高頻課件 第6章

1、第第6 6章章 頻譜變換電路頻譜變換電路6.1 6.1 概述概述6.2 6.2 模擬乘法器模擬乘法器6.3 6.3 普通幅度調(diào)制及解調(diào)電路普通幅度調(diào)制及解調(diào)電路6.3.1 幅度調(diào)制幅度調(diào)制6.3.2 普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路6.3.3 普通調(diào)幅波的解調(diào)電路普通調(diào)幅波的解調(diào)電路6.4 抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路6.4.1 抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生電路抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生電路6.4.2 DSB/SC AM波解調(diào)電路波解調(diào)電路6.5 混頻電路混頻電路6.6 倍頻器倍頻器6.7 調(diào)角波的基本性質(zhì)調(diào)角波的基本性質(zhì)6.7.1 瞬時相位和瞬時頻率的概念瞬時相位和

2、瞬時頻率的概念6.7.2 調(diào)角波和調(diào)頻波調(diào)角波和調(diào)頻波6.8 直接調(diào)頻電路直接調(diào)頻電路6.8.1 變?nèi)荻O管調(diào)頻電路變?nèi)荻O管調(diào)頻電路6.8.2 晶體振蕩器直接調(diào)頻電路晶體振蕩器直接調(diào)頻電路6.8.3 電容話筒調(diào)頻電路電容話筒調(diào)頻電路6.8.4 電抗管調(diào)頻電路電抗管調(diào)頻電路6.9 間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻電路6.10 調(diào)頻波的解調(diào)調(diào)頻波的解調(diào)6.10.1 斜率鑒頻器斜率鑒頻器6.10.2 相位鑒頻器相位鑒頻器6.10.3 比例鑒頻器比例鑒頻器6.10.4 移相乘積鑒頻器移相乘積鑒頻器6.10.5 脈沖均值鑒頻器脈沖均值鑒頻器*6.10.6 鎖相環(huán)鑒頻器鎖相環(huán)鑒頻器* 6.10.7 跟相環(huán)鑒頻器跟相

3、環(huán)鑒頻器6.11 限幅器限幅器6.11.1 晶體二極管限幅器晶體二極管限幅器6.11.2 晶體三極管限幅器晶體三極管限幅器6.16.1 概概 述述1.1.什么叫頻譜變換電路？什么叫頻譜變換電路？ 具備將輸入信號頻譜進行頻譜變換，以獲取具有所需具備將輸入信號頻譜進行頻譜變換，以獲取具有所需頻譜的輸出信號這種功能的電路就叫做頻譜變換電路。頻譜的輸出信號這種功能的電路就叫做頻譜變換電路。 例如，倍頻就是將頻率較低的信號通過倍頻變換成頻例如，倍頻就是將頻率較低的信號通過倍頻變換成頻率較高的信號。又如，調(diào)幅波就是將頻率很低的音頻信號率較高的信號。又如，調(diào)幅波就是將頻率很低的音頻信號或視頻信號調(diào)制到高頻的

4、幅度上去。再如，檢波電路就是或視頻信號調(diào)制到高頻的幅度上去。再如，檢波電路就是將載有音頻信號或視頻信號還原成音頻信號或視頻信號。將載有音頻信號或視頻信號還原成音頻信號或視頻信號。頻譜變換電路頻譜變換電路頻譜搬移電路頻譜搬移電路頻譜非線性頻譜非線性變換電路變換電路調(diào)幅及解調(diào)電路調(diào)幅及解調(diào)電路混頻電路混頻電路倍頻電路倍頻電路普通調(diào)幅及解調(diào)電路普通調(diào)幅及解調(diào)電路單邊帶調(diào)幅解調(diào)電路單邊帶調(diào)幅解調(diào)電路雙邊帶調(diào)幅解調(diào)電路雙邊帶調(diào)幅解調(diào)電路調(diào)頻電路調(diào)頻電路調(diào)頻波的解調(diào)調(diào)頻波的解調(diào)電路限幅器電路限幅器直接調(diào)直接調(diào)頻電路頻電路間接調(diào)間接調(diào)頻電路頻電路變?nèi)荻O管調(diào)頻電路變?nèi)荻O管調(diào)頻電路晶體管振蕩器直接調(diào)頻電路晶

5、體管振蕩器直接調(diào)頻電路電容話筒調(diào)頻電路電容話筒調(diào)頻電路電抗管調(diào)頻電路電抗管調(diào)頻電路斜率鑒頻器斜率鑒頻器 相位鑒頻器相位鑒頻器 比例鑒頻器比例鑒頻器 移相乘積鑒頻器移相乘積鑒頻器 脈沖均值鑒頻器脈沖均值鑒頻器 鎖相環(huán)鑒頻器鎖相環(huán)鑒頻器 跟相環(huán)鑒頻器跟相環(huán)鑒頻器2.分類分類6.26.2 模擬乘法器模擬乘法器 本節(jié)主要介紹變跨導式模擬乘法器。變跨導式模擬乘本節(jié)主要介紹變跨導式模擬乘法器。變跨導式模擬乘法器是以恒流源式差動放大電路為基礎，并采用變換跨導法器是以恒流源式差動放大電路為基礎，并采用變換跨導的原理而形成的，其的原理而形成的，其符號見下圖。符號見下圖。一般表達式為：一般表達式為：21iiouk

6、uu O11be1(1)2CCiiTEQCiTRRuuuVrIRuIV O1be12CiEQRuuIIr 且 be(1)(1)TTbbEQEQVVrrII恒流源差動式電路恒流源差動式電路1.恒流源差動電路分析恒流源差動電路分析輸入輸出電壓關(guān)系：輸入輸出電壓關(guān)系：變跨導式乘法器原理電路33YBECQEUUIR33YYBECQEUUUIR當 (0.7V)時 O2CTRuu IV 又 O22CCXXYTTERRuuIuuVV R 2.變跨導式乘法器原理電路變跨導式乘法器原理電路（1）.UY必須為正，即只在第一第二象限才能工作，故這種乘法器為二必須為正，即只在第一第二象限才能工作，故這種乘法器為二象限

7、乘法器；象限乘法器；（2）. UY必須遠大于必須遠大于Ube才能正常工作，否則誤差較大。才能正常工作，否則誤差較大。變跨導式乘法器缺點：變跨導式乘法器缺點：恒流源用三極管取代后輸入輸出電壓關(guān)系：恒流源用三極管取代后輸入輸出電壓關(guān)系：3.集成模擬乘法器原理電路集成模擬乘法器原理電路主要實際應用的模擬主要實際應用的模擬乘法器芯片有：乘法器芯片有：MC1496及及XCC系列系列等等。等等。6.3.1 6.3.1 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 用調(diào)制信號去控制高頻振蕩器的幅度，使其幅度的變用調(diào)制信號去控制高頻振蕩器的幅度，使其幅度的變化量隨調(diào)制信號成正比的變化，這一過程叫做化量隨調(diào)制信號成正比的變化，這一過程叫做

8、幅度調(diào)制幅度調(diào)制。經(jīng)過幅度調(diào)制后的高頻振蕩稱為幅度調(diào)制波經(jīng)過幅度調(diào)制后的高頻振蕩稱為幅度調(diào)制波(簡稱調(diào)幅波簡稱調(diào)幅波)。根據(jù)頻譜結(jié)構(gòu)的不同根據(jù)頻譜結(jié)構(gòu)的不同可分為普通調(diào)幅可分為普通調(diào)幅(AM)波，抑制載波的波，抑制載波的雙邊帶調(diào)幅雙邊帶調(diào)幅(DSB/SC AM)波和抑制載波的單邊帶調(diào)幅波和抑制載波的單邊帶調(diào)幅(SSB/SC AM)波。波。6.36.3 普通調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路普通調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路 設調(diào)制信號為設調(diào)制信號為u(t)，其，其0)( tu，載波為：，載波為： tUtuccmccos 根據(jù)調(diào)幅的定義，已調(diào)高頻振蕩的幅度變化量應和調(diào)制根據(jù)調(diào)幅的定義，已調(diào)高頻振蕩的幅度變化量應和調(diào)

9、制信號成正比，則其包絡函數(shù)信號成正比，則其包絡函數(shù)U(t)為為)| )(|)(1 ()()(maxtutumUtukUtUacmacm則已調(diào)波為：則已調(diào)波為：ttutumUttUtucacmcAMcos| )(|)(1 )cos()()(max式中式中cmaaUtukmmax| )(|為調(diào)幅系數(shù)（或調(diào)制指數(shù)），它表示為調(diào)幅系數(shù)（或調(diào)制指數(shù)），它表示 1.幅度調(diào)制的特性幅度調(diào)制的特性調(diào)幅波幅度的最大變化量與載波振幅之比，一般調(diào)幅波幅度的最大變化量與載波振幅之比，一般0ma1。uucuAM調(diào)幅器AMu常數(shù)ucu調(diào)幅器maxmax( )( )cos()cos( ) cos( )( )1cos1cos

10、|( )|( )|AMccmcaccmacacmcutU ttUtk uttututUmtmUtutut( )AMut根據(jù)的表達式可構(gòu)成調(diào)幅波的實現(xiàn)框圖設調(diào)制信號的頻譜結(jié)構(gòu)為設調(diào)制信號的頻譜結(jié)構(gòu)為U () ，載波信號的頻譜函數(shù)為，載波信號的頻譜函數(shù)為Uc()，則，則)()()(ccmccmcUUU6.3.2則則uAM(t)的頻譜函數(shù)為的頻譜函數(shù)為)()(2)()()(cccmacccmAMUUUmUU其對應的波形和頻譜函數(shù)如圖所示。其對應的波形和頻譜函數(shù)如圖所示。6.3.3根據(jù)傅利葉變換：根據(jù)傅利葉變換：可以分析以上各信號的頻譜結(jié)構(gòu)：可以分析以上各信號的頻譜結(jié)構(gòu)：( )( )j tFf t e

11、dt調(diào)幅信號及其頻譜調(diào)幅信號及其頻譜 高于高于c的頻率分量稱為上邊帶，低于的頻率分量稱為上邊帶，低于c的頻率分量稱的頻率分量稱為下邊帶。普通調(diào)幅波有上下兩個邊帶，它是一個集中在為下邊帶。普通調(diào)幅波有上下兩個邊帶，它是一個集中在c附近的頻帶信號，所占帶寬為最高調(diào)制頻率的兩倍，即附近的頻帶信號，所占帶寬為最高調(diào)制頻率的兩倍，即 BAM=2m 由式由式6.3.3可見，載波分量的頻譜振幅與調(diào)制信號無關(guān)，可見，載波分量的頻譜振幅與調(diào)制信號無關(guān)，只有邊帶幅度隨調(diào)制信號的變化而改變。只有邊帶幅度隨調(diào)制信號的變化而改變。 普通幅度調(diào)制波功率利用率很低，為了克服這個缺點普通幅度調(diào)制波功率利用率很低，為了克服這個

12、缺點,可以只發(fā)射邊帶而不發(fā)射載波。這叫做抑制載波的雙邊帶可以只發(fā)射邊帶而不發(fā)射載波。這叫做抑制載波的雙邊帶調(diào)幅調(diào)幅(DSB/SC AM)。 其時域表達式為其時域表達式為uDSB(t)=u(t)cosct6.3.4其頻譜變換為其頻譜變換為)()(21)(ccDSBUUU6.3.5 顯然，利用模擬乘法器很容易實現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào)顯然，利用模擬乘法器很容易實現(xiàn)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波。其電路模型、波形和頻譜示幅波。其電路模型、波形和頻譜示如圖所示如圖所示。DSB/BC DSB/BC 的電路模型、信號波形及頻譜圖的電路模型、信號波形及頻譜圖 2.DSB/SC AM的特點的特點 信號的幅度仍然是隨調(diào)制信

13、號而變化，但與普通信號的幅度仍然是隨調(diào)制信號而變化，但與普通AM波不同，它的包絡不再能反映調(diào)制信號的形狀，可是仍然波不同，它的包絡不再能反映調(diào)制信號的形狀，可是仍然保持著保持著AM波所具有的頻譜搬移特性。波所具有的頻譜搬移特性。 在調(diào)制信號正半周區(qū)間的載波相位與調(diào)制信號負半周在調(diào)制信號正半周區(qū)間的載波相位與調(diào)制信號負半周的載波相位反相。即高頻振蕩的相位在的載波相位反相。即高頻振蕩的相位在u(t)=0的瞬間有的瞬間有180的突變。的突變。 信號所占頻譜帶寬仍為信號所占頻譜帶寬仍為BDSB=2m。 為了既節(jié)省發(fā)射功率，又減小頻帶，可以只發(fā)射一個為了既節(jié)省發(fā)射功率，又減小頻帶，可以只發(fā)射一個邊帶，因

14、為任何一個邊帶都反映了調(diào)制信號全部信息。邊帶，因為任何一個邊帶都反映了調(diào)制信號全部信息。 這種傳輸一個邊帶的調(diào)制方式稱為抑制載波的單邊帶調(diào)這種傳輸一個邊帶的調(diào)制方式稱為抑制載波的單邊帶調(diào)幅（幅（SSB/SC AM），其頻譜如圖所示。），其頻譜如圖所示。SSB/SC AM信號的頻譜圖信號的頻譜圖6.3.2 6.3.2 普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路普通調(diào)幅波的產(chǎn)生電路 在無線電發(fā)射機中，按功率電平的高低，普通調(diào)幅電在無線電發(fā)射機中，按功率電平的高低，普通調(diào)幅電路可分為高電平調(diào)制電路和低電平調(diào)制電路兩大類。前者路可分為高電平調(diào)制電路和低電平調(diào)制電路兩大類。前者屬于發(fā)射機的最后一級，直接產(chǎn)生發(fā)射機輸出功率要求

15、的屬于發(fā)射機的最后一級，直接產(chǎn)生發(fā)射機輸出功率要求的已調(diào)波；后者屬于發(fā)射機前級產(chǎn)生小功率的已調(diào)波，再經(jīng)已調(diào)波；后者屬于發(fā)射機前級產(chǎn)生小功率的已調(diào)波，再經(jīng)過線性功率放大達到所需的發(fā)射機功率電平。過線性功率放大達到所需的發(fā)射機功率電平。 現(xiàn)設載波電壓為現(xiàn)設載波電壓為 uc(t)=Ucmcosct 調(diào)制電壓為調(diào)制電壓為 u=Ec+Umcost 上兩式相乘得到普通振幅調(diào)制信號上兩式相乘得到普通振幅調(diào)制信號6.3.66.3.7 式中，式中，ma稱為調(diào)幅系數(shù)稱為調(diào)幅系數(shù)(或調(diào)制指數(shù)或調(diào)制指數(shù))，它表示調(diào)幅波的幅，它表示調(diào)幅波的幅度的最大變化量與載波振幅之比，即幅度變化量的最大值。度的最大變化量與載波振幅之

16、比，即幅度變化量的最大值。顯然顯然0ma1，否則已調(diào)波會產(chǎn)生失真。，否則已調(diào)波會產(chǎn)生失真。 根據(jù)根據(jù)6.3.8式，我們可以采用乘法電路實現(xiàn)它。式，我們可以采用乘法電路實現(xiàn)它。ttmUttUEKUtUtUEKtucascmccmccmmcscoscos1 coscos coscos)(6.3.86.3.3 6.3.3 普通調(diào)幅波的解調(diào)電路普通調(diào)幅波的解調(diào)電路 解調(diào)是調(diào)制的逆過程。幅度調(diào)幅波的解調(diào)簡稱檢波，其解調(diào)是調(diào)制的逆過程。幅度調(diào)幅波的解調(diào)簡稱檢波，其作用是從幅度調(diào)制波中不失真地檢出調(diào)制信號來。從頻譜上作用是從幅度調(diào)制波中不失真地檢出調(diào)制信號來。從頻譜上看，就是將幅度調(diào)制波的邊帶信號不失真地搬

17、到零頻附近。看，就是將幅度調(diào)制波的邊帶信號不失真地搬到零頻附近。因此幅度調(diào)制波的解調(diào)電路也屬于頻譜搬移電路。需要用乘因此幅度調(diào)制波的解調(diào)電路也屬于頻譜搬移電路。需要用乘法器來實現(xiàn)這種頻譜搬移作用，其電路模型法器來實現(xiàn)這種頻譜搬移作用，其電路模型如圖所示如圖所示。 普通調(diào)幅波檢波器常采用晶體三極管檢波，二極管檢波普通調(diào)幅波檢波器常采用晶體三極管檢波，二極管檢波和模擬乘法器解調(diào)。目前應用較多的是后兩種。和模擬乘法器解調(diào)。目前應用較多的是后兩種。幅度調(diào)制波解調(diào)電路模型幅度調(diào)制波解調(diào)電路模型 1.二極管串聯(lián)型大信號檢波器二極管串聯(lián)型大信號檢波器 如圖所示如圖所示，檢波器電路由三部分組成：，檢波器電路由

18、三部分組成：信號輸入電信號輸入電路，一般是中放末級輸出電路；路，一般是中放末級輸出電路；檢波二極管，利用單向?qū)z波二極管，利用單向?qū)щ娦赃M行檢波；電性進行檢波；檢波器負載電路，即低通濾波器。這種濾檢波器負載電路，即低通濾波器。這種濾波器一般要求輸入信號大于波器一般要求輸入信號大于0.5V，因此也稱大信號檢波器。，因此也稱大信號檢波器。檢波器等效電路檢波器等效電路 幅度調(diào)制中頻信號經(jīng)過檢波二極管后得到的是幅度調(diào)制中頻信號經(jīng)過檢波二極管后得到的是如圖所示如圖所示的波形。再經(jīng)過低通濾波器后，濾除高次諧波，得到所需的的波形。再經(jīng)過低通濾波器后，濾除高次諧波，得到所需的調(diào)制信號。其物理解釋如下：調(diào)制信號

19、。其物理解釋如下： 經(jīng)過檢波二極管后的輸經(jīng)過檢波二極管后的輸出波形是幅度被調(diào)制的尖頂出波形是幅度被調(diào)制的尖頂余弦脈沖，由于低通濾波器余弦脈沖，由于低通濾波器是由濾波電容是由濾波電容C和負載電阻和負載電阻R組成，充電時間常數(shù)由組成，充電時間常數(shù)由RDC決定決定(RD為二極管的正為二極管的正向電阻向電阻)，其時間常數(shù)小而，其時間常數(shù)小而放電時間常數(shù)放電時間常數(shù)RC大。故調(diào)大。故調(diào)制包絡可以保留下來，然后經(jīng)過隔直流耦合電容制包絡可以保留下來，然后經(jīng)過隔直流耦合電容Cc，隔除了，隔除了直流分量。所以輸出信號只有調(diào)制的包絡信號。實現(xiàn)了幅度直流分量。所以輸出信號只有調(diào)制的包絡信號。實現(xiàn)了幅度檢波過程的波形

20、檢波過程的波形普通調(diào)幅信號及二極管包絡檢波普通調(diào)幅信號及二極管包絡檢波EWB仿真仿真載波信號載波信號調(diào)制信號調(diào)制信號已調(diào)信號（已調(diào)信號（AM波）波）包絡檢波信號包絡檢波信號調(diào)制的目的。調(diào)制的目的。 2.2.普通調(diào)幅波的同步解調(diào)普通調(diào)幅波的同步解調(diào) 用模擬乘法器也可以完成對普通調(diào)幅波的同步解調(diào)。如用模擬乘法器也可以完成對普通調(diào)幅波的同步解調(diào)。如圖所示。圖所示。普通調(diào)幅波的解調(diào)電路普通調(diào)幅波的解調(diào)電路 當放大限幅器放大增益足夠大時，當放大限幅器放大增益足夠大時，u uy y(t)(t)接近頻率為接近頻率為c c的方波。經(jīng)過傅立葉級數(shù)展開可得的方波。經(jīng)過傅立葉級數(shù)展開可得)cos(210tnaauc

21、nny)cos( )cos(2)cos1 ( )()(10ttnaatmUAtuuAtucncnasMyxMo當當n=1時時ttmUAtmUAtttmUAtucasMasMccasMo2cos)cos1 (2)cos1 (4 )cos(4)cos()cos1 ()(1用低通濾波器和隔直流耦合電容就可檢出所需的信號。用低通濾波器和隔直流耦合電容就可檢出所需的信號。故故6.4.1 6.4.1 抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生電路抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生電路 設載波電壓為設載波電壓為 uc(t)=Ucmcosct 調(diào)制電壓為調(diào)制電壓為 u(t)=Umcost 經(jīng)過模擬乘法器電路后，輸出電壓為抑制載波雙邊帶振經(jīng)過模擬

22、乘法器電路后，輸出電壓為抑制載波雙邊帶振幅調(diào)制信號，即幅調(diào)制信號，即6.46.4 抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路抑制載波調(diào)幅波的產(chǎn)生和解調(diào)電路6.4.16.4.26.4.3coscos21 coscos)()()(ttUKUttUKUtutKutuccmcmcmcmco其其原理圖原理圖見下圖。見下圖。DSB/SC AMDSB/SC AM波產(chǎn)生電路波產(chǎn)生電路6.4.2 DSB/SC AM6.4.2 DSB/SC AM波的解調(diào)電路波的解調(diào)電路 要從抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波檢出調(diào)制信號要從抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波檢出調(diào)制信號u(t)來，來，從頻譜上看，它是將幅度調(diào)制波的邊帶信號不失真地搬到零從頻譜上看，

23、它是將幅度調(diào)制波的邊帶信號不失真地搬到零頻附近。因此頻附近。因此AM波的解調(diào)電路波的解調(diào)電路(包括抑制載波的雙邊帶調(diào)幅包括抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波的解調(diào)在內(nèi)波的解調(diào)在內(nèi))也屬于頻譜搬移電路。需要用乘法器來實現(xiàn)也屬于頻譜搬移電路。需要用乘法器來實現(xiàn)這種頻譜搬移作用，其電路模型如圖所示。這種頻譜搬移作用，其電路模型如圖所示。DSB同步檢波原理圖同步檢波原理圖ttKutUtucDSBcos)()()( DSB/SC AM波的電壓波的電壓u(t)可表示為可表示為6.4.46.4.5若若)cos()()()(ttKututucDSB, 本機載波本機載波)cos()(tUtuccmc兩者相乘有兩者相乘有2c

24、os1 2)( coscos)()()()(ttuKUttUtKutututuccmccmccDSBp 式式6.4.5中第一項包含了所需的調(diào)制信號，第二項則是載中第一項包含了所需的調(diào)制信號，第二項則是載頻為頻為2c的雙邊帶調(diào)制信號，用低通濾波器將它濾除，即可的雙邊帶調(diào)制信號，用低通濾波器將它濾除，即可得到所需調(diào)制信號。得到所需調(diào)制信號。 用同步檢波器可實現(xiàn)對用同步檢波器可實現(xiàn)對DSB/SC AM波進行解調(diào)。波進行解調(diào)。 同步檢波一個關(guān)鍵問題是本機載波的恢復。本機載波產(chǎn)同步檢波一個關(guān)鍵問題是本機載波的恢復。本機載波產(chǎn)生的方法有兩種。一是在發(fā)送端輸出的雙邊帶信號中，不是生的方法有兩種。一是在發(fā)送端

25、輸出的雙邊帶信號中，不是將載波分量完全抑制掉，而是保留一個小的載波分量，稱為將載波分量完全抑制掉，而是保留一個小的載波分量，稱為導頻，它的作用就是在接收端恢復載波。接收端只要用一個導頻，它的作用就是在接收端恢復載波。接收端只要用一個窄帶濾波器取出載波分量。這種情況與普通調(diào)幅波很類似，窄帶濾波器取出載波分量。這種情況與普通調(diào)幅波很類似，只是載波分量比較小而已。另一種方法是發(fā)射機的載波和接只是載波分量比較小而已。另一種方法是發(fā)射機的載波和接收機本振載波都用頻率穩(wěn)定度很高的頻率合成器，使兩者的收機本振載波都用頻率穩(wěn)定度很高的頻率合成器，使兩者的頻率保持不變。頻率保持不變。 在保持調(diào)制類型和調(diào)制參數(shù)不

26、變的情況下，將輸入已調(diào)在保持調(diào)制類型和調(diào)制參數(shù)不變的情況下，將輸入已調(diào)波的載頻波的載頻c變?yōu)橹蓄l變?yōu)橹蓄lI的過程稱為混頻。即的過程稱為混頻。即 I=L-s 實際上從頻譜而言，混頻的作用是不失真地將輸入已調(diào)實際上從頻譜而言，混頻的作用是不失真地將輸入已調(diào)信號的頻譜從信號的頻譜從s搬移到搬移到I位置上。因此，混頻電路也是一位置上。因此，混頻電路也是一種頻譜搬移電路。種頻譜搬移電路。 以普通調(diào)幅波為例說明上述的混頻過程。輸入信號為以普通調(diào)幅波為例說明上述的混頻過程。輸入信號為6.56.5 混頻電路混頻電路6.5.1ttumUtusasmscos)(1 )( 本地振蕩信號為本地振蕩信號為 uL(t)=

27、ULmcosLt 當當Ls時，乘法器的輸出為時，乘法器的輸出為)cos()cos(1 2 coscos)(1 tttumUUttUtumUusLsLaLmsmLLmsasmp 式中式中L-s=I為所需的中頻分量；為所需的中頻分量；L+s則是無用則是無用分量?？梢詮闹行念l率為分量。可以從中心頻率為I的帶通濾波器濾除無用分量取出的帶通濾波器濾除無用分量取出有用分量有用分量I，即實現(xiàn)了混頻作用。其電路模型和頻譜，即實現(xiàn)了混頻作用。其電路模型和頻譜如圖如圖所示所示?；祛l電路模型及頻譜混頻電路模型及頻譜 實際的混頻器有晶體二極管平衡和環(huán)路混頻電路，晶體實際的混頻器有晶體二極管平衡和環(huán)路混頻電路，晶體三極

28、管混頻電路和模擬乘法器混頻電路。由于模擬乘法器構(gòu)三極管混頻電路和模擬乘法器混頻電路。由于模擬乘法器構(gòu)成的混頻器其輸出電壓中不包含信號頻率分量，從而降低了成的混頻器其輸出電壓中不包含信號頻率分量，從而降低了 如果輸出頻率如果輸出頻率fo為輸入頻率整數(shù)值為輸入頻率整數(shù)值 ，即，即fo=nfs（n=1，2，3，），則這種頻率變換電路稱為倍頻器。當），則這種頻率變換電路稱為倍頻器。當n=2時，即時，即fo=2fs時稱為二倍頻器。時稱為二倍頻器。 用模擬乘法器實現(xiàn)二倍頻器的原理方框圖如圖用模擬乘法器實現(xiàn)二倍頻器的原理方框圖如圖6.24所示。所示。若若us（t）=smcosst，則模擬乘法器的輸出電壓為，

29、則模擬乘法器的輸出電壓為6.66.6 倍頻器倍頻器 t)cos2(1U2KtcosKUtKu(t)us2sms22sm2so二倍頻器原理方框圖二倍頻器原理方框圖在通信系統(tǒng)中，角度及解調(diào)電路不同于頻譜搬移電路。它在通信系統(tǒng)中，角度及解調(diào)電路不同于頻譜搬移電路。它是用低頻信號去調(diào)制高頻振蕩的相角，或是從已調(diào)波中解出是用低頻信號去調(diào)制高頻振蕩的相角，或是從已調(diào)波中解出調(diào)制信號所進行的頻譜變換，這種變換不是線形變換，而是調(diào)制信號所進行的頻譜變換，這種變換不是線形變換，而是非線形變換。因此，非線形變換。因此，我們把角度調(diào)制及調(diào)角波的解調(diào)電路稱我們把角度調(diào)制及調(diào)角波的解調(diào)電路稱為頻譜非線形變換電路為頻譜非

30、線形變換電路。調(diào)頻（）調(diào)頻（）：如果高頻振蕩器的頻率變化量和調(diào)制信號：如果高頻振蕩器的頻率變化量和調(diào)制信號成成正正比，則稱調(diào)頻。比，則稱調(diào)頻。調(diào)相（）調(diào)相（）：如果高頻振蕩器的相位變化量和調(diào)制信號：如果高頻振蕩器的相位變化量和調(diào)制信號成成正正比，則稱調(diào)相。由于頻率的變化和相位的變化都表現(xiàn)為比，則稱調(diào)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，將總相角的變化，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。. .調(diào)角波的基本性質(zhì)調(diào)角波的基本性質(zhì) 式中，式中，Am為簡諧振蕩的幅度，為簡諧振蕩的幅度， 為簡諧振蕩的總相角為簡諧振蕩的總相角 式中式中 為瞬時角頻率，為瞬時角頻率， 為初

31、始相位。為初始相位。6.7.1 6.7.1 瞬時相位和瞬時頻率的概念瞬時相位和瞬時頻率的概念 對于簡諧振蕩可以寫成一般形式對于簡諧振蕩可以寫成一般形式(t)Aa(t)mcos t dt(t)dt t dttt00)(t0如果如果 是隨時間變化的，瞬時相位為是隨時間變化的，瞬時相位為 00t dttt)(t一般表達式為一般表達式為 00cost dtAtatm6.7.2 6.7.2 調(diào)相波和調(diào)頻波調(diào)相波和調(diào)頻波 調(diào)相調(diào)相高頻振蕩瞬時相位的變化量與調(diào)制信號成正比。高頻振蕩瞬時相位的變化量與調(diào)制信號成正比。根據(jù)定義調(diào)相波的表達式為根據(jù)定義調(diào)相波的表達式為(t)uktUupccmPMcos(t)t(t

32、)ukt(t)pcpc tp maxtppk可見可見為比例系數(shù)；為比例系數(shù)；為瞬時相位偏移；為瞬時相位偏移；稱為最大相移，或稱調(diào)制指數(shù)，以稱為最大相移，或稱調(diào)制指數(shù)，以mp表示表示瞬時角頻率為：瞬時角頻率為：)()()()(tdttdukdttdtpcpc于是于是dttduktpp)()( 式中，為瞬間相位偏移，即相式中，為瞬間相位偏移，即相對于的偏移。的最大值稱為最大相移，習慣上對于的偏移。的最大值稱為最大相移，習慣上又稱調(diào)頻指數(shù)，用又稱調(diào)頻指數(shù)，用m mf f表示，即表示，即調(diào)頻波的表達式為調(diào)頻波的表達式為)()(cos0tuktt)dt (uktUufftfccmFMfkf fftmax

33、 maxtukff為比例系數(shù)；為比例系數(shù)；表示瞬時角頻率相對于的偏移表示瞬時角頻率相對于的偏移稱為最大角偏移，簡稱頻偏稱為最大角偏移，簡稱頻偏當當00時，時， 可得調(diào)頻波的瞬時相位可得調(diào)頻波的瞬時相位(t)tt)dt (ukt(t)fctfc0t)dt (uk(t)tff0tc(t)fmax0td)t (ukmtff直接調(diào)頻就是用調(diào)制信號去控制高頻振蕩器的振蕩頻率，直接調(diào)頻就是用調(diào)制信號去控制高頻振蕩器的振蕩頻率，使它不失真地反映調(diào)制信號的變化規(guī)律使它不失真地反映調(diào)制信號的變化規(guī)律。因此，凡是能直接。因此，凡是能直接影響振蕩頻率的元件或參數(shù)，只要用調(diào)制信號去控制，使振影響振蕩頻率的元件或參數(shù)，

34、只要用調(diào)制信號去控制，使振蕩頻率的變化量能隨調(diào)制信號而線形變化，都可以完成直接蕩頻率的變化量能隨調(diào)制信號而線形變化，都可以完成直接調(diào)頻的任務。調(diào)頻的任務。在正弦波振蕩器中，由于其振蕩頻率主要取決于振蕩在正弦波振蕩器中，由于其振蕩頻率主要取決于振蕩回路的電感量和電容量，所以在振蕩回路中接入可控電抗回路的電感量和電容量，所以在振蕩回路中接入可控電抗器，就可以實現(xiàn)直接調(diào)頻。器，就可以實現(xiàn)直接調(diào)頻。6.8 6.8 直接調(diào)頻電路直接調(diào)頻電路可控電抗器的種類很多，有聲波控制的電容式話筒或駐極可控電抗器的種類很多，有聲波控制的電容式話筒或駐極體話筒，有電壓控制的變?nèi)荻O管和電抗管，還有電流控制體話筒，有電壓

35、控制的變?nèi)荻O管和電抗管，還有電流控制的可變電感等。只要將可控電抗器接入振蕩器的振蕩回的可變電感等。只要將可控電抗器接入振蕩器的振蕩回路，就能利用振蕩器產(chǎn)生調(diào)頻波。路，就能利用振蕩器產(chǎn)生調(diào)頻波。6.6.1.1變?nèi)荻O管調(diào)頻電路變?nèi)荻O管調(diào)頻電路變?nèi)荻O管是利用變?nèi)荻O管是利用pnpn結(jié)的結(jié)電容隨反向電壓（反偏）變化結(jié)的結(jié)電容隨反向電壓（反偏）變化這一特性制成的一種電壓控制的可控電抗器這一特性制成的一種電壓控制的可控電抗器。將變?nèi)荻O管。將變?nèi)荻O管接入振蕩器的振蕩回路，用調(diào)制電壓去控制變?nèi)莨艿碾娊尤胝袷幤鞯恼袷幓芈罚谜{(diào)制電壓去控制變?nèi)莨艿碾娙萘?，從而控制振蕩器的振蕩頻率達到調(diào)頻的目的。容量，

36、從而控制振蕩器的振蕩頻率達到調(diào)頻的目的。變?nèi)荻O管結(jié)電容（勢壘電容）可用下式表示變?nèi)荻O管結(jié)電容（勢壘電容）可用下式表示)1 (0DjjVuCC變?nèi)莨芗由掀秒妷汉驼{(diào)制電壓后，總的控制電壓為變?nèi)莨芗由掀秒妷汉驼{(diào)制電壓后，總的控制電壓為tUV(T)UVumQQcos由以上兩式得由以上兩式得t)m(C )VVtU()VV(C)VtUV(CVu(CCcjQQDmDQjDmQjDjjcos1cos11 cos1)10001. 變?nèi)莨茏鳛檎袷幓芈返目傠娙葑內(nèi)莨茏鳛檎袷幓芈返目傠娙菹聢D為變?nèi)荻O管接入振蕩回路的交流等效電路。下圖為變?nèi)荻O管接入振蕩回路的交流等效電路。22)1 ()(1 (1)(xVVt

37、uLCxcQDcj設振蕩頻率近似等于振蕩回路的振蕩頻率，且忽略加在變設振蕩頻率近似等于振蕩回路的振蕩頻率，且忽略加在變?nèi)莨苌系母哳l電壓。則瞬時角頻率為容管上的高頻電壓。則瞬時角頻率為. .變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈纷內(nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈?為了提高載波頻率穩(wěn)定度，往往采用變?nèi)莨懿糠纸尤胝駷榱颂岣咻d波頻率穩(wěn)定度，往往采用變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈返霓k法。蕩回路的辦法。振蕩回路電容的變化量和調(diào)制信號的關(guān)系。有振蕩回路電容的變化量和調(diào)制信號的關(guān)系。有tttKftfc3cos2coscos)(3210jQQjQCCCpCCpK22226.6. .晶體振蕩器直接調(diào)頻電路晶體振蕩器直接調(diào)頻電路在某些實際情況下，為了

38、滿足中心頻率穩(wěn)定度較高的要在某些實際情況下，為了滿足中心頻率穩(wěn)定度較高的要求，有時采用石英晶體振蕩器直接調(diào)頻電路。求，有時采用石英晶體振蕩器直接調(diào)頻電路。 晶體振蕩器有兩種：一種是工作在石英晶體的串聯(lián)振蕩頻晶體振蕩器有兩種：一種是工作在石英晶體的串聯(lián)振蕩頻率上，晶體等效為一個短路元件，起著選頻的作用；另一種率上，晶體等效為一個短路元件，起著選頻的作用；另一種是工作于晶體串聯(lián)和并聯(lián)諧振頻率之間，晶體等效為一個高是工作于晶體串聯(lián)和并聯(lián)諧振頻率之間，晶體等效為一個高品質(zhì)因數(shù)的電感元件，作為振蕩元件之一。品質(zhì)因數(shù)的電感元件，作為振蕩元件之一。通常是利用變?nèi)荻O管控制后一種晶體振蕩器的振蕩頻率通常是利用

39、變?nèi)荻O管控制后一種晶體振蕩器的振蕩頻率來實現(xiàn)調(diào)頻來實現(xiàn)調(diào)頻。如果電容二極管與石英晶體串聯(lián)，其等效電路和電抗特性如果電容二極管與石英晶體串聯(lián)，其等效電路和電抗特性如下圖所示。如下圖所示。 利用這個原理，用調(diào)制信號改變利用這個原理，用調(diào)制信號改變j j的方法可以改變晶體振的方法可以改變晶體振蕩器的振蕩頻率，從而達到調(diào)頻的目的。由于蕩器的振蕩頻率，從而達到調(diào)頻的目的。由于j j與石英晶體與石英晶體串聯(lián)，而串聯(lián)，而f fq q和和f fp p又靠得近，因而調(diào)頻的頻偏又靠得近，因而調(diào)頻的頻偏 很小，相對很小，相對頻偏只能達到頻偏只能達到. .左右。左右。cff 6.6. .電容話筒調(diào)頻電路電容話筒調(diào)頻

40、電路電容花筒在聲波作用下，內(nèi)部的金屬薄膜產(chǎn)生振動，會引電容花筒在聲波作用下，內(nèi)部的金屬薄膜產(chǎn)生振動，會引起薄膜與另一電極之間電容量的變化。如果把電容式話筒直起薄膜與另一電極之間電容量的變化。如果把電容式話筒直接接到振蕩器的諧振回路中，作為回路電抗就可構(gòu)成調(diào)頻電接接到振蕩器的諧振回路中，作為回路電抗就可構(gòu)成調(diào)頻電路。路。下圖是電容式話筒調(diào)頻發(fā)射機實例。下圖是電容式話筒調(diào)頻發(fā)射機實例。6.6. .電抗管調(diào)頻電路電抗管調(diào)頻電路電抗管與變?nèi)莨芤粯?，也是一種電壓控制的可控電抗器。電抗管與變?nèi)莨芤粯?，也是一種電壓控制的可控電抗器。受控源可以是電子管、晶體管和場效應管。受控源可以是電子管、晶體管和場效應管。

41、下圖為場效應管下圖為場效應管構(gòu)成的電抗管原理圖。構(gòu)成的電抗管原理圖。在直接調(diào)頻電路中，為了提高中心頻率的穩(wěn)定度必須采取在直接調(diào)頻電路中，為了提高中心頻率的穩(wěn)定度必須采取一些措施。在這些措施中，即使對晶體管振蕩器直接調(diào)頻，一些措施。在這些措施中，即使對晶體管振蕩器直接調(diào)頻，其中心頻率穩(wěn)定度有不如不調(diào)頻的晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度其中心頻率穩(wěn)定度有不如不調(diào)頻的晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度高，而且起相對頻移太小。若調(diào)制不在晶體振蕩器進行，而高，而且起相對頻移太小。若調(diào)制不在晶體振蕩器進行，而是在其后的某一級放大器中進行，將調(diào)制信號積分以后對晶是在其后的某一級放大器中進行，將調(diào)制信號積分以后對晶振送來的載波進行

42、調(diào)相，對積分前的信號（即調(diào)制信號）而振送來的載波進行調(diào)相，對積分前的信號（即調(diào)制信號）而言，就可以得到調(diào)頻波了，這就是言，就可以得到調(diào)頻波了，這就是間接調(diào)頻間接調(diào)頻。顯然，這時。顯然，這時中中心頻率穩(wěn)定度就等于晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度心頻率穩(wěn)定度就等于晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。. .間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻的關(guān)鍵電路是調(diào)相電路間接調(diào)頻的關(guān)鍵電路是調(diào)相電路，下面僅介紹常用的變?nèi)荩旅鎯H介紹常用的變?nèi)荻O管調(diào)相電路。二極管調(diào)相電路。將變?nèi)荻O管接在高頻放大器的諧振回路里，就可構(gòu)成變將變?nèi)荻O管接在高頻放大器的諧振回路里，就可構(gòu)成變?nèi)荻O管調(diào)相電路。電路中，由于調(diào)制信號的作用使回路諧容二極管調(diào)相

43、電路。電路中，由于調(diào)制信號的作用使回路諧振頻率改變，當載波通過這個回路時由于失諧而產(chǎn)生相移，振頻率改變，當載波通過這個回路時由于失諧而產(chǎn)生相移，從而獲得調(diào)相。從而獲得調(diào)相。下圖是單級諧振回路變?nèi)莨苷{(diào)相電路。下圖是單級諧振回路變?nèi)莨苷{(diào)相電路。 上圖（上圖（a a）中，變?nèi)莨艿碾娙荩┲?，變?nèi)莨艿碾娙輏 j和電感組成諧振回路，和電感組成諧振回路，作為變?nèi)菹嘁凭W(wǎng)絡。作為變?nèi)菹嘁凭W(wǎng)絡。和和是諧振賄賂輸入和輸出端上的是諧振賄賂輸入和輸出端上的隔離電阻，隔離電阻，是偏壓電源與調(diào)制信號源之間的隔離電阻。是偏壓電源與調(diào)制信號源之間的隔離電阻。三個三個. .電容對高頻短路，而對調(diào)制信號開路。電容對高頻短路，而對調(diào)

44、制信號開路。下圖是采用三級單回路級聯(lián)構(gòu)成的電路。下圖是采用三級單回路級聯(lián)構(gòu)成的電路。圖中，每個回路都由變?nèi)莨苷{(diào)相電路，而各變?nèi)莨艿碾娙輬D中，每個回路都由變?nèi)莨苷{(diào)相電路，而各變?nèi)莨艿碾娙菥芡徽{(diào)制信號調(diào)變。每個回路的值可由電阻均受同一調(diào)制信號調(diào)變。每個回路的值可由電阻、調(diào)節(jié)，以使三個回路產(chǎn)生相等的相移。為了減少調(diào)節(jié)，以使三個回路產(chǎn)生相等的相移。為了減少各回路的相互影響，各級回路之間都用各回路的相互影響，各級回路之間都用p p的小電容耦的小電容耦合。這樣，電路總相移近似等于三級回路相移之和。因此，合。這樣，電路總相移近似等于三級回路相移之和。因此，電路可在電路可在范圍內(nèi)得到線形調(diào)相。范圍內(nèi)得到線

45、形調(diào)相。6.106.10 調(diào)頻波的解調(diào)調(diào)頻波的解調(diào) 調(diào)角波包括調(diào)頻波和調(diào)相波調(diào)角波包括調(diào)頻波和調(diào)相波。其中。其中,調(diào)頻波的解調(diào)稱為頻調(diào)頻波的解調(diào)稱為頻率檢波率檢波,簡稱鑒頻簡稱鑒頻;完成鑒頻功能的電路稱為鑒頻器完成鑒頻功能的電路稱為鑒頻器;調(diào)相波調(diào)相波的解調(diào)稱為相位檢波的解調(diào)稱為相位檢波,簡稱鑒相簡稱鑒相,完成鑒相功能的電路稱為鑒完成鑒相功能的電路稱為鑒相器。它們的作用都是從已調(diào)波中檢出反映在頻率或相位相器。它們的作用都是從已調(diào)波中檢出反映在頻率或相位變化上的調(diào)制信號變化上的調(diào)制信號,但是所采用的方法卻不盡相同。但是所采用的方法卻不盡相同。 在調(diào)頻波中在調(diào)頻波中,調(diào)制信息包含在高頻振蕩頻率的變

46、化量中。調(diào)制信息包含在高頻振蕩頻率的變化量中。所以所以,調(diào)頻波解調(diào)的任務調(diào)頻波解調(diào)的任務,就是要求鑒頻器輸出信號與輸入調(diào)就是要求鑒頻器輸出信號與輸入調(diào)頻波瞬時頻率的變化量成線形關(guān)系。換句話說頻波瞬時頻率的變化量成線形關(guān)系。換句話說,鑒頻器的作鑒頻器的作用是從調(diào)頻波中檢出音頻調(diào)制信號來。用是從調(diào)頻波中檢出音頻調(diào)制信號來。 對調(diào)頻波的檢波必須先將頻率的變化對調(diào)頻波的檢波必須先將頻率的變化, ,轉(zhuǎn)變成與音頻調(diào)轉(zhuǎn)變成與音頻調(diào)制信號相應的幅度變化制信號相應的幅度變化, ,見下圖?；蛘咦兂烧伎障禂?shù)不同的見下圖。或者變成占空系數(shù)不同的脈沖系列脈沖系列, ,再經(jīng)過幅度檢波或脈沖的整流再經(jīng)過幅度檢波或脈沖的整流

47、, ,才能檢出音頻信才能檢出音頻信號。號。鑒頻器工作示意圖鑒頻器工作示意圖 鑒頻器的質(zhì)量指標集中表現(xiàn)在鑒頻特性上。它的輸出電鑒頻器的質(zhì)量指標集中表現(xiàn)在鑒頻特性上。它的輸出電壓的大小壓的大小u(t)與輸入調(diào)頻波的瞬時頻率偏移之間的關(guān)系與輸入調(diào)頻波的瞬時頻率偏移之間的關(guān)系,稱稱為鑒頻特性為鑒頻特性,如圖所示。如圖所示。鑒頻特性曲線鑒頻特性曲線1. 鑒頻跨導鑒頻跨導gd 所謂鑒頻跨導是指單位頻偏所產(chǎn)生輸出電壓的大小所謂鑒頻跨導是指單位頻偏所產(chǎn)生輸出電壓的大小,即鑒即鑒頻特性的斜率頻特性的斜率,又稱為鑒頻靈敏度又稱為鑒頻靈敏度,用數(shù)學式表示為用數(shù)學式表示為cffddfdug2. 頻帶寬度頻帶寬度B 從

48、從圖圖看出看出,只有特性曲線中間一部分線性較好。通常只有特性曲線中間一部分線性較好。通常2fm為頻帶寬度為頻帶寬度B。一般要求。一般要求B大于輸入調(diào)頻波頻偏的兩大于輸入調(diào)頻波頻偏的兩倍。倍。3. 非線性失真非線性失真 為了從調(diào)頻信號中無失真地解調(diào)出調(diào)制信號為了從調(diào)頻信號中無失真地解調(diào)出調(diào)制信號,在在fc附近鑒頻附近鑒頻器輸出電壓器輸出電壓u與瞬時頻偏成比例與瞬時頻偏成比例,即在頻帶即在頻帶B內(nèi)應為一條直內(nèi)應為一條直線線(鑒頻跨導鑒頻跨導gd為常數(shù)為常數(shù))。否則輸出電壓就不能真實地還原出。否則輸出電壓就不能真實地還原出調(diào)制信號調(diào)制信號,產(chǎn)生非線性失真。產(chǎn)生非線性失真。4. 抑制寄生調(diào)幅的能力抑制

49、寄生調(diào)幅的能力 對調(diào)頻信號的寄生調(diào)幅應具有一定的抑制能力對調(diào)頻信號的寄生調(diào)幅應具有一定的抑制能力,除比例鑒除比例鑒頻器外頻器外,一般都在鑒頻器前加限幅器。一般都在鑒頻器前加限幅器。6.10.16.10.1 斜率鑒頻器斜率鑒頻器 斜率鑒頻器是利用并聯(lián)斜率鑒頻器是利用并聯(lián)LC回路幅頻特性的傾斜部分將調(diào)回路幅頻特性的傾斜部分將調(diào)頻波變換成調(diào)幅調(diào)頻波頻波變換成調(diào)幅調(diào)頻波,它應用于鑒頻范圍較大的場合。最它應用于鑒頻范圍較大的場合。最簡單的斜率鑒頻器由失諧單諧振回路和晶體二極管包絡檢簡單的斜率鑒頻器由失諧單諧振回路和晶體二極管包絡檢波器組成波器組成,該電路的線性范圍與靈敏度都是不理想的。因此該電路的線性范

50、圍與靈敏度都是不理想的。因此,在要求較高的情況下在要求較高的情況下,廣泛應用雙失諧回路斜率鑒頻器廣泛應用雙失諧回路斜率鑒頻器,如如圖。圖。雙失諧回路斜率鑒頻器雙失諧回路斜率鑒頻器 這個電路是由兩個單失諧回路斜率鑒頻器構(gòu)成的。其中這個電路是由兩個單失諧回路斜率鑒頻器構(gòu)成的。其中,第第一個回路的諧振頻率一個回路的諧振頻率f1低于調(diào)頻波的中心頻率低于調(diào)頻波的中心頻率fc,第二個回路的第二個回路的諧振頻率諧振頻率f2高于高于fc,并且把他們的輸出相減。當這兩個鑒頻器的并且把他們的輸出相減。當這兩個鑒頻器的特性與參數(shù)相同特性與參數(shù)相同,且且fc-f1=f2-fc時就得到時就得到u(f)的關(guān)系曲線的關(guān)系曲

51、線,即鑒頻即鑒頻特性曲線。顯然特性曲線。顯然 )()()(21fufufuoo 其鑒頻特性的靈敏度線性范圍都比單失諧回路的斜鑒其鑒頻特性的靈敏度線性范圍都比單失諧回路的斜鑒頻器大有改善。頻器大有改善。6.10.26.10.2 相位鑒頻器相位鑒頻器 相位鑒頻器是利用耦合電路的相頻特性來實現(xiàn)將調(diào)頻波變相位鑒頻器是利用耦合電路的相頻特性來實現(xiàn)將調(diào)頻波變換為調(diào)幅調(diào)頻波的，它是將調(diào)頻信號的頻率變化轉(zhuǎn)換為兩個換為調(diào)幅調(diào)頻波的，它是將調(diào)頻信號的頻率變化轉(zhuǎn)換為兩個電壓之間的相位變化電壓之間的相位變化,再將這相位變化轉(zhuǎn)換為對應的幅度變再將這相位變化轉(zhuǎn)換為對應的幅度變化化,然后利用幅度檢波器檢出幅度的變化。這樣然

52、后利用幅度檢波器檢出幅度的變化。這樣,幅度的變化幅度的變化就反映了頻率的變化。就反映了頻率的變化。 常用的相位鑒頻器有電感耦合相位鑒頻器和電容耦合相位常用的相位鑒頻器有電感耦合相位鑒頻器和電容耦合相位鑒頻器兩種。鑒頻器兩種。接加到高頻扼流圈接加到高頻扼流圈L3兩端。同時兩端。同時L3又是二極管檢波器的直流又是二極管檢波器的直流通路。電壓通路。電壓 通過互感通過互感M在在L2、C2并聯(lián)回路兩端產(chǎn)生電壓并聯(lián)回路兩端產(chǎn)生電壓 ,c點是電感點是電感L2的中點的中點,L2上下兩半線圈的電壓各為。上下兩半線圈的電壓各為。二極管二極管VD1、VD2,兩個電阻兩個電阻R,兩只電容兩只電容C3、C4構(gòu)成兩個對稱

53、構(gòu)成兩個對稱的的 幅度檢波器。這樣幅度檢波器。這樣,可將可將圖圖 (a)簡化為簡化為圖圖 (b)所示的等效電所示的等效電路。路。1U2U22U 電感耦合相位鑒頻器的原理圖電感耦合相位鑒頻器的原理圖如圖如圖。初級回路。初級回路L1C1、次級次級回路回路L2C2都調(diào)協(xié)到調(diào)頻波的中心角頻率都調(diào)協(xié)到調(diào)頻波的中心角頻率c上上,兩個回路的耦兩個回路的耦合途徑有二合途徑有二:一是通過互感一是通過互感M耦合耦合,二是通過耦合電容二是通過耦合電容C0耦耦合。因合。因C0、C4容量取得較大容量取得較大,對高頻可視為短路對高頻可視為短路,故可直故可直相位鑒頻器原理圖相位鑒頻器原理圖鑒頻器的輸出電壓為鑒頻器的輸出電壓

54、為 u=uo1-uo2=Kd(UD1-UD2) (6.10.5)式中式中Kd為幅度檢波器的電壓傳輸系數(shù)。為幅度檢波器的電壓傳輸系數(shù)。 由上式可知由上式可知,鑒頻器的輸出音頻電壓鑒頻器的輸出音頻電壓u不僅與加到二極管不僅與加到二極管兩端高頻電壓的幅值有關(guān)兩端高頻電壓的幅值有關(guān),還與還與 、 的大小及他們之間的大小及他們之間的相位有關(guān)。的相位有關(guān)。1U2U 6.10.36.10.3 比例鑒頻器比例鑒頻器相位鑒頻器中相位鑒頻器中, ,輸入信號的幅度變化必將導致輸出波形的輸入信號的幅度變化必將導致輸出波形的失真。發(fā)射機的調(diào)制特性或接收機的諧振曲線的不理想以失真。發(fā)射機的調(diào)制特性或接收機的諧振曲線的不理

55、想以及外界干擾和內(nèi)部噪聲的影響及外界干擾和內(nèi)部噪聲的影響, ,使鑒頻器輸入端的調(diào)頻信號使鑒頻器輸入端的調(diào)頻信號引起寄生調(diào)幅。因此引起寄生調(diào)幅。因此, ,相位鑒頻器前必須加限幅器。為了有相位鑒頻器前必須加限幅器。為了有效限幅效限幅, ,往往要求限幅器輸入端的電壓在往往要求限幅器輸入端的電壓在1v1v量級量級, ,這就需要這就需要限幅器以前有較大的放大量限幅器以前有較大的放大量, ,即要求接收機的級數(shù)增加。比即要求接收機的級數(shù)增加。比例鑒頻器就是這種兼有鑒頻和限幅功能的電路例鑒頻器就是這種兼有鑒頻和限幅功能的電路, ,如圖所示如圖所示。比例鑒頻器及其等效電路比例鑒頻器及其等效電路將相位鑒頻器和比例

56、鑒頻器比較，不同的地方只是幅度檢波將相位鑒頻器和比例鑒頻器比較，不同的地方只是幅度檢波器部分，其區(qū)別是：器部分，其區(qū)別是：在在fg兩端并接了一個大容量的電容兩端并接了一個大容量的電容5，一般取為，一般取為10，5與（與（R3+R4）的時間常數(shù)約為）的時間常數(shù)約為0.10.2s。這樣，。這樣，在檢波過程中，這個并聯(lián)電路對在檢波過程中，這個并聯(lián)電路對15Hz以上變化的寄生調(diào)幅以上變化的寄生調(diào)幅有惰性，使其兩端的電壓來不及跟著變化，而保持在某一恒有惰性，使其兩端的電壓來不及跟著變化，而保持在某一恒定的電平上。定的電平上。檢波電阻中點和檢波電容中點斷開，輸出電壓取自檢波電阻中點和檢波電容中點斷開，輸出

57、電壓取自de兩端，而不是取自兩端，而不是取自fg兩端。在負載電阻兩端。在負載電阻RL中，中，C4和和C3放放電電流的方向相反因而起到了差動輸出的作用。電電流的方向相反因而起到了差動輸出的作用。圖圖 (a)中，中，CL數(shù)值的選取應對高頻短路，對音頻開路。數(shù)值的選取應對高頻短路，對音頻開路。 為了構(gòu)成檢波器的直流通路，為了構(gòu)成檢波器的直流通路，VD1、VD2的連接方向相的連接方向相反，這樣，電容反，這樣，電容C3、C4兩端的電壓兩端的電壓uo1與與uo2之和，而不是兩之和，而不是兩者之差。者之差。 在在UD1與與UD2相同的條件下，比例鑒頻器輸出音頻電壓的相同的條件下，比例鑒頻器輸出音頻電壓的幅度

58、比相位鑒頻器的音頻電壓幅度小一半。即鑒頻跨導幅度比相位鑒頻器的音頻電壓幅度小一半。即鑒頻跨導gd小一半；小一半； 和相位鑒頻器比較，因為波形變換部分沒有變。和相位鑒頻器比較，因為波形變換部分沒有變。6.10.4 移相乘積鑒頻器 其鑒頻原理為：先將調(diào)頻波通過移相器變成相位變化，其鑒頻原理為：先將調(diào)頻波通過移相器變成相位變化，然后將相位變化變成相應的幅度變化，從而還原出音頻信然后將相位變化變成相應的幅度變化，從而還原出音頻信號來號來。 移相乘積鑒頻器的基本原理移相乘積鑒頻器的基本原理如圖如圖。自中放級輸出的信號。自中放級輸出的信號一路直接送到乘法器一路直接送到乘法器( )，另外一路經(jīng)過移相器送到乘

59、法器，另外一路經(jīng)過移相器送到乘法器( )。當調(diào)頻波沒有頻率偏移，即等于中頻頻率時，。當調(diào)頻波沒有頻率偏移，即等于中頻頻率時， 和和 的相位差為的相位差為90,經(jīng)過乘法器后輸出的占空比為經(jīng)過乘法器后輸出的占空比為1的脈沖波的脈沖波,平均電流為一直流平均電流為一直流,即無輸出。以此直流電平作為基準點或即無輸出。以此直流電平作為基準點或1U2U1U2U零點。當頻率往高或低偏移時零點。當頻率往高或低偏移時, 和和 的相位差也在的相位差也在90上上下做相應變化。于是乘法器輸出脈沖的占空比相應變化。下做相應變化。于是乘法器輸出脈沖的占空比相應變化。這種變化，經(jīng)過低通濾波器，整流出的平均值也隨之變這種變化，

60、經(jīng)過低通濾波器，整流出的平均值也隨之變化，而這種變化正是音頻調(diào)制波。化，而這種變化正是音頻調(diào)制波。1U2U移相乘積鑒頻器方框圖移相乘積鑒頻器方框圖6.10.56.10.5 脈沖均值鑒頻器脈沖均值鑒頻器 脈沖均值鑒頻器就是利用調(diào)頻波的過零信息脈沖均值鑒頻器就是利用調(diào)頻波的過零信息。因為調(diào)頻。因為調(diào)頻波的頻率是隨調(diào)制信號而變化的波的頻率是隨調(diào)制信號而變化的, ,所以所以, ,他們在相同的時間他們在相同的時間間隔內(nèi)過零點的數(shù)目就會不相同。在頻率高的地方過零點間隔內(nèi)過零點的數(shù)目就會不相同。在頻率高的地方過零點的數(shù)目就多的數(shù)目就多, ,而在頻率低的地方過零點的數(shù)目就少。利用而在頻率低的地方過零點的數(shù)目就