耦合很弱（即由該曲線可以看出，耦合很弱（即很?。r(shí)，很?。r(shí)，線性范圍小，鑒頻跨導(dǎo)高。一般，當(dāng)線性范圍小，鑒頻跨導(dǎo)高。一般，當(dāng)1.5以后，非以后，非線性就已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重。反之，耦合比較緊，線性范圍線性就已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重。反之，耦合比較緊，線性范圍就大，而鑒頻跨導(dǎo)就小。但當(dāng)就大，而鑒頻跨導(dǎo)就

55、小。但當(dāng)以上時(shí)，非線性以上時(shí)，非線性又嚴(yán)重起來。因此，通常選取又嚴(yán)重起來。因此，通常選取。 由于由于，當(dāng)回路品質(zhì)因數(shù)，當(dāng)回路品質(zhì)因數(shù)L不變時(shí)，逐不變時(shí)，逐漸加強(qiáng)耦合，鑒頻跨導(dǎo)隨之下降，但線性范圍則隨漸加強(qiáng)耦合，鑒頻跨導(dǎo)隨之下降，但線性范圍則隨之加寬。之加寬。End高頻電子線路高頻電子線路（第四版）張肅文主編（第四版）張肅文主編 高等教育出版社高等教育出版社 已調(diào)波信號(hào)在發(fā)送、傳輸和接收過程中，不可避免地已調(diào)波信號(hào)在發(fā)送、傳輸和接收過程中，不可避免地要受到各種干擾。有些干擾會(huì)使已調(diào)波信號(hào)的振幅發(fā)要受到各種干擾。有些干擾會(huì)使已調(diào)波信號(hào)的振幅發(fā)生變化，產(chǎn)生生變化，產(chǎn)生寄生調(diào)幅寄生調(diào)幅。 調(diào)幅信號(hào)上疊加的寄生調(diào)幅很難消除。由于調(diào)頻信號(hào)調(diào)幅信號(hào)上疊加的寄生調(diào)幅很難消除。由于調(diào)頻信號(hào)原本是等幅信號(hào)，故可以先用限幅電路