频率调制与解调.3

1、7.3.1 概述概述鉴频鉴频 ( 调频信号的解调）调频信号的解调）就是从调频波就是从调频波u FM（t）中恢复出原调制信号的过程）中恢复出原调制信号的过程 鉴频器鉴频器完成频率检波过程的电路完成频率检波过程的电路7.3 7.3 调频波解调电路调频波解调电路一、鉴频器的分类：一、鉴频器的分类：（1）振幅鉴频器：）振幅鉴频器：（2）相位鉴频器：）相位鉴频器：uFM uFMAMu(t)(t)频频 幅变幅变换网络换网络包络检波器包络检波器uFMuFMPM频频 相变相变换网络换网络uo(t(t) )相位检波器相位检波器（3）比例鉴频器：）比例鉴频器： 具有自限幅能力的相位鉴频器具有自限幅能力的相位鉴频器

2、（4）正交鉴频器：）正交鉴频器：（6）锁相环鉴频器）锁相环鉴频器调频负反馈鉴频器调频负反馈鉴频器门限电平门限电平0db左右左右uFM uFM 与与 uFM相乘相乘u0(t) u (t)(t) 移相网络移相网络LPF（5）脉冲计数式鉴频器：）脉冲计数式鉴频器：限幅限幅微分微分单稳单稳LPFuFM u (t)(t) 二、对鉴频器的要求二、对鉴频器的要求鉴频器特性曲线：鉴频器特性曲线：鉴频器的输出电压鉴频器的输出电压U0与输入与输入FM信号的频偏信号的频偏（或瞬时频率（或瞬时频率f）之间的关系曲线。）之间的关系曲线。U0ffffm mBMAX（1）鉴频跨导大，即鉴频灵敏度高。）鉴频跨导大，即鉴频灵敏

3、度高。(V/Hz)|fddUS0f0DSD为特性曲线在原点为特性曲线在原点f=0f=0处的斜率处的斜率SD大大意味着每单位频偏所产生的输出电压大。意味着每单位频偏所产生的输出电压大。（2）鉴频器的峰值频带宽度）鉴频器的峰值频带宽度BMAX2f2fMAXMAX2f2f（3）鉴频器的）鉴频器的一、直接微分法鉴频一、直接微分法鉴频uFM微分网络微分网络u1包络检波器包络检波器u0)(cos0dfktAutfcFM)(sin)()(sin)(001dfkttAdfkttfkAdtduutfctfcfcFMUUtfAkAtAufc00)()(7.3.2 振幅鉴频电路振幅鉴频电路二、失谐回路斜率鉴频器二、

4、失谐回路斜率鉴频器并联振荡回路并联振荡回路+包络检波包络检波2、频、频幅变换原理图幅变换原理图工作区（线性区）tU1f0U1tfcf0ffm线性斜边3、波形图、波形图缺点：缺点：幅频特性的非线性即解调后失真较大幅频特性的非线性即解调后失真较大 特点：特点： 鉴频范围较宽，失真较小；电路较复杂，难调整。鉴频范围较宽，失真较小；电路较复杂，难调整。三、双失谐回路斜率鉴频器（三、双失谐回路斜率鉴频器（平衡斜率鉴频器平衡斜率鉴频器）四、集成斜率鉴频器四、集成斜率鉴频器11121121,1()LCL CC一、电路及其基本原理一、电路及其基本原理特点：特点：1. L1C1、 L2C2回路谐振回路谐振 于于

5、FM信号的信号的fc，2. Cc为耦合电容，为耦合电容，3. Lc为高频扼流圈，对为高频扼流圈，对 高频开路，可等效为高频开路，可等效为 一个信号源。一个信号源。4. L2为中心抽头，两检为中心抽头，两检 波电路对称。波电路对称。7.3.3 互感耦合叠加型相位鉴频电路互感耦合叠加型相位鉴频电路基本思路：基本思路：2UUU211D 2UUU212D （1）21,DDUU为为AM-FM波波（2）检波得检波得|21DdDdUkUk（3）|210DdDdUkUkU二、工作原理二、工作原理1、频率、频率相位变换：相位变换：由互感耦合器完成由互感耦合器完成 互感耦合回路工作条件：互感耦合回路工作条件：（1

6、）（2）（3）初、次级回路谐振频率相等（即初、次级回路谐振频率相等（即初、次级回路都是高初、次级回路都是高Q回路；回路；回路间的耦合回路间的耦合M很小。很小。)CL2122 11CL21 L1中的电流中的电流I1为：为：11.f111.1LjUZLjrUI M很小Zf忽略高QrL1 /21I滞后滞后1U在次级回路产生的感应电势为：在次级回路产生的感应电势为：12ULME 2E与与1U同相同相由由E2推动的次级回路电流推动的次级回路电流I2为为)C1L( jrEI22222 I2流经流经C2，在，在C2上生成的电压上生成的电压U2为：为：2221ICjU2U滞后滞后2I /222121eUAU经

7、过互感耦合电路后：经过互感耦合电路后：产生一个产生一个/2的固定相移！的固定相移！（1）当当FM波的瞬时频率波的瞬时频率f=fc=f0时，次级回路谐振时，次级回路谐振，2I与与2E同相，即与同相，即与1U同相，故同相，故2U超前超前1U2（2）当当FM波的瞬时频率波的瞬时频率f fc=f0时，次级感性失谐时，次级感性失谐，2I滞后滞后2E相角相角，即滞后，即滞后1U /2，故，故2U超前超前1U2 （3）当当FM波的瞬时频率波的瞬时频率f fc=f0时，次级容性失谐时，次级容性失谐，2I超前超前2E相角相角，即超前，即超前1U fc=f0, |U| ,|U| ,f|;U|U|2D1D2D1D（

8、3）、）、ff0.1U.2U21 .2U212DU1DU.1Ua、f=f0.2U21 .2U212DU1DU3、平衡式差动检波器的输出、平衡式差动检波器的输出设包络检波器的电压传输系数分别为设包络检波器的电压传输系数分别为kd1、kd2，且且kd1=kd2=kd，则则|U|kU1Dd01 |U|kU2Dd02 有有|)|(|2102010DDdUUkUUU （1）、）、f=fC=f0，U0=0（2）、）、ffC, U00（3）、）、ffc, U0fffc c 时时 ffffc c 时时; 0U, 1u/u),ii ( |U|U|02C1C212D1D ; 0U, 1u/u),ii ( |U|U

9、|02C1C212D1D . 0U, 1u/u),ii ( |U|U|02C1C212D1D 三、自限幅原理三、自限幅原理2、当、当U1 iD1，iD2C很大大部分电流流入大部分电流流入C，U0uC1，uC2)(21RRC大，故大，故E0因瞬态观点瞬态观点:稳态观点稳态观点:uC1= =，uC2= =uC1/uC2U01、若、若f，|U1|K ，Ri E0不变不变鉴频特性曲线鉴频特性曲线fCuf7.3.6 正交鉴频器正交鉴频器112221212( )cos(sin);( )cos(sincos) ;2sin(sincos)2sin(cos)sin(2sincos)2sin(mmcmmcmmmcmmmmomcmAVAVmv tVttv tVttktVttktV VvvvktttktvVk 单音频 调制的已调波经过移相器频相转换cos)sin( )mAVmtVkt具有正弦形的鉴频特性具有正弦形的鉴频特性voVAV90oC固定相移固定相移 脉冲计数式鉴频器的基本原理是利用脉宽固定的脉脉宽固定的脉冲