通信電子電路8.2

1、 VCO的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：瞬時(shí)頻率隨外加控制信號(hào)的變化而變化瞬時(shí)頻率隨外加控制信號(hào)的變化而變化。 )t (v VCO dt)t(vktcosV)t(vfoFM 通常有：通常有： )()(tkvto ，式中：，式中：V為振蕩信號(hào)的振幅，為振蕩信號(hào)的振幅， o :當(dāng)當(dāng) 0)( tv時(shí)的振蕩頻率，時(shí)的振蕩頻率，k f為為:VCO控制靈敏度?？刂旗`敏度。 83調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生 由于調(diào)頻后的由于調(diào)頻后的FM波中含有許多新的頻率分量，因此波中含有許多新的頻率分量，因此調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生必須利用非線性電路進(jìn)行頻率的變換必須利用非線性電路進(jìn)行頻率的變換，但與頻譜的線性搬移電路是有區(qū)別，但與

2、頻譜的線性搬移電路是有區(qū)別的。的。調(diào)頻信號(hào)產(chǎn)生的方法：直接調(diào)頻法（調(diào)頻信號(hào)產(chǎn)生的方法：直接調(diào)頻法（direct FM system） 間接調(diào)頻法（間接調(diào)頻法（indirect FM system） 一，一， 直接調(diào)頻法直接調(diào)頻法 利用壓控振蕩器（利用壓控振蕩器（Voltage Control Oscillator）作為頻率調(diào)制器來產(chǎn)）作為頻率調(diào)制器來產(chǎn)生調(diào)頻（生調(diào)頻（FM）信號(hào)）信號(hào)VCO中最常用的壓控元件：中最常用的壓控元件：變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管 由晶體管和場效應(yīng)管組成的電抗電路。由晶體管和場效應(yīng)管組成的電抗電路。 直接調(diào)頻法：優(yōu)點(diǎn)：可獲得較大頻偏直接調(diào)頻法：優(yōu)點(diǎn)：可獲得較大頻偏.缺點(diǎn)：中心

3、頻率穩(wěn)定性差，常采用缺點(diǎn)：中心頻率穩(wěn)定性差，常采用自動(dòng)頻率微調(diào)（自動(dòng)頻率微調(diào)（automatic frequency control ，AFC）電路來克服載頻偏移。）電路來克服載頻偏移。利用調(diào)相方法實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。利用調(diào)相方法實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。高穩(wěn)定度高穩(wěn)定度載 波 振 蕩載 波 振 蕩器器 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 ) t (vFM)t (v dt)t(v 窄帶窄帶) t (vFM二間接調(diào)頻法：二間接調(diào)頻法：但最大頻偏小的缺點(diǎn)可以通過多級(jí)倍頻器后獲得符合要求的調(diào)頻頻偏，但最大頻偏小的缺點(diǎn)可以通過多級(jí)倍頻器后獲得符合要求的調(diào)頻頻偏，另外采用混頻器變換頻率

4、可以得到符合要求的調(diào)頻波工作范圍。另外采用混頻器變換頻率可以得到符合要求的調(diào)頻波工作范圍。采用高穩(wěn)定度的晶體振蕩器作為主振級(jí)，然后再對這個(gè)穩(wěn)定的載頻信號(hào)采用高穩(wěn)定度的晶體振蕩器作為主振級(jí)，然后再對這個(gè)穩(wěn)定的載頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)相，這樣一來就可得中心頻率穩(wěn)定度高的調(diào)頻信號(hào)。進(jìn)行調(diào)相，這樣一來就可得中心頻率穩(wěn)定度高的調(diào)頻信號(hào)。在間接調(diào)頻時(shí)，要獲得線性調(diào)頻必需以線性調(diào)相為基礎(chǔ)。在間接調(diào)頻時(shí)，要獲得線性調(diào)頻必需以線性調(diào)相為基礎(chǔ)。但在實(shí)現(xiàn)線性但在實(shí)現(xiàn)線性調(diào)相時(shí)，要求最大瞬時(shí)相位偏移調(diào)相時(shí)，要求最大瞬時(shí)相位偏移 om30 ，因而線性調(diào)相的范圍很窄，因而線性調(diào)相的范圍很窄，因此轉(zhuǎn)換成的調(diào)頻波的最大頻偏因此轉(zhuǎn)換成的

5、調(diào)頻波的最大頻偏 mf 很小，即：很小，即：m f1，這是間接調(diào)頻，這是間接調(diào)頻法的主要缺點(diǎn)法的主要缺點(diǎn). )Vv1(oCjCDR 一一 PN結(jié)具有電容效應(yīng)：結(jié)具有電容效應(yīng)：擴(kuò)散電容擴(kuò)散電容(diffusion capacitance)正向偏置正向偏置，電容效應(yīng)比較小。，電容效應(yīng)比較小。 勢壘電容勢壘電容(barrier capacitance)反向偏置反向偏置 ，勢壘區(qū)空間電荷呈現(xiàn)的電容效應(yīng)。，勢壘區(qū)空間電荷呈現(xiàn)的電容效應(yīng)。 所以所以為利用為利用PN結(jié)的電容，結(jié)的電容，PN結(jié)應(yīng)工作在反向偏置狀態(tài)結(jié)應(yīng)工作在反向偏置狀態(tài).84變?nèi)荻O管直接調(diào)頻（變?nèi)荻O管直接調(diào)頻（Varactor diode

6、direct FM） PN結(jié)反向偏置時(shí)，結(jié)電容會(huì)隨外加反向偏壓而變化，而專用的變?nèi)荻Y(jié)反向偏置時(shí)，結(jié)電容會(huì)隨外加反向偏壓而變化，而專用的變?nèi)荻O管，是經(jīng)過特殊工藝處理（控制半導(dǎo)體的摻雜濃度和摻雜的分布）使勢極管，是經(jīng)過特殊工藝處理（控制半導(dǎo)體的摻雜濃度和摻雜的分布）使勢壘電容能靈敏地隨反向偏置電壓的變化而呈現(xiàn)較大變化的壓控變?nèi)菰?。壘電容能靈敏地隨反向偏置電壓的變化而呈現(xiàn)較大變化的壓控變?nèi)菰Ｗ內(nèi)荻O管的結(jié)電容變?nèi)荻O管的結(jié)電容C j與反向電壓與反向電壓VR存在如下關(guān)系：存在如下關(guān)系：式中式中Co： 0 Rv時(shí)的電容值（零偏置電容）時(shí)的電容值（零偏置電容）:vR反向偏置電壓，反向偏置電壓，V

7、D：PN結(jié)勢壘電位差。結(jié)勢壘電位差。 VGeVSi3 .0:7 .0: ：結(jié)電容變化指數(shù)，通常：結(jié)電容變化指數(shù)，通常=1/21/3，經(jīng)特殊工藝制成的超突變結(jié)電容，經(jīng)特殊工藝制成的超突變結(jié)電容=15可以看出可以看出C j與與v R之間是非線性關(guān)系，即之間是非線性關(guān)系，即變?nèi)荻O管屬于非線性電容，變?nèi)荻O管屬于非線性電容，這種非線性電容基本上不消耗能量，產(chǎn)生的噪聲量級(jí)也較小，是較理這種非線性電容基本上不消耗能量，產(chǎn)生的噪聲量級(jí)也較小，是較理想的高效率，低噪聲非線性電容。想的高效率，低噪聲非線性電容。 tcosm1Ctcosm1VV1CtcosVVV1VVVCVtcosVV1C)VtcosVVo(1

8、CCjQDo0oDDoD0Do0D0j 設(shè)在變?nèi)荻O管上加一個(gè)靜態(tài)工作電壓設(shè)在變?nèi)荻O管上加一個(gè)靜態(tài)工作電壓V o和一個(gè)單頻調(diào)制信號(hào)和一個(gè)單頻調(diào)制信號(hào) tcosV)t(v ，則結(jié)反偏電壓：，則結(jié)反偏電壓： C j QC jV RVO) t (v tcosVV)t(vV)t(vooR 而結(jié)電容：而結(jié)電容： 其中：其中： Do0jQVV1CC 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。 oDVVVm 表示結(jié)電容調(diào)制深度的調(diào)制指數(shù)。表示結(jié)電容調(diào)制深度的調(diào)制指數(shù)。 為了突出調(diào)頻性能的分析，下圖只畫出了它的高頻交流等效電路，為了突出調(diào)頻性能的分析，下圖只畫出了它的高頻交流等效電路，沒有畫出直流饋電電路

9、，沒有畫出直流饋電電路， 二，變?nèi)荻O管直接調(diào)頻性能分析二，變?nèi)荻O管直接調(diào)頻性能分析1 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻原理電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻原理電路圖中；圖中；C3為高頻偶合電容，為高頻偶合電容，C4為偶合隔直電容，為偶合隔直電容，LB為高頻扼流圈，阻止高為高頻扼流圈，阻止高頻電流經(jīng)過調(diào)制信號(hào)源被旁路，右圖為振蕩器交流等效電路，頻電流經(jīng)過調(diào)制信號(hào)源被旁路，右圖為振蕩器交流等效電路，C j與振蕩器與振蕩器回路并聯(lián)，回路并聯(lián)，R1，R2為為C j的偏置電路，為的偏置電路，為C j提供靜態(tài)直流偏壓提供靜態(tài)直流偏壓 221ccoRRRVV ，而二極管的反偏電壓為：，而二極管的反偏電壓為： )t(vVvoR

10、+ vR-) t (v + Vo-DooffoDooooVvk, tcosvktcosVvvtcosm1)t( 其其中中則則由上電路可知，振蕩頻率為：由上電路可知，振蕩頻率為： LC1 ;而而 2121CCCCCCj 為了簡化電路分析，如果設(shè)為了簡化電路分析，如果設(shè)： 2121CCCCCj ，則有則有 jCC 所以：有所以：有 2)cos1(1)cos1(11 tmLCtmLCLCjQjQj 其中：其中： jQoLC1 為未加調(diào)制信號(hào)為未加調(diào)制信號(hào)（ 0)( tv）時(shí)的振蕩頻率時(shí)的振蕩頻率， 2 調(diào)頻性能分析調(diào)頻性能分析即為調(diào)頻振蕩器的中心頻率。即為調(diào)頻振蕩器的中心頻率。討論：討論：1 設(shè)設(shè)=

11、2即滿足線性調(diào)頻即滿足線性調(diào)頻。 2 當(dāng)當(dāng)2 則則 2cos1)( tmto （利用級(jí)數(shù)展開忽略高次項(xiàng)，（利用級(jí)數(shù)展開忽略高次項(xiàng)， )x!2)1n(nnx1)x1(2n tcosm)12(2!21tcosm21)t(22o )( t 可近似為：可近似為： t2costcos)(t2cosm)12(8tcosm2m)12(81)t(m2m0020020 其中：（其中：（1） oom 2)12(8 ：為中心頻率的偏移量為中心頻率的偏移量是由是由C jV d的非線性而引起的。雖然的非線性而引起的。雖然 om 0（2） 02 mm ：與調(diào)頻頻率有關(guān)的最大頻偏，雖然與調(diào)頻頻率有關(guān)的最大頻偏，雖然 mom

12、 （3） omm 22)12(8 ：由于由于C jV d的非線性作用，使頻偏中增加的非線性作用，使頻偏中增加了了的諧波分量（的諧波分量（2）而引起的附加頻偏，會(huì)造成調(diào)頻接收時(shí)的非線性）而引起的附加頻偏，會(huì)造成調(diào)頻接收時(shí)的非線性失真，應(yīng)盡量減少這種失真。失真，應(yīng)盡量減少這種失真。另外，定義調(diào)頻靈敏度另外，定義調(diào)頻靈敏度： DoooD0omfVV2VVVV2Vm2VS 調(diào)調(diào)制制信信號(hào)號(hào)振振幅幅最最大大角角頻頻偏偏三，變?nèi)莨苷{(diào)頻器的實(shí)際電路三，變?nèi)莨苷{(diào)頻器的實(shí)際電路（1）L1，C1、C2串聯(lián)，串聯(lián)，C3和反向串聯(lián)的兩個(gè)變和反向串聯(lián)的兩個(gè)變?nèi)荻O管，三個(gè)支路并容二極管，三個(gè)支路并聯(lián)組成電容反饋三點(diǎn)式聯(lián)

13、組成電容反饋三點(diǎn)式振蕩電路。振蕩電路。 (2) 直流偏置電壓直流偏置電壓- -V Vo o同同時(shí)加在兩個(gè)變?nèi)荻O管時(shí)加在兩個(gè)變?nèi)荻O管的正極，調(diào)制信號(hào)的正極，調(diào)制信號(hào) ) t (v 經(jīng)經(jīng)L4 負(fù)極上，二個(gè)二極管的負(fù)極上，二個(gè)二極管的動(dòng)態(tài)偏置為動(dòng)態(tài)偏置為： 扼流圈加在二極管扼流圈加在二極管)t (vv)t (v0d （3）兩個(gè)變?nèi)荻O管串聯(lián)后的總電容）兩個(gè)變?nèi)荻O管串聯(lián)后的總電容 2CCjj C j與與C3串聯(lián)后接入振蕩回路，對振蕩回路串聯(lián)后接入振蕩回路，對振蕩回路來說是部分接入，與單二極管直接接入比較，來說是部分接入，與單二極管直接接入比較，在在 相同的情況下，相同的情況下，m值降低。值降低。

14、mf （4）兩變?nèi)荻O管反向串聯(lián)，對高頻信號(hào)而言，）兩變?nèi)荻O管反向串聯(lián)，對高頻信號(hào)而言， 加到兩管的高頻電壓降低一半，可減弱高頻電加到兩管的高頻電壓降低一半，可減弱高頻電 壓對結(jié)電壓的影響，另外在高頻電壓的任一半壓對結(jié)電壓的影響，另外在高頻電壓的任一半 周內(nèi)，一個(gè)變?nèi)莨芗纳娙菰龃螅硪粋€(gè)減周內(nèi)，一個(gè)變?nèi)莨芗纳娙菰龃?，而另一個(gè)減 少，使結(jié)電容的變化不少，使結(jié)電容的變化不對稱性相互抵消，從而對稱性相互抵消，從而 消弱寄生調(diào)制。消弱寄生調(diào)制。 )t (v 一，晶體振蕩器直接調(diào)頻一，晶體振蕩器直接調(diào)頻 在要求調(diào)頻波中心頻率穩(wěn)定度較高，而頻偏較小的場合，可以采用直在要求調(diào)頻波中心頻率穩(wěn)定度較高，

15、而頻偏較小的場合，可以采用直接對晶體振蕩器調(diào)頻的方法。接對晶體振蕩器調(diào)頻的方法。 85其它直接調(diào)頻電路其它直接調(diào)頻電路1晶體振蕩器直接調(diào)頻原理晶體振蕩器直接調(diào)頻原理右圖為并聯(lián)型右圖為并聯(lián)型Pierce Oscillator，其振蕩頻率為：其振蕩頻率為： )(210oLgqCCCff 式中：式中：Cg為晶體的動(dòng)態(tài)電容，為晶體的動(dòng)態(tài)電容，C o：晶體的靜態(tài)電容，：晶體的靜態(tài)電容， j21LC1C1C11C ， f q：晶體的串聯(lián)諧振頻率：晶體的串聯(lián)諧振頻率。在電路中，當(dāng)在電路中，當(dāng)C j變化時(shí)，變化時(shí)，CL變化，從而使晶體振蕩器的振蕩頻率也發(fā)生變變化，從而使晶體振蕩器的振蕩頻率也發(fā)生變化，如果壓控

16、元件化，如果壓控元件C j受調(diào)制電壓受調(diào)制電壓 控制，則控制，則Pierce Oscillator就成為一個(gè)就成為一個(gè)晶體調(diào)頻振蕩器。晶體調(diào)頻振蕩器。)(tv 注意：晶體在電路中呈現(xiàn)為一個(gè)等效電感，注意：晶體在電路中呈現(xiàn)為一個(gè)等效電感，故只能工作于晶體的串聯(lián)諧振故只能工作于晶體的串聯(lián)諧振頻率頻率f q與并聯(lián)諧振頻率與并聯(lián)諧振頻率f p之間之間，而，而f q與與f p之間的頻率變化范圍只有之間的頻率變化范圍只有431010 oqpfff量級(jí)，再加上量級(jí)，再加上C j的串聯(lián)，晶體的的串聯(lián)，晶體的可調(diào)振蕩頻率更窄可調(diào)振蕩頻率更窄。 例如載頻為例如載頻為40MHZ的晶體調(diào)頻振蕩器，能獲得最大頻偏只有的

17、晶體調(diào)頻振蕩器，能獲得最大頻偏只有7.5KHZ，所以采用晶體調(diào)頻振蕩器雖然可以獲得較高的頻率穩(wěn)定度，但所以采用晶體調(diào)頻振蕩器雖然可以獲得較高的頻率穩(wěn)定度，但缺點(diǎn)是最大缺點(diǎn)是最大頻偏很小頻偏很小，實(shí)際中需要采用擴(kuò)大頻偏的措施。，實(shí)際中需要采用擴(kuò)大頻偏的措施。擴(kuò)大頻偏的方法有兩種：擴(kuò)大頻偏的方法有兩種：晶體支路中串接小電感；晶體支路中串接小電感； 利用利用型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行阻抗變換來擴(kuò)展晶體呈現(xiàn)感型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行阻抗變換來擴(kuò)展晶體呈現(xiàn)感 性的工作頻率范圍。性的工作頻率范圍。 2 晶體調(diào)頻振蕩器的實(shí)際電路晶體調(diào)頻振蕩器的實(shí)際電路 ) t (v 采用串接小電感采用串接小電感L的方法來擴(kuò)大調(diào)頻的頻偏，變?nèi)荻O管的反向

18、偏壓由的方法來擴(kuò)大調(diào)頻的頻偏，變?nèi)荻O管的反向偏壓由VCC經(jīng)穩(wěn)壓管經(jīng)穩(wěn)壓管2CZ14穩(wěn)壓后經(jīng)穩(wěn)壓后經(jīng)RZ2=2.4k和和W1=47k電位器分壓后，經(jīng)電位器分壓后，經(jīng)R=10K電電阻加至變?nèi)莨苷龢O。改變阻加至變?nèi)莨苷龢O。改變47K電位器電位器W1的活動(dòng)端可以調(diào)整變?nèi)莨艿牡幕顒?dòng)端可以調(diào)整變?nèi)莨艿腣o從而從而改變改變C j ，把調(diào)頻器的中心頻率調(diào)至規(guī)定值。調(diào)制信號(hào)，把調(diào)頻器的中心頻率調(diào)至規(guī)定值。調(diào)制信號(hào) 經(jīng)經(jīng)4.7K電位器電位器W2加于變?nèi)莨?，改變加于變?nèi)莨埽淖?.7K電位器電位器W2的活動(dòng)頭，可以調(diào)整加在變?nèi)荻O管上的活動(dòng)頭，可以調(diào)整加在變?nèi)荻O管上的調(diào)制信號(hào)電壓幅值，從而獲得要求的頻偏。的調(diào)制

19、信號(hào)電壓幅值，從而獲得要求的頻偏。)(tv 直接調(diào)頻：優(yōu)點(diǎn)：可以直接調(diào)頻：優(yōu)點(diǎn)：可以獲得較大的頻偏獲得較大的頻偏。缺點(diǎn)：。缺點(diǎn)：中心頻率穩(wěn)定中心頻率穩(wěn)定性差，性差，常采用常采用AFC電路來克服頻率的偏穩(wěn)。電路來克服頻率的偏穩(wěn)。而下圖為間接調(diào)頻的原理電路而下圖為間接調(diào)頻的原理電路,其關(guān)鍵電路是其關(guān)鍵電路是調(diào)相器調(diào)相器.高穩(wěn)定度高穩(wěn)定度 振蕩器振蕩器 調(diào)相器調(diào)相器 積分器積分器)t (v )t (vFM )t(v 85 間接調(diào)頻（間接調(diào)頻（indirect FM） 其基本電路是一個(gè)高頻放大其基本電路是一個(gè)高頻放大器，基級(jí)輸入高頻載波信號(hào)，集器，基級(jí)輸入高頻載波信號(hào)，集電極電流為高頻載波電流電極電流

20、為高頻載波電流io (t)經(jīng)經(jīng)過由過由L，C和和C j組成的諧振回路。組成的諧振回路。在高在高Q值及小失諧條件下，并聯(lián)值及小失諧條件下，并聯(lián)諧振回路電壓諧振回路電壓v與電流與電流iO之間的之間的相移關(guān)系為：相移關(guān)系為： )2(offQarctg io下圖為一個(gè)利用變?nèi)荻O管移相的下圖為一個(gè)利用變?nèi)荻O管移相的單回路移相器。單回路移相器。+V-) t (v ) t (vFM) t (vo02ffQ 式中：式中： 6 )2(offQarctg f LCf 210并聯(lián)回路諧振頻率并聯(lián)回路諧振頻率(當(dāng)當(dāng)時(shí)的回路諧振頻率時(shí)的回路諧振頻率)。0)( tvfo ；信號(hào)頻率；信號(hào)頻率 與回路諧振頻率與回路諧振

21、頻率 f0 之差。之差。Q：回路的品質(zhì)因數(shù)。：回路的品質(zhì)因數(shù)。0sfff sf6| 一般當(dāng)一般當(dāng) 時(shí)，則有：時(shí)，則有：jjjCCCCCC 如果設(shè)如果設(shè)CCj，則，則2)cos1(11 tmLCLCjQj 所以回路的諧振頻率：所以回路的諧振頻率：tmftffom cos2cos 而回路頻率的頻偏移為而回路頻率的頻偏移為:tcosmQ 所以：所以：)t (v dt)t (v 若將若將 先經(jīng)積分器積分，則加在變?nèi)莨苌系恼{(diào)制電壓為先經(jīng)積分器積分，則加在變?nèi)莨苌系恼{(diào)制電壓為 ，則單回路輸出的調(diào)相電壓的相移為：，則單回路輸出的調(diào)相電壓的相移為： dt)t(vmQ )dt)t(vmQtcos(V)t(voF

22、M 故可輸出調(diào)頻信號(hào)為：故可輸出調(diào)頻信號(hào)為：注意：其中注意：其中m為可變電容的調(diào)制度：為可變電容的調(diào)制度：oDVVVm 調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)是從調(diào)頻波調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)是從調(diào)頻波 中恢復(fù)出原調(diào)制中恢復(fù)出原調(diào)制信號(hào)信號(hào) 的過程，完成調(diào)頻波解調(diào)過程的電路稱為頻率檢波器的過程，完成調(diào)頻波解調(diào)過程的電路稱為頻率檢波器鑒頻器鑒頻器（frequencydis） )(cosdttvmtVvoFM ) t (v 常用的鑒頻器有：常用的鑒頻器有：振幅鑒頻器（斜率鑒頻器，振幅鑒頻器（斜率鑒頻器，slope discrimination） 功能：功能：FM波波FMAM波波包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)相位鑒頻器（相位鑒

23、頻器，相位鑒頻器（相位鑒頻器，phaseshift discrimination） 功能：功能：FM波波PFFM波波相位檢波相位檢波輸出調(diào)制信號(hào)輸出調(diào)制信號(hào)比率鑒頻器（比率鑒頻器（ratio discrimination）：在相位鑒頻器的基礎(chǔ)上適當(dāng)改進(jìn)，）：在相位鑒頻器的基礎(chǔ)上適當(dāng)改進(jìn)，具有一定的限幅作用，可省去限幅器具有一定的限幅作用，可省去限幅器正交鑒頻器（正交鑒頻器（guadrature discrimination）：利用相乘器實(shí)現(xiàn)頻率解調(diào)。）：利用相乘器實(shí)現(xiàn)頻率解調(diào)。二二 鑒頻特性：鑒頻特性： 鑒頻特性可以由鑒頻特性可以由鑒頻特性曲線鑒頻特性曲線來全面描述。來全面描述。 87調(diào)頻信號(hào)

24、的解調(diào)（調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)（FMdemoludation）鑒頻特性曲線：鑒頻特性曲線：反映了鑒頻器輸出電壓反映了鑒頻器輸出電壓 與輸入信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓 的頻的頻偏偏之間的關(guān)系曲線。之間的關(guān)系曲線。ov)t(vFMf 一一 概述概述 鑒頻器鑒頻器)t (vvo ）或或 (f)t(vFMB max)t (vvo f )()()(ttvktofo 或：或： )()(2)(tfftvkftfofo 表明：表明：要實(shí)現(xiàn)無失真鑒頻，要求鑒頻器的輸出電壓要實(shí)現(xiàn)無失真鑒頻，要求鑒頻器的輸出電壓 與頻偏與頻偏 成線性關(guān)系，上圖為典型鑒頻特性曲線。成線性關(guān)系，上圖為典型鑒頻特性曲線。 )()(tvtvo )(t

25、f （1）定義：鑒頻跨導(dǎo)）定義：鑒頻跨導(dǎo) 表明了鑒頻特性曲線在原點(diǎn)（表明了鑒頻特性曲線在原點(diǎn)（）處的斜率，反映了鑒頻靈敏度。）處的斜率，反映了鑒頻靈敏度。顯然希望顯然希望SD值應(yīng)盡可能的大值應(yīng)盡可能的大。 0| foDfddvS0 f由調(diào)頻信號(hào)的特征：由調(diào)頻信號(hào)的特征：)(2)(tvktff 所以：所以：對鑒頻特性曲線的主要要求：對鑒頻特性曲線的主要要求：（2）鑒頻器的峰值頻帶寬度）鑒頻器的峰值頻帶寬度B max ，要求要求B max 應(yīng)大于輸入應(yīng)大于輸入FM波最大頻偏波最大頻偏擺動(dòng)范圍擺動(dòng)范圍。 mf 2f fo鑒頻特性曲線：鑒頻特性曲線：鑒相器是用來比較兩個(gè)鑒相器是用來比較兩個(gè)同頻輸入電壓

26、同頻輸入電壓 和和 的相位，而輸出電壓的相位，而輸出電壓是兩個(gè)輸入電壓相位差的函數(shù)，是兩個(gè)輸入電壓相位差的函數(shù)， )t (v1)t (v2)t(v0即即)()()(21ttftvo )t(vO當(dāng)當(dāng)線性鑒相的情況下，輸出電壓線性鑒相的情況下，輸出電壓 與與兩個(gè)輸入電壓的瞬時(shí)相位差成正比。兩個(gè)輸入電壓的瞬時(shí)相位差成正比。 鑒相器鑒相器)t()t(v11 )t()t(v22 )(tvo 鑒相器可實(shí)現(xiàn)鑒相器可實(shí)現(xiàn)PM信號(hào)的解調(diào)，但信號(hào)的解調(diào)，但也廣泛用于解調(diào)也廣泛用于解調(diào)FM信號(hào)信號(hào)，以及，以及鎖相鎖相技術(shù)及頻率合成技術(shù)技術(shù)及頻率合成技術(shù)中。如在以后介紹的中。如在以后介紹的相移鑒頻器相移鑒頻器和和正交

27、鑒頻器正交鑒頻器都有具都有具體應(yīng)用。體應(yīng)用。 鑒相器的實(shí)現(xiàn)方法：鑒相器的實(shí)現(xiàn)方法： 乘積型鑒相器乘積型鑒相器 疊加型鑒相器疊加型鑒相器三三 相位檢波器（鑒相器相位檢波器（鑒相器phase detector）)(: )(11tvt )(: )(22tvt 其中：其中：的瞬時(shí)相位。的瞬時(shí)相位。的瞬時(shí)相位。的瞬時(shí)相位。)()()(21ttktvo 即即2) t (t2cos)2) t (cos(VkV212tcosV)t (tcoskV) t (v) t (kv) t (vorsorosrs,o 則相乘器的輸出信號(hào)則相乘器的輸出信號(hào) 為：為：)t (vo1 乘積型鑒相器（乘積型鑒相器（product

28、 phase detector）下圖為乘積型鑒相器的組成框圖。下圖為乘積型鑒相器的組成框圖。 設(shè)：鑒相器輸入設(shè)：鑒相器輸入PM信號(hào)。信號(hào)。 )(cos)(ttVtvoss 即：即：)()(tvktP 而而)t (vr)t(vs而另一輸入信號(hào)而另一輸入信號(hào) 為為 的的同頻正交載波同頻正交載波。)2tcos(V)t (vorr 即：即：其中其中k為相乘器的乘積因子。為相乘器的乘積因子。經(jīng)低通濾波器后，輸出電壓經(jīng)低通濾波器后，輸出電壓為：為：)(tvo)(sin212)(cos21)(tVkVtVkVtvrsrso 可見：乘積型鑒相器具有可見：乘積型鑒相器具有正弦形鑒相特性正弦形鑒相特性相乘器相乘器

29、低通濾波器低通濾波器)t(vr) t (vs)t (v,0) t (v012|)t(| )()(sintt 另外，如果滿足另外，如果滿足 ，則有，則有 。)t(vK)t(vkVKV21)t(VkV21)t(vPPrsrso 所以所以-) t (vo)t ( )(tvo)(t 即輸出電壓即輸出電壓 與與 成線性關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)線性鑒相。成線性關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)線性鑒相。 注意：注意：乘積型鑒相器在電路結(jié)構(gòu)上與同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)相信步檢波器是相同的，即只要輸入調(diào)相信號(hào)號(hào) 與與 的載波正交，同步檢的載波正交，同步檢波器就變成了乘積型鑒相器。波器就變成了乘積型鑒相器。

30、) t (vs) t (vr)t (vo)t (vo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(jìn)行分析：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(jìn)行分析： 2疊加型鑒相器（疊加型鑒相器（superposition phase detector）相加器相加器包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器相加器相加器相加器相加器 包絡(luò)包絡(luò)檢波器檢波器 包絡(luò)包絡(luò)檢波器檢波器相加器相加器)t(vr)t (vs ) t (vs ) t (vr)t (v1d)t (v2d)(tvs)t(tsinV)t(voss )t(vk)t(p )t (vs設(shè)輸入調(diào)相波設(shè)輸入調(diào)相波 為：為：2sin)( tVtvorr而同頻正交載波信號(hào)為：而同頻正交載波信號(hào)為： )()()()(21tvtvvtvtvvsdsrd 則：則：利用矢量圖可得合成電壓振幅利用矢量圖可得合成電壓振幅) t (vs ) t ( vs ) t (vr) t (v1d) t (v2d )t (vo)(tvs)t (v1d) t (v2d)t