第7章 角度調(diào)制及解調(diào) 高等教育出版社

1第七章角度調(diào)制與解調(diào)

7.1角度調(diào)制信號分析7.2調(diào)頻方法7.3變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路7.4其他直接調(diào)頻電路7.5間接調(diào)頻電路7.6調(diào)頻信號的解調(diào)7.7相位鑒頻電路7.8調(diào)頻收發(fā)信機及附屬電路7.9調(diào)頻多重廣播2第一節(jié)角度調(diào)制信號分析

7.1.1調(diào)頻信號的表達式與波形

設(shè)調(diào)制信號為單一頻率信號uΩ(t)=UΩcosΩt,未調(diào)載波電壓為uC=UCcosωct,則根據(jù)頻率調(diào)制的定義,調(diào)頻信號的瞬時角頻率為(7―1)一、調(diào)頻信號分析3

它是在ωc的基礎(chǔ)上,增加了與uΩ(t)成正比的頻率偏移。式中kf為比例常數(shù)。調(diào)頻信號的瞬時相位φ(t)是瞬時角頻率ω(t)對時間的積分,即式中,φ0為信號的起始角頻率。為了分析方便,不妨設(shè)φ0=0,則式（7―2）變?yōu)椋?―2）（7―3）4

式中，為調(diào)頻指數(shù)。FM波的表示式為(7―4)5圖7―1調(diào)頻波波形6

7.1.2調(diào)頻波的頻譜

1．調(diào)頻波的展開式

因為式（7―4）中的是周期為2π/Ω的周期性時間函數(shù),可以將它展開為傅氏級數(shù),其基波角頻率為Ω,即（7―5）

式中Jn(mf)是宗數(shù)為mf的n階第一類貝塞爾函數(shù),它可以用無窮級數(shù)進行計算:（7―6）7

它隨mf變化的曲線如圖7―3所示,并具有以下特性:Jn(mf)=J-n(mf),n為偶數(shù)

Jn(mf)=-J-n(mf),n為奇數(shù)因而,調(diào)頻波的級數(shù)展開式為（7―7）8圖7―3第一類貝塞爾函數(shù)曲線9

2．調(diào)頻波的頻譜結(jié)構(gòu)和特點將上式進一步展開,有

uFM(t)=UC［J0(mf)cosωct+J1(mf)cos(ωc+Ω)t-J1(mf)cos(ωc-Ω)t+J2(mf)cos(ωc+2Ω)t+J2(mf)cos(ωc-2Ω)t+J3(mf)cos(ωc+3Ω)t-J3(mf)cos(ωc-3Ω)t+…］（7―8）10圖7―4單頻調(diào)制時FM波的振幅譜（a）Ω為常數(shù);（b）Δωm為常數(shù)11

7.1.3調(diào)頻波的信號帶寬

通常采用的準(zhǔn)則是,信號的頻帶寬度應(yīng)包括幅度大于未調(diào)載波1%以上的邊頻分量,即

|Jn(mf)|≥0.01

由圖可見,當(dāng)mf很大時,n/mf趨近于1。因此當(dāng)mf1時,應(yīng)將n=mf的邊頻包括在頻帶內(nèi),此時帶寬為

Bs=2nF=2mfF=2Δfm

（7―9）

當(dāng)mf很小時,如mf<0.5,為窄頻帶調(diào)頻,此時

Bs=2F

（7―10）12

對于一般情況,帶寬為

Bs=2(mf+1)F=2(Δfm+F)（7―11）

更準(zhǔn)確的調(diào)頻波帶寬計算公式為

（7―12）

當(dāng)調(diào)制信號不是單一頻率時,由于調(diào)頻是非線性過程,其頻譜要復(fù)雜得多。比如有F1、F2兩個調(diào)制頻率,則根據(jù)式(7-7)可寫出137.1.4調(diào)頻波的功率

調(diào)頻信號uFM(t)在電阻RL上消耗的平均功率為

由于余弦項的正交性,總和的均方值等于各項均方值的總和,由式（7―7）可得（7―13）（7―14）（7―15）調(diào)頻波的功率與未調(diào)載波的平均功率相等147.2調(diào)相信號分析

調(diào)相波是其瞬時相位以未調(diào)載波相位φc為中心按調(diào)制信號規(guī)律變化的等幅高頻振蕩。如uΩ(t)=UΩcosΩt,并令φ0=0,則其瞬時相位為

φ(t)=ωct+Δφ(t)=ωct+kpuΩ(t)=ωct+ΔφmcosΩt=ωct+mpcosΩt

（7―16）從而得到調(diào)相信號為

uPM(t)=UCcos(ωct+mpcosΩt)（7―17）

15

調(diào)相波的瞬時頻率為（7―18）圖7―8調(diào)相波Δfm、mp與F的關(guān)系16

圖7―7調(diào)相波波形17

至于PM波的頻譜及帶寬,其分析方法與FM相同。調(diào)相信號帶寬為

Bs=2(mp+1)F(7―19)

圖7―9調(diào)頻與調(diào)相的關(guān)系18

7.3調(diào)頻波與調(diào)相波的比較

調(diào)頻波與調(diào)相波的比較見表7―1。在本節(jié)結(jié)束前,要強調(diào)幾點:

（1）角度調(diào)制是非線性調(diào)制,在單頻調(diào)制時會出現(xiàn)（ωc±nΩ）分量,在多頻調(diào)制時還會出現(xiàn)交叉調(diào)制（ωc±nΩ1±kΩ2+…）分量。（2）調(diào)頻的頻譜結(jié)構(gòu)與mf密切相關(guān)。mf大,頻帶寬。（3）與AM制相比,角調(diào)方式的設(shè)備利用率高,因其平均功率與最大功率一樣。

19表7―1調(diào)頻波與調(diào)相波的比較表20

第二節(jié)調(diào)頻方法

7.2.1調(diào)頻器

對于圖7―10的調(diào)頻特性的要求如下:（1）調(diào)制特性線性要好。（2）調(diào)制靈敏度要高。（3）載波性能要好。

21

圖7―10調(diào)頻特性曲線22

7.2.2調(diào)頻方法

1．直接調(diào)頻法

這種方法一般是用調(diào)制電壓直接控制振蕩器的振蕩頻率,使振蕩頻率f(t)按調(diào)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(L或C),使其參數(shù)隨調(diào)制電壓變化,就可達到直接調(diào)頻的目的。23

2．間接調(diào)頻法(先積分再調(diào)相)

實現(xiàn)間接調(diào)頻的關(guān)鍵是如何進行相位調(diào)制。通常,實現(xiàn)相位調(diào)制的方法有如下三種:(1）矢量合成法。這種方法主要針對的是窄帶的調(diào)頻或調(diào)相信號。對于單音調(diào)相信號

uPM=Ucos(ωct+mpcosΩt)=Ucosωctcos(mpcosΩt)-Usin(mpcosΩt)sinωct

當(dāng)mp≤π/12時,上式近似為

uPM≈Ucosωct-UmpcosΩtsinωct

（7―20）24圖7―11矢量合成法調(diào)25

(2）可變移相法。可變移相法就是利用調(diào)制信號控制移相網(wǎng)絡(luò)或諧振回路的電抗或電阻元件來實現(xiàn)調(diào)相。

(3）可變延時法。將載波信號通過一可控延時網(wǎng)絡(luò),延時時間τ受調(diào)制信號控制,即

τ=kduΩ(t)

則輸出信號為

u=Ucosωc(t-τ)=Ucos［ωct-kdωcuΩ(t)］由此可知,輸出信號已變成調(diào)相信號了。

26

3.擴大調(diào)頻器線性頻偏的方法對于直接調(diào)頻電路,調(diào)制特性的非線性隨最大相對頻偏Δfm/fc的增大而增大（矛盾）。當(dāng)最大相對頻偏Δfm/fc限定時,對于特定的fc,Δfm也就被限定了,其值與調(diào)制頻率的大小無關(guān)。

27

第三節(jié)變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路

7.3.1變?nèi)荻O管

1)變?nèi)荻O管調(diào)頻原理其結(jié)電容Cj與在其兩端所加反偏電壓u之間存在著如下關(guān)系:（7―21）28

圖7―12變?nèi)莨艿腃j～u曲線29

靜態(tài)工作點為EQ時,變?nèi)荻O管結(jié)電容為（7―22）

設(shè)在變?nèi)荻O管上加的調(diào)制信號電壓為

uΩ(t)=UΩcosΩt,則（7―23）30

將式（7―23）代入式（7―21）,得(7―24)31

2)變?nèi)荻O管直接調(diào)頻性能分析（1）Cj為回路總電容。圖7―13為一變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路,Cj作為回路總電容接入回路。圖7-13（b）是圖7―13（a）振蕩回路的簡化高頻電路。由此可知,若變?nèi)莨苌霞觰Ω(t),就會使得Cj隨時間變化（時變電容）,如圖7―14(a)所示,此時振蕩頻率為（7―25）32圖7―13變?nèi)莨茏鳛榛芈房傠娙萑拷尤牖芈?/p>

33

在上式中,若γ=2,則得（7―26）34

（2）Cj作為回路部分電容接入回路。在實際應(yīng)用中,通常γ≠2,Cj作為回路總電容將會使調(diào)頻特性出現(xiàn)非線性,輸出信號的頻率穩(wěn)定度也將下降。因此,通常利用對變?nèi)荻O管串聯(lián)或并聯(lián)電容的方法來調(diào)整回路總電容C與電壓u之間的特性。

35圖7―16變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路舉例（a）實際電路;（b）等效電路36

第四節(jié)其他直接調(diào)頻電路

1.晶體振蕩器直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管（對LC振蕩器）直接調(diào)頻電路的中心頻率穩(wěn)定度較差。為得到高穩(wěn)定度調(diào)頻信號,須采取穩(wěn)頻措施,如增加自動頻率微調(diào)電路或鎖相環(huán)路（第8章討論）。還有一種穩(wěn)頻的簡單方法是直接對晶體振蕩器調(diào)頻。37

圖7―20晶體振蕩器直接調(diào)頻電路（a）實際電路;（b）交流等效電路38

圖7―20（a）為變?nèi)荻O管對晶體振蕩器直接調(diào)頻電路,圖（b）為其交流等效電路。由圖可知,此電路為并聯(lián)型晶振皮爾斯電路,其穩(wěn)定度高于密勒電路。其中,變?nèi)荻O管相當(dāng)于晶體振蕩器中的微調(diào)電容,它與C1、C2的串聯(lián)等效電容作為石英諧振器的負載電容CL。此電路的振蕩頻率為（7―34）39

2.張弛振蕩器直接調(diào)頻電路圖7―21是一種調(diào)頻三角波產(chǎn)生器的方框圖。調(diào)制信號控制恒流源發(fā)生器,當(dāng)調(diào)制信號為零時,恒流源輸出電流為I;當(dāng)有調(diào)制電壓時,輸出電流為I+ΔI(t),ΔI(t)與調(diào)制信號成正比。

40圖7―21三角波調(diào)頻方框圖41圖7―22電壓比較器的遲滯特性和輸入、輸出波形42第五節(jié)間接調(diào)頻電路

圖7―24是一個變?nèi)荻O管調(diào)相電路。它將受調(diào)制信號控制的變?nèi)莨茏鳛檎袷幓芈返囊粋€元件。Lc1、Lc2為高頻扼流圈,分別防止高頻信號進入直流電源及調(diào)制信號源中。高Q并聯(lián)振蕩電路的電壓、電流間相移為（7―35）43圖7―24單回路變?nèi)莨苷{(diào)相器

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當(dāng)Δφ＜π/6時,tanφ≈φ,上式簡化為設(shè)輸入調(diào)制信號為UΩcosΩt,其瞬時頻偏(此處為回路諧振頻率的偏移)為（7―36）當(dāng)Δφ＜π/6時,tanφ≈φ,上式簡化為（7―37）45圖7―25三級回路級聯(lián)的移相器(擴大頻偏)調(diào)頻方法一覽：1，直接調(diào)頻：用調(diào)制信號改變正弦波振蕩器里的電容振蕩元件參數(shù)。2，間接調(diào)頻：先積分，再調(diào)相。

調(diào)相方法：信號經(jīng)過LC回路，用調(diào)制信號改變LC回路里的電容元件參數(shù)。4647第六節(jié)調(diào)頻信號的解調(diào)

一、鑒頻器調(diào)角波的解調(diào)就是從調(diào)角波中恢復(fù)出原調(diào)制信號的過程。調(diào)頻波的解調(diào)電路稱為頻率檢波器或鑒頻器（FD）,調(diào)相波的解調(diào)電路稱為相位檢波器或鑒相器（PD）。48圖7―26鑒頻器及鑒頻特性49

對鑒頻器的另外一個要求,就是鑒頻跨導(dǎo)要大。所謂鑒頻跨導(dǎo)ＳD,就是鑒頻特性在載頻處的斜率,它表示的是單位頻偏所能產(chǎn)生的解調(diào)輸出電壓。鑒頻跨導(dǎo)又叫鑒頻靈敏度,用公式表示為（7―38）其他指標(biāo)：中心頻率、鑒頻帶寬、線性度50二、直接鑒頻

直接脈沖計數(shù)式鑒頻法調(diào)頻信號的信息寄托在已調(diào)波的頻率上。從某種意義上講，信號頻率就是信號電壓或電流波形單位時間內(nèi)過零點(或零交點)的次數(shù)。對于脈沖或數(shù)字信號，信號頻率就是信號脈沖的個數(shù)?；谶@種原理的鑒頻器稱為零交點鑒頻器或脈沖計數(shù)式鑒頻器。

51圖7―27直接脈沖計數(shù)式鑒頻器

52

三、間接鑒頻

1.振幅鑒頻法調(diào)頻波振幅恒定,故無法直接用包絡(luò)檢波器解調(diào)。鑒于二極管峰值包絡(luò)檢波器線路簡單、性能好,能否把包絡(luò)檢波器用于調(diào)頻解調(diào)器中呢？顯然,若能將等幅的調(diào)頻信號變換成振幅也隨瞬時頻率變化、既調(diào)頻又調(diào)幅的FM―AM波,就可以通過包絡(luò)檢波器解調(diào)此調(diào)頻信號。用此原理構(gòu)成的鑒頻器稱為振幅鑒頻器。其工作原理如圖7―27所示。53(a)振幅鑒頻器框圖；(b)變換電路特性圖7―28振幅鑒頻器原理失諧法微分法541）直接時域微分法設(shè)調(diào)制信號為uΩ=f(t),調(diào)頻波為（7―39）（7―40）對此式直接微分可得

55圖7―29微分鑒頻原理56圖7―30微分鑒頻電路57

2）斜率鑒頻法利用調(diào)諧回路幅頻特性傾斜部分對FM波解調(diào)的方法稱為斜率鑒頻,在斜率鑒頻電路中,利用的是調(diào)諧回路離(失)諧狀態(tài),因此又稱為離(失)諧回路法.

雙離(失)諧鑒頻器的輸出是取兩個帶通響應(yīng)之差,即該鑒頻器的傳輸特性或鑒頻特性,如圖7-33中的實線所示。其中虛線為兩回路的諧振曲線。從圖看出,它可獲得較好的線性響應(yīng),失真較小,靈敏度也高于單回路鑒頻器。58圖7―31單回路斜率鑒頻器59圖7―32雙離諧平衡鑒頻器

60圖7―33圖7―31各點波形61圖7―34雙離諧鑒頻器的鑒頻特性62

2.相位鑒頻器相位鑒頻法的原理框圖如圖7―34所示。圖中的變換電路具有線性的頻率—相位轉(zhuǎn)換特性，它可以將等幅的調(diào)頻信號變成相位也隨瞬時頻率變化的、既調(diào)頻又調(diào)相的FM―PM波。圖7―35相位鑒頻法的原理框圖疊加型鑒相乘積型鑒相電容耦合電感耦合63

相位鑒頻法的關(guān)鍵是相位檢波器。相位檢波器或鑒相器就是用來檢出兩個信號之間的相位差，完成相位差—電壓變換作用的部件或電路。設(shè)輸入鑒相器的兩個信號分別為(7―41)(7―42)

同時加于鑒相器，鑒相器的輸出電壓uo是瞬時相位差的函數(shù)，即(7―43)64

1)乘積型相位鑒頻法利用乘積型鑒相器實現(xiàn)鑒頻的方法稱為乘積型相位鑒頻法或積分(Quadrature)鑒頻法。在乘積型相位鑒頻器中，線性相移網(wǎng)絡(luò)通常是單諧振回路(或耦合回路)，而相位檢波器為乘積型鑒相器，如圖7―35所示。

圖7―36乘積型相位鑒頻法65

設(shè)：鑒相器輸入PM信號。

即：而而另一輸入信號為 的同頻正交載波。即：π-π66相乘器低通濾波器所以

注意：乘積型鑒相器在電路結(jié)構(gòu)上與同步檢波器是相同的，即只要輸入調(diào)相信號 與 的載波正交，同步檢波器就變成了乘積型鑒相器。

另外，如果滿足 ，則有 。67

設(shè)乘法器的乘積因子為K，則經(jīng)過相乘器和低通濾波器后的輸出電壓為

2)疊加型相位鑒頻法利用疊加型鑒相器實現(xiàn)鑒頻的方法稱為疊加型相位鑒頻法。對于疊加型鑒相器，就是先將u1和u2(式(7―41)和(7―42))相加，把兩者的相位差的變化轉(zhuǎn)換為合成信號的振幅變化，然后用包絡(luò)檢波器檢出其振幅變化，從而達到鑒相的目的。(7―44)68下圖為疊加型鑒相器原理框圖，以下采用平衡型鑒相器為例進行分析：

2疊加型鑒相器（superpositionphasedetector）相加器包絡(luò)檢波器相加器相加器

包絡(luò)檢波器

包絡(luò)檢波器相加器設(shè)輸入調(diào)相波 為： 而同頻正交載波信號為：

則：利用矢量圖可得合成電壓振幅如果設(shè)包絡(luò)檢波器的傳輸系數(shù)為Kd1=Kd2=Kd，則兩個包絡(luò)檢波器的輸出電壓為：（為調(diào)相調(diào)幅波）而

討論：（1）當(dāng)可見：這時的鑒相器具有正弦鑒相特性，其線性鑒相范圍為：（2） 時，同理可推出由討論（1），（2）可以看出輸出電壓 的大小取決于振幅小的輸入信號振幅。（3）當(dāng) 時所以：利用三角函數(shù)公式：所以：而當(dāng) , 的范圍內(nèi)，

所以： ，可實現(xiàn)線性鑒相。69圖7―37平衡式疊加型相位鑒頻器框圖703.正交鑒頻器是一種特殊的乘積型相位鑒頻器。移相網(wǎng)絡(luò)對于輸入信號中心頻率產(chǎn)生90°相移。71

圖7―48集成正交鑒頻器72集成正交鑒頻器圖7―48是某電視機伴音集成電路，它包括限幅中放(V1,V2;V4、V5;V7、Ｖ8為三級差分對放大器，V3、V6和V9為三個射極跟隨器)、內(nèi)部穩(wěn)壓(VD1～VD5、V10)和鑒頻電路三部分。移相網(wǎng)絡(luò)如圖7―49(a)所示，其傳輸函數(shù)為(7―62)鑒頻方法一覽直接鑒頻：脈沖計數(shù)振幅鑒頻：先把調(diào)頻波變換成調(diào)幅波，再檢波。

時域微分法：通過求微分把調(diào)頻波變換成調(diào)幅波。間接鑒頻：斜率鑒頻法：通過LC失諧回路把調(diào)頻波變換成調(diào)幅波。相位鑒頻：先把調(diào)頻波變換成調(diào)相波，再用鑒相器鑒

相。

乘積型鑒相：調(diào)相波與經(jīng)過相移的調(diào)相波乘積再低通濾波。

疊加型鑒相：兩調(diào)相波相加，再用包絡(luò)檢波。正交鑒頻：一種特殊的乘積型鑒相，移相90度，同頻正交載波。7374第七節(jié)相位鑒頻器電路

三大類鑒頻方法：

1，脈沖計數(shù)式鑒頻法(直接）

2，振幅鑒頻法（FM-AM）：時域微分、斜率鑒頻

3，相位鑒頻法（FM-PM）：乘積型、疊加型（鑒相）一、疊加型相位鑒頻電路

1.互感耦合相位鑒頻器互感耦合相位鑒頻器又稱福斯特―西利(Foster―Seeley)鑒頻器，圖7-38是其典型電路。相移網(wǎng)絡(luò)為耦合回路。75圖7―38互感耦合相位鑒頻器頻率—相位變換（互感耦合回路）相位—幅度變換（加法器）差分檢波（包絡(luò)檢波器）76

1)頻率—相位變換頻率—相位變換是由圖7―39(a)所示的互感耦合回路完成的。由圖7―39(b)的等效電路可知，初級回路電感L1中的電流為(7―45)77圖7―39互感耦合回路78

2)相位—幅度變換根據(jù)圖中規(guī)定的與的極性，圖7―38電路可簡化為圖7―41。這樣，在兩個檢波二極管上的高頻電壓分別為(7―51)

79

圖7―41圖7―38的簡化電路80

合成矢量的幅度隨與間的相位差而變化(FM―PM―AM信號)，如圖7―42所示。①f=f0=fc時，與的振幅相等，即UD1=UD2;②f>f0=fc時，UD1>UD2，隨著f的增加，兩者差值將加大；③f<f0=fc時，UD1<UD2,隨著f的增加，兩者差值也將加大。81圖7―42不同頻率時的與矢量圖82

3)檢波輸出設(shè)兩個包絡(luò)檢波器的檢波系數(shù)分別為Kd1,Kd2(通常Kd1=Kd12=Kd)，則兩個包絡(luò)檢波器的輸出分別為uo1=Kd1UD1,uo2=Kd2UD2。鑒頻器的輸出電壓為(7―52)83

2.電容耦合相位鑒頻器圖7―45(a)是電容耦合相位鑒頻器的基本電路。兩個回路相互屏蔽。圖中Cm為兩回路間的耦合電容，其值很小，一般只有幾個皮法至十幾個皮法。耦合回路部分單獨示于圖7―45(b)，其等效電路示于圖7―45(c)。根據(jù)耦合電路理論可求出此電路的耦合系數(shù)為(7―53)84圖7―45電容耦合相位鑒頻器85

二、

比例鑒頻器

1.電路

比例鑒頻器是一種類似于疊加型相位鑒頻器，而又具有自限幅(軟限幅)能力的鑒頻器，其基本電路如圖7―46(a)所示。它與互感耦合相位鑒頻器電路的區(qū)別在于：

(1)兩個二極管順接；

(2)在電阻(R1+R2)兩端并接一個大電容C，容量約在10μF數(shù)量級。時間常數(shù)(R1+R2)C很大，約0.1～0.25s，遠大于低頻信號的周期。

(3)接地點和輸出點改變。86圖7―46比例鑒頻器電路及特性87

2.工作原理圖7―46(b)是圖(a)的簡化等效電路，電壓、電流如圖所示。由電路理論可得

i1(R1+RL)-i2RL=uc1(7―56)

i2(R2+RL)-i1RL=uc2(7―57)

uo=(i2-i1)RL(7―58)

當(dāng)R1=R2=R時，可得(7―59)(7―60)88

當(dāng)f=fc時，UD1=UD2,i1=i2,但以相反方向流過負載RL,所以輸出電壓為零；當(dāng)f>fc時，UD1>UD2,i1>i2,輸出電壓為負；當(dāng)f<fc時，UD1<UD2,i1<i2，輸出電壓為正。89

自動頻率控制系統(tǒng)中要特別注意。當(dāng)然，通過改變兩個二極管連接的方向或耦合線圈的繞向(同名端)，可以使鑒頻特性反向。另一方面，輸出電壓也可由下式導(dǎo)出：(7―61)90

3.自限幅原理

(1)回路的無載Q0值要足夠高，以便當(dāng)檢波器輸入電阻Ri隨輸入電壓幅度變化時，能引起回路Qe明顯的變化。

(2)要保證時常數(shù)(R1+R2)C大于寄生調(diào)幅干擾的幾個周期。比例鑒頻器存在著過抑制與阻塞現(xiàn)象。91

三、乘積型相位鑒頻器

1.鑒頻原理乘積型相位鑒頻器，由移相網(wǎng)絡(luò)、乘法器和低通濾波器三部分組成。調(diào)頻信號一路直接加至乘法器，另一路經(jīng)相移網(wǎng)絡(luò)移相后(參考信號)加至乘法器。由于調(diào)頻信號和參考信號同頻正交，因此，稱之為正交鑒頻器。92

其中，可見，u1與u2(實際上是ur與us)之間的相位差為相頻特性曲線見圖7―49(b)。若設(shè)(7―64)93

當(dāng)Δf/f0<<1時，上式可寫為(7―65)可見，鑒頻器的輸出與輸入調(diào)頻信號的頻偏成正比。在上面電路中，調(diào)整L、C和C1均可改變回路諧振頻率，只要滿足(7―66)94

圖7―49移相網(wǎng)絡(luò)機器相頻特性95四、其它鑒頻電路

1.差分峰值斜率鑒頻器差分峰值斜率鑒頻器是一種在集成電路中常用的振幅鑒頻器。圖7―50(a)是一個在電視接收機伴音信號處理電路(如D7176AP,TA7243P)等集成電路中采用的差分峰值斜率鑒頻器。

96

圖7―50差分峰值斜率鑒頻器97

移相網(wǎng)絡(luò)接在集成電路的⑨、10腳之間。設(shè)從⑨腳向右看的移相電路的諧振頻率為f01，從10腳向左看的移相電路的諧振頻率為f02，則

(7―67)(7―68)98

2.晶體鑒頻器晶體鑒頻器的原理電路如圖7―51所示。電容C與晶體串聯(lián)后接到調(diào)頻信號源。VD1、R1,C1和VD2、R2、C2為兩個二極管包絡(luò)檢波器。為了保證電路平衡，通常VD1與VD2性能相同，R1=R2,C1=C2。99圖7―51晶體鑒頻器原理電路100

圖7―52電容—晶體分壓器(a)電抗曲線；(b)電容、晶體兩端電壓變化曲線101圖7―53晶體鑒頻器的鑒頻特性102鑒頻電路一覽

直接鑒頻：脈沖計數(shù)式鑒頻法間接鑒頻：振幅鑒頻法（FM-AM）：時域微分（微分鑒頻器）斜率鑒頻：單回路（單回路斜率鑒頻器）雙回路（雙離諧平衡鑒頻器）晶體鑒頻器相位鑒頻法（FM-PM）：乘積型：乘積型相位鑒頻器（同步檢波）正交鑒頻器疊加型：互感耦合相位鑒頻器電容耦合相位鑒頻器比例鑒頻器103第八節(jié)調(diào)頻收發(fā)信機及特殊電路

一、調(diào)頻發(fā)射機圖7―55是一種調(diào)頻發(fā)射機的框圖。其載頻fc=88～108MHz,輸入調(diào)制信號頻率為50Hz～15kHz，最大頻偏為75kHz。由圖可知，調(diào)頻方式為間接調(diào)頻。由高穩(wěn)定度晶體振蕩器產(chǎn)生fc1=200kHz的初始載波信號送入調(diào)相器，由經(jīng)預(yù)加重和積分的調(diào)制信號對其調(diào)相。調(diào)相輸出的最大頻偏為25Hz，調(diào)制指數(shù)mf<0.5。104

圖7―55調(diào)頻發(fā)射機框圖105

二、調(diào)頻接收機圖7―56為廣播調(diào)頻接收機典型方框圖。為了獲得較好的接收機靈敏度和選擇性，除限幅級、鑒頻器及幾個附加電路外，其主要方框均與AM超外差接收機相同。調(diào)頻廣播基本參數(shù)與發(fā)射機相同。106

圖7―56調(diào)頻接收機方框圖107

三、附屬電路與特殊電路

1.限幅電路:鑒頻前限幅;二極管、三極限幅管器

2.瞬時頻偏控制電路：消除頻偏大時可能干擾

3.預(yù)加重及去加重電路

理論證明，對于輸入白噪聲，調(diào)幅制的輸出噪聲頻譜呈矩形，在整個調(diào)制頻率范圍內(nèi)，所有噪聲都一樣大。調(diào)頻制的噪聲頻譜(電壓譜)呈三角形，見圖7―57(b)，