高頻電子線路_第八章

1、12 38.1 概述tV000cosvtVcosvtV000cosvtVcosv 0D D m 0+D D mAMFM458.1 概述鑒頻器的指標(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68.2.1 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)相波的數(shù)學(xué)表示式調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式8.2.3 調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶帶 寬度寬度7 )(t受到調(diào)制而載波振幅受到調(diào)制而載波振幅)(coscmctUu (6-1-1) c )(cos)cos(cm0ccmctUtUu(6

2、-1-2) 001c1c28高頻振蕩電壓在未調(diào)制時(shí)瞬時(shí)相角為高頻振蕩電壓在未調(diào)制時(shí)瞬時(shí)相角為 0c)(tt (6-1-3) )(t當(dāng)高頻載波的瞬時(shí)頻率當(dāng)高頻載波的瞬時(shí)頻率或瞬時(shí)相位或瞬時(shí)相位受到低頻信號(hào)調(diào)制時(shí)受到低頻信號(hào)調(diào)制時(shí), 隨時(shí)間的變化也不再是常數(shù)。隨時(shí)間的變化也不再是常數(shù)。相角相角)(t與角頻率的關(guān)系可表示為與角頻率的關(guān)系可表示為 dttdt)()(6-1-4) 00)()(tdt(6-1-5) )(t)(t)(t)(t可見，瞬時(shí)頻率可見，瞬時(shí)頻率等于瞬時(shí)相角等于瞬時(shí)相角對(duì)時(shí)間的微分；對(duì)時(shí)間的微分；等于瞬時(shí)頻率等于瞬時(shí)頻率對(duì)時(shí)間的積分與初始對(duì)時(shí)間的積分與初始瞬時(shí)相角瞬時(shí)相角相位之和。相

3、位之和。 這是角度調(diào)制中的兩個(gè)基本關(guān)系。這是角度調(diào)制中的兩個(gè)基本關(guān)系。 98.2.1 瞬時(shí)頻率與瞬時(shí)相位108.2.2 調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式調(diào)頻調(diào)頻(FM):載波的瞬時(shí)頻率與載波的瞬時(shí)頻率與調(diào)制信號(hào)的強(qiáng)度成線性變調(diào)制信號(hào)的強(qiáng)度成線性變化，幅度不變?；?，幅度不變。)()(0tktvf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) 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，叫瞬時(shí)頻率偏移，簡稱頻率偏移或頻移。的偏移，叫瞬時(shí)頻率偏移，簡稱頻率偏移或頻移?？杀硎緸榭杀硎緸?()(tktDvf最大頻移，即頻偏，表示為

4、最大頻移，即頻偏，表示為max)(tkDvf)cos()(000tVtv瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率000)()(ttkttdfv000)(dttkttvf瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位相移相移；ttkttdffD0)()(vmax0)(ttktdffDvfm調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)118.2.2 調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式調(diào)相調(diào)相 (PM):載波的瞬時(shí)載波的瞬時(shí)相位與調(diào)制信號(hào)的強(qiáng)相位與調(diào)制信號(hào)的強(qiáng)度成線性變化，幅度度成線性變化，幅度不變。不變。00)()(tkttvp)()(00tktttvpdd 0 0t 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+

5、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?？杀砜杀硎緸槭緸?()(tktDvp最大相移，即相偏，表示為最大相移，即相偏，表示為max)(tkDvp)(0ttkvddp瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率頻偏頻偏max)()(ttktDvddpppm調(diào)制指數(shù)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()(000tVtv128.2.2 調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式數(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)相位最大頻偏最大頻偏調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)FM波波PM波波ttkddp)(0vtttKt0

6、0)( dfvmax)(ttKddpmDvmax0)(ttKmtdppvmax)(tKmvpp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V0cos 0(t)(cos00tKtVvp)(0tKtvpmax)(tKDvpm)(f0tKtv138.2.2 調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式成反比！與DVktvkfffmax)(以單音調(diào)制波為例以單音調(diào)制波為例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(000tmtVfVkmffDf無關(guān)！與（

7、公式8.2.4）（公式8.2.6）公式（8.2.7）148.2.2 調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式無關(guān)！與DVkpp成正比！與調(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))coscos()(000tVktVtap)coscos(000tmtVpppVkm DpDm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)(vppVkm 158.2.2 調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式以單音調(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

8、時(shí)相位VkmffDftVktsin)(0p瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率00cos)(tVkttp瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位VkmppDpDm168.2.2 調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式m pmmm f調(diào)頻調(diào)頻調(diào)相調(diào)相 可以看出調(diào)相制的信號(hào)帶寬隨調(diào)制信號(hào)頻率的升高而增可以看出調(diào)相制的信號(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，有時(shí)把調(diào)頻制叫做恒定帶寬調(diào)制。加，而調(diào)頻波則不變，有時(shí)把調(diào)頻制叫做恒定帶寬調(diào)制。VkmffDfVkmppDp178.2.3 調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度 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

9、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(cos000tmttmtVff其中其中tnmJmJtmn2cos)(2)()sincos(120fnfftnmJtmn) 12sin()(2)sinsin(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)(v188.2.3 調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度一、頻譜一、

10、頻譜) 12sin()(2sin2cos)(2)()(01201200tnmJttnmJmJVtannfnfnfsin) 12sin()(2cos2cos)(2cos)(002012000ttnmJttnmJtmJVnnf1nfnf)12(cos)12(cos)()2cos()2cos()(cos)(0001200012000tntnmJVtntnmJtmJVnnfnfnf198.2.3 調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度20調(diào)頻波頻譜 圖6-1-3 單頻調(diào)制不變)(時(shí)調(diào)頻波頻譜218.2.3 調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度一、頻譜一、頻

11、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。其中，奇次的上、下邊帶分量振各階貝塞爾函數(shù)值所確定。其中，奇次的上、下邊帶分量振幅相等、極性相反；偶次的振幅相等、極性相同。幅相等、極性相反；偶次的振幅相等、極性相同。 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。這越大，具有較大振幅的邊頻分量就越多。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)制與調(diào)幅波不同，在單頻信號(hào)調(diào)幅的情

12、況下，邊頻數(shù)目與調(diào)制指數(shù)無關(guān)。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。 4) 值得注意的是有些邊頻分量的幅度可能超過載頻分量的幅度。值得注意的是有些邊頻分量的幅度可能超過載頻分量的幅度。 這是調(diào)頻波頻譜的一個(gè)重要特點(diǎn)。這是調(diào)頻波頻譜的一個(gè)重要特點(diǎn)。 228.2.3 調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度 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，調(diào)頻波的平均為何值，調(diào)頻波的平均功率恒為定值，并且等于未

13、調(diào)制時(shí)的載波功率。功率恒為定值，并且等于未調(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)引起載波分量和各邊帶分量之間功率的重新分配，但僅會(huì)引起載波分量和各邊帶分量之間功率的重新分配，但不會(huì)引起總功率的改變。不會(huì)引起總功率的改變。 5) 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)(2122020nmJmJRVRV220238.

14、2.3 調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度 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。

15、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：FmBW) 1(2f248.2.3 調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度在實(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為為最最大大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)

16、系?？偟囊?guī)律是：調(diào)制指數(shù)越大，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，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。這是它們共同的性質(zhì)。是如此。這是它們共同的性質(zhì)。 但是，由于調(diào)頻制與調(diào)相制和調(diào)制頻率但是，由于調(diào)頻制與調(diào)相制和調(diào)制頻率F的關(guān)系不同，僅的關(guān)系不同，僅當(dāng)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。258.2.3 調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度調(diào)頻調(diào)頻調(diào)相調(diào)相VkmffDfVkmppDp 對(duì)于調(diào)頻制，僅當(dāng)對(duì)于調(diào)頻制，僅當(dāng)F變化時(shí)，在常用的寬帶

17、調(diào)頻制中，頻變化時(shí)，在常用的寬帶調(diào)頻制中，頻率分量隨率分量隨mf變化而變化，但同時(shí)帶寬基本恒定。因此又把調(diào)變化而變化，但同時(shí)帶寬基本恒定。因此又把調(diào)頻叫做恒定帶寬調(diào)制。頻叫做恒定帶寬調(diào)制。 對(duì)于調(diào)相制，僅當(dāng)對(duì)于調(diào)相制，僅當(dāng)F變化時(shí)，頻率分量不變，但帶寬變變化時(shí)，頻率分量不變，但帶寬變化。特別是化。特別是F增加時(shí)，帶寬增加。對(duì)于增加時(shí)，帶寬增加。對(duì)于Fmin Fmax而言，而言， Fmax決定總的帶寬，低端頻率分量的頻譜利用率不高決定總的帶寬，低端頻率分量的頻譜利用率不高 。因此，。因此，模擬通信系統(tǒng)中調(diào)頻制要比調(diào)相制應(yīng)用得廣泛。模擬通信系統(tǒng)中調(diào)頻制要比調(diào)相制應(yīng)用得廣泛。268.2.3 調(diào)頻波和

18、調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度 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)(22110221100tmtmttmtmtVtaffff以雙頻信號(hào)為例以雙頻信號(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，

19、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。278.3 調(diào)頻方法概述8.3.1 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288.3 調(diào)頻方法概述產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的電路叫調(diào)頻器。產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的電路叫調(diào)頻器。調(diào)頻器的四個(gè)要求：調(diào)頻器的四個(gè)要求：已調(diào)波的瞬時(shí)頻率與調(diào)制信號(hào)成比例地變化；已調(diào)波的瞬時(shí)頻率與調(diào)制信號(hào)成比例地變化；基本要求基本要求未調(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)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)用場合不同而有不同的要求）；定度（視應(yīng)用場合不同而有不同的要求）；最大頻移與調(diào)制頻率無關(guān)；最大頻移與調(diào)制頻率無關(guān)；無寄生調(diào)幅或

20、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)頻率第一類是用調(diào)制信號(hào)直接控制載波的瞬時(shí)頻率直直接調(diào)頻。第二類是由調(diào)相變調(diào)頻接調(diào)頻。第二類是由調(diào)相變調(diào)頻間接調(diào)頻。間接調(diào)頻。298.3.1 直接調(diào)頻原理 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。因此，凡是能直接影響載波變載波振蕩的瞬時(shí)頻率。因此，凡是能直接影響載波振蕩瞬時(shí)頻率的元件或參數(shù)，只要能夠用調(diào)制信號(hào)去振蕩瞬時(shí)頻率的元件或參數(shù)，只要能夠用調(diào)制信號(hào)去控制

21、它們，并從而使載波振蕩瞬時(shí)頻率按調(diào)制信號(hào)變控制它們，并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，都可以完成直接調(diào)頻的任務(wù)。化規(guī)律線性地改變，都可以完成直接調(diào)頻的任務(wù)。 如果載波由如果載波由LC自激振蕩器產(chǎn)生，則振蕩頻率主自激振蕩器產(chǎn)生，則振蕩頻率主要由諧振回路的電感元件和電容元件所決定。因此，要由諧振回路的電感元件和電容元件所決定。因此，只要能用調(diào)制信號(hào)去控制回路的電感或電容，就能只要能用調(diào)制信號(hào)去控制回路的電感或電容，就能達(dá)到控制振蕩頻率的目的。達(dá)到控制振蕩頻率的目的。308.3.1 直接調(diào)頻原理 變?nèi)荻O管或反向偏置的半導(dǎo)體變?nèi)荻O管或反向偏置的半導(dǎo)體PN結(jié)，可結(jié)，可以作為電壓控

22、制可變電容元件。具有鐵氧以作為電壓控制可變電容元件。具有鐵氧體磁芯的電感線圈，可以作為電流控制可體磁芯的電感線圈，可以作為電流控制可變電感元件。變電感元件。 方法是在磁芯上繞一個(gè)附加的線圈，當(dāng)這方法是在磁芯上繞一個(gè)附加的線圈，當(dāng)這個(gè)線圈中的電流改變時(shí)，它所產(chǎn)生的磁場個(gè)線圈中的電流改變時(shí)，它所產(chǎn)生的磁場隨之改變，引起磁芯的磁導(dǎo)率改變（當(dāng)工隨之改變，引起磁芯的磁導(dǎo)率改變（當(dāng)工作在磁飽和狀態(tài)時(shí)），因而使主線圈的電作在磁飽和狀態(tài)時(shí)），因而使主線圈的電感量改變，于是振蕩頻率隨之產(chǎn)生變化。感量改變，于是振蕩頻率隨之產(chǎn)生變化。318.3.2 間接調(diào)頻原理瞬時(shí)頻率瞬時(shí)頻率)(t瞬時(shí)相位瞬時(shí)相位)(t00)(t

23、ttd)(ttddtttkt0)()(dfDv)(cos)(000ttktAtatdpv328.4 變?nèi)荻O管調(diào)頻8.4.1 基本原理基本原理8.4.2 電路分析電路分析338.4 變?nèi)荻O管調(diào)頻主要優(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。348.4.1 基本原理 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)電容

24、隨反向電壓結(jié)的結(jié)電容隨反向電壓變化這一特性而制成的一種半導(dǎo)體二極管。結(jié)電容變化這一特性而制成的一種半導(dǎo)體二極管。結(jié)電容C Cj j與反與反向電壓向電壓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。結(jié)勢壘電位。 ：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，經(jīng)特殊工藝制成的超突變結(jié)電容突變結(jié)電容=15358.4.1 基本原理 tmCtmVVCtVVVVVVCVtVVCVtVVCCj

25、Qcos1cos11cos1cos1)cos(1D000DD0D0D00D00jC 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。 368.4.2 電路分析 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)起到隔直流回路之間的耦合電容，同時(shí)起到隔直流的作用；的作用；C為對(duì)直流電壓的旁路電容；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)莨艿目刂齐娮屨{(diào)制信號(hào)通過。它的作用都是將振蕩回路和變?nèi)莨艿目刂齐娐犯綦x防止它們之間的相互影響。路隔離防止它們之間的

26、相互影響。 因此，等效的振蕩回路可畫成因此，等效的振蕩回路可畫成右圖，主體是右圖，主體是LC互感耦合正弦振蕩互感耦合正弦振蕩電路。電路。378.4.2 電路分析jcjcCCCCCC1電路總的電容：蕩頻率的影響。減小溫度、電壓對(duì)振是溫度、電壓等的函數(shù)號(hào)失真。減小了中心頻率和信在回路電容中的比重減小了jjCC. 2. 1由上可得，部分接入可提高中心頻率的穩(wěn)定度由上可得，部分接入可提高中心頻率的穩(wěn)定度!38),()1 ()(2002mCCCCCCtCccD表示振蕩回路電容的變化表示振蕩回路電容的變化量與調(diào)制信號(hào)的近似關(guān)系。量與調(diào)制信號(hào)的近似關(guān)系。當(dāng)頻偏很小時(shí)，當(dāng)頻偏很小時(shí)，),(2)(0200mCC

27、CCCffccD瞬時(shí)頻率的變化：瞬時(shí)頻率的變化：cos2coscos)(32100tAtAtAAKftfD1)與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系的成分，其最大頻偏為：與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系的成分，其最大頻偏為：101AKff D2)與調(diào)制信號(hào)的二次、三次諧波成線性關(guān)系的成分，與調(diào)制信號(hào)的二次、三次諧波成線性關(guān)系的成分，其最大頻偏為其最大頻偏為：202AKffD303AKff D3)中心頻率相對(duì)于未調(diào)制時(shí)的載波頻率產(chǎn)生的偏移為：中心頻率相對(duì)于未調(diào)制時(shí)的載波頻率產(chǎn)生的偏移為：000AKff DCCffDD210表示振蕩回路電容的變化表示振蕩回路電容的變化量與量與振蕩頻率的關(guān)系振蕩頻率的關(guān)系。398.4.2 電路分

28、析舉例：舉例：408.5 晶體振蕩器直接調(diào)頻 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。變?nèi)荻O管接入振蕩回路有兩種方式。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)

29、，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。因而用得比較廣泛的還是變號(hào)中心頻率的穩(wěn)定度。因而用得比較廣泛的還是變?nèi)莨芘c石英晶體相串聯(lián)的方式。容管與石英晶體相串聯(lián)的方式。418.5 晶體振蕩器直接調(diào)頻428.5 晶體振蕩器直接調(diào)頻438.5 晶體振蕩器直接調(diào)頻應(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448.6 間接調(diào)頻：由調(diào)相實(shí)現(xiàn)調(diào)頻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)458.6 間接調(diào)頻：由調(diào)相實(shí)現(xiàn)

30、調(diào)頻高穩(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 采用高穩(wěn)定度的晶體振蕩器作為主振級(jí)，然后再對(duì)這個(gè)采用高穩(wěn)定度的晶體振蕩器作為主振級(jí)，然后再對(duì)這個(gè)穩(wěn)定的載頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)相，這樣一來就可得到中心頻率穩(wěn)定穩(wěn)定的載頻信號(hào)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)。度高的調(diào)頻信號(hào)。468.6.1 調(diào)相的方法 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)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)

31、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(0ffQD478.6.1 調(diào)相的方法（1）利用諧振回路調(diào)相）利用諧振回路調(diào)相)2arctan(0ffQD6ff0602DQ一般當(dāng)一般當(dāng) 時(shí)，則有：時(shí)，則有：)()(tfVktvkCccD因?yàn)?0DCC當(dāng)0021CCDD有代入上式：)(0tfCVQkc 上式表明，在滿足上式表明，在滿足 與與 兩個(gè)條件時(shí)，附加相移兩個(gè)條件時(shí)，附加相移 與調(diào)制信號(hào)與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系。成線性關(guān)系。48

32、8.6.1 調(diào)相的方法（2）利用移相網(wǎng)絡(luò)調(diào)相）利用移相網(wǎng)絡(luò)調(diào)相iViViV2498.6.1 調(diào)相的方法iiiABVVVV2iRVVV0CRVVRC01arctan2arctan2 當(dāng)6CR02即， 與C或R均成反比例關(guān)系若調(diào)制信號(hào)電壓與C或R也成反比例關(guān)系，則 與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，能夠?qū)崿F(xiàn)線性調(diào)相。 508.6.1 調(diào)相的方法5110.6.1 調(diào)相的方法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|)(|ptAvttAAtAta0000sin)(cos)(pvtA00costtAA00sin)(pv為一調(diào)相調(diào)幅波

33、為一調(diào)相調(diào)幅波C528.6.1 調(diào)相的方法538.6.1 調(diào)相的方法548.6.1 調(diào)相的方法3）脈沖調(diào)相脈沖調(diào)相558.6.2 間接調(diào)頻的實(shí)現(xiàn)568.8 相位鑒頻器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)的選擇578.8.1 相位鑒頻器的工作原理相位鑒頻器的工作原理1212121VVVVVabacD1212221VVVVVabbcD12222122211222222)()(VjXRXLMjXXjRLMVjXRZZZsVVCCLCLCCab次級(jí)回路的等效電路因1121LjVI1IMjVS121VLMVS得21222112221jCCabeVRXLMVRXLMjV當(dāng)回路諧振時(shí)02X12VabV比超前/258下面分析次級(jí)回路電壓 與初級(jí)回路電壓 之間的相位關(guān)系12VabV)(21DDdbaVVkV輸出電壓 反映了輸入信號(hào)瞬時(shí)頻率的頻偏 。baVfD 而 與調(diào)制信號(hào)成正比。即實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻波的解調(diào)。fD598.9 比例鑒頻器 以上分析時(shí)假定理想調(diào)頻波，即輸入信號(hào)以上分析時(shí)假定理想調(diào)頻波，即輸入信號(hào)V12振幅恒定。振幅恒定。 能否對(duì)相位鑒頻器的電路作某些改動(dòng)來獲得一定的限幅能否對(duì)相位鑒頻器的電路作某些改動(dòng)來獲得一定的限幅作用，以省掉限幅器呢作用，以省掉限幅器呢? 實(shí)際中