频率调制与解调-3

1、第7章 频率调制与解调 第第7 7章章 频率调制与解调频率调制与解调 7.1 调频信号分析调频信号分析 7.2 调频器与调频方法调频器与调频方法7.3 调频电路调频电路7.4 鉴频器与鉴频方法鉴频器与鉴频方法 7.5 鉴频电路鉴频电路 7.6 调频收发信机及特殊电路调频收发信机及特殊电路7.7 调频多重广播调频多重广播第7章 频率调制与解调 7.4 7.4 鉴频器与鉴频方法鉴频器与鉴频方法 7.4.1 鉴频器鉴频器 角调波的解调就是从角调波中角调波的解调就是从角调波中恢复出原调制恢复出原调制信号的过程。信号的过程。 调频波的解调电路称为频率检波器或调频波的解调电路称为频率检波器或鉴频器鉴频器（

2、FD）, 调相波的解调电路称为相位检波器或调相波的解调电路称为相位检波器或鉴相器鉴相器（PD）。）。 与调幅接收机一样，调频接收机的组成也采用与调幅接收机一样，调频接收机的组成也采用超外差式超外差式。 限幅与鉴频一般是连用的，统称为限幅与鉴频一般是连用的，统称为限幅鉴频器限幅鉴频器。第7章 频率调制与解调 图728 鉴频器及鉴频特性 变换器fuofBuomaxuofcfAf(a)(b)第7章 频率调制与解调 鉴频器的主要性能指标鉴频器的主要性能指标鉴频器中心频率鉴频器中心频率f0 : 对应于鉴频特性曲线对应于鉴频特性曲线原点处的频率原点处的频率;鉴频带宽鉴频带宽Bm: 能够不失真地解调所允许的

3、输人信号频率能够不失真地解调所允许的输人信号频率变化的最大范围变化的最大范围;线性度线性度:为了实现线性鉴频，鉴频特性曲线在鉴频带宽内为了实现线性鉴频，鉴频特性曲线在鉴频带宽内必须呈线性必须呈线性.鉴频跨导鉴频跨导(鉴频灵敏度鉴频灵敏度) D:鉴频特性在载频处的斜率鉴频特性在载频处的斜率, 表表示是单位频偏所能产生的解调输出电压。示是单位频偏所能产生的解调输出电压。0cooDfffduduSdfd f （738） 第7章 频率调制与解调 7.4.2 鉴频方法鉴频方法 鉴频器工作原理是将输入调频波通过鉴频器工作原理是将输入调频波通过变换电路变换电路(通常为线性网络通常为线性网络)进行特定的进行特

4、定的波形变换波形变换，使变换，使变换后的波形包含反映瞬时频率变化的平均分量，然后的波形包含反映瞬时频率变化的平均分量，然后通过低通后通过低通滤波器滤波器取出所需解调电压。取出所需解调电压。 鉴频方法可归纳为鉴频方法可归纳为振幅鉴频法振幅鉴频法、相位鉴频相位鉴频法两种法两种第7章 频率调制与解调 1.振幅鉴频法振幅鉴频法 调频波调频波振幅恒定振幅恒定,故无法直接用包络检波器解调。故无法直接用包络检波器解调。 二极管峰值包络检波器二极管峰值包络检波器线路简单、性能好线路简单、性能好,能否把包络能否把包络检波器用于调频解调器中呢？检波器用于调频解调器中呢？ 显然显然,若能将等幅的调频信号变换成振幅也

5、随瞬时频率若能将等幅的调频信号变换成振幅也随瞬时频率变化、既调频又调幅的变化、既调频又调幅的FMAM波波,就可以通过包络检就可以通过包络检波器解调此调频信号。波器解调此调频信号。 用此原理构成的鉴频器称为用此原理构成的鉴频器称为振幅鉴频器振幅鉴频器。第7章 频率调制与解调 (a)振幅鉴频器框图；(b)变换电路特性 图729 振幅鉴频器原理 uFM变换电路包络检波uuo(b)0uc(a)第7章 频率调制与解调 1）直接时域微分法）直接时域微分法 设调制信号为设调制信号为u=f(t),调频波为调频波为00( )cos( )sin( )(tFFMMfftcccfutudk f tutUtkfdtfd

6、tUk对此式直接微分可得对此式直接微分可得 第7章 频率调制与解调 图730 微分鉴频原理uFM包络检波uuoddt第7章 频率调制与解调 图731 微分鉴频电路 ui(t)EcCuc(t)ii(t)RCcEcRoCouo第7章 频率调制与解调 2）斜率鉴频法）斜率鉴频法 单回路斜率鉴频器单回路斜率鉴频器 单调谐电路完成鉴频，回路的谐振频率高于单调谐电路完成鉴频，回路的谐振频率高于FM波的载频，并尽量波的载频，并尽量利用幅频特性的倾斜部分利用幅频特性的倾斜部分。 这种利用调谐问路幅频特性倾斜部分对这种利用调谐问路幅频特性倾斜部分对FM波解波解调的方法称为调的方法称为斜率鉴频斜率鉴频。由于在斜率

7、鉴频电路中，。由于在斜率鉴频电路中，利用的是调谐回路的失利用的是调谐回路的失(离离)谐状态，因此又称谐状态，因此又称失失谐回路法。谐回路法。第7章 频率调制与解调 图732 单回路斜率鉴频器uFMuiUouFMtuit0Uot00(a)Ui0工作区(线性区)fcf0fUitf (t)fmt(b)0第7章 频率调制与解调 双离谐鉴频器双离谐鉴频器的输出是取的输出是取两个带通响应之差两个带通响应之差,即即该鉴频器的传输特性或鉴频特性该鉴频器的传输特性或鉴频特性,如图如图7-33中的中的实线所示。其中实线所示。其中虚线虚线为两回路的谐振曲线。从为两回路的谐振曲线。从图看出图看出,它可获得较好的线性响

8、应它可获得较好的线性响应,失真较小失真较小,灵灵敏度也高于单回路鉴频器。敏度也高于单回路鉴频器。 第7章 频率调制与解调 图733双离谐平衡鉴频器 uFMf01 fcu1u2Uo1Uo2Uo(a)ff03fcf02tf (t)(b)f02f03第7章 频率调制与解调 t0uFM(a)t0Uo1tUo2(b)(c)tUo(d)00第7章 频率调制与解调 图733 双离谐鉴频器的鉴频特性Bm0UofAf第7章 频率调制与解调 2. 直接脉冲计数式鉴频法直接脉冲计数式鉴频法 调频信号的信息寄托在已调波的频率上。调频信号的信息寄托在已调波的频率上。从某种意义上讲，从某种意义上讲，信号频率信号频率就是信

9、号电压或电就是信号电压或电流波形单位时间内过零点流波形单位时间内过零点(或或零交点零交点)的次数。的次数。对于脉冲或数字信号，信号频率就是信号脉冲对于脉冲或数字信号，信号频率就是信号脉冲的个数。基于这种原理的鉴频器称为零交点鉴的个数。基于这种原理的鉴频器称为零交点鉴频器或频器或脉冲计数式鉴频器脉冲计数式鉴频器。 第7章 频率调制与解调 限幅放大微分uFMu1半波整流u2单稳u3低通滤波u4uo(a)(b)uFMtu1tu2tu3tu4tuot第7章 频率调制与解调 3. 相位鉴频法相位鉴频法 相位鉴频法的原理框图如图相位鉴频法的原理框图如图736所示。图中的变所示。图中的变换电路具有换电路具有

10、线性的频率线性的频率相位转换特性相位转换特性，将等幅的调频，将等幅的调频信号变成相位也随瞬时频率变化的、既调频又调相的信号变成相位也随瞬时频率变化的、既调频又调相的FMPM波。波。 图736 相位鉴频法的原理框图 第7章 频率调制与解调 相位鉴频法的关键是相位鉴频法的关键是相位检波器相位检波器。鉴相器是鉴相器是检出两个信号之间的相位差检出两个信号之间的相位差，完成相位差，完成相位差电压电压变换作用的部件或电路。设输入鉴相器的两个信号分别为：变换作用的部件或电路。设输入鉴相器的两个信号分别为：11122222cos( )cos( )sin( )2cccuUttuUttUtt(745) (746)

11、 同时加于鉴相器，输出电压同时加于鉴相器，输出电压uo是瞬时相位差的函数是瞬时相位差的函数:U1 u2在鉴相和鉴频时稍有区别在鉴相和鉴频时稍有区别2211( )( )( )( )oouttuftt对于线性鉴频：(747)第7章 频率调制与解调 （1） 乘积型相位鉴频法乘积型相位鉴频法 利用乘积型鉴相器实现鉴频的方法称为乘积型相利用乘积型鉴相器实现鉴频的方法称为乘积型相位鉴频法或位鉴频法或积分积分(Quadrature)鉴频法鉴频法。在乘积型相位。在乘积型相位鉴频器中，线性相移网络通常是鉴频器中，线性相移网络通常是单谐振回路单谐振回路(或耦合回或耦合回路路)，而相位检波器为乘积型鉴相器。，而相位

12、检波器为乘积型鉴相器。 图735 乘积型相位鉴频法 us移相网络us低通滤波uoK第7章 频率调制与解调 设乘法器的设乘法器的乘积因子乘积因子为为K，则经过相乘器，则经过相乘器和低通滤波器后的输出电压为和低通滤波器后的输出电压为12012001200002( )arctancos(sin)cos(sin( )2sin(arctan)21scfscfeooeuUtmtuUtmttKQfuUUffQfuKUQftfffU 移相网络为单谐振回路，相=位差：当时：2第7章 频率调制与解调 (2) 叠加型相位鉴频法叠加型相位鉴频法 利用叠加型鉴相器实现鉴频的方法称为叠加型相位鉴利用叠加型鉴相器实现鉴频的

13、方法称为叠加型相位鉴频法。对于叠加型鉴相器，频法。对于叠加型鉴相器，先将先将u1和和u2相加相加，把两者的，把两者的相相位差的变化转换位差的变化转换为合成信号的为合成信号的振幅变化振幅变化，然后用，然后用包络检波包络检波器器检出其振幅变化，从而达到鉴相的目的。检出其振幅变化，从而达到鉴相的目的。 11122221cos( )cos( )2( )cos( )cccuUttuUttuuuU ttt第7章 频率调制与解调 11121222cos( )cos( )( )cos2( )cccuUttuuuuUtttUtt第7章 频率调制与解调 参考同步检波公式推导：参考同步检波公式推导： us=Usco

14、s(c+)t=Uscostcosct-Ussintsinct 恢复载波恢复载波 ur=Urcosrt =Urcosct us+ur=(Uscost+Ur)cosct-Ussintsinct =Um(t)cosct+(t) 式中式中 222( )(cos)sinsin( )arctancosmrsssrsUtUUtUtUttUUt第7章 频率调制与解调 第7章 频率调制与解调 图736 平衡式叠加型相位鉴频器框图 包 络检波器包 络检波器/2usurusuruD1uD2uo1uo2uo第7章 频率调制与解调 叠加型相位鉴频器（耦合回路相位鉴频法）叠加型相位鉴频器（耦合回路相位鉴频法） 耦合回路初

15、、次级电压间的耦合回路初、次级电压间的相位差相位差随输入调频信号瞬时频随输入调频信号瞬时频率变化。可以是互感耦台回路，也可以是电容耦合间路。率变化。可以是互感耦台回路，也可以是电容耦合间路。 叠加型鉴相器的工作过程实际包括两个动作：首先通过叠叠加型鉴相器的工作过程实际包括两个动作：首先通过叠加作用，将两个信号电压之间的加作用，将两个信号电压之间的相位差变化相位差变化相应地变为合相应地变为合成信号的成信号的包络变化包络变化(FMPMAM信号信号)，然后由包络检波，然后由包络检波器将其包络检出。器将其包络检出。 从原理上讲，叠加型相位签频器可以认为是一种从原理上讲，叠加型相位签频器可以认为是一种振

16、幅鉴频振幅鉴频器。与斜率鉴额器不同，叠加型相位鉴频器初、次级回路器。与斜率鉴额器不同，叠加型相位鉴频器初、次级回路具有相同的参数。具有相同的参数。第7章 频率调制与解调 7.5 7.5 鉴频电路鉴频电路 7.5.1 叠加型相位鉴频电路叠加型相位鉴频电路 1.互感耦合相位鉴频器互感耦合相位鉴频器 互感耦合相位鉴频器又称福斯特互感耦合相位鉴频器又称福斯特西利西利(FosterSeeley)鉴频器，图鉴频器，图7-38是其典型电路。是其典型电路。相移网络为耦合回路，相移网络为耦合回路，初次级回路参数相同初次级回路参数相同。 第7章 频率调制与解调 图741 互感耦合相位鉴频器 C1L1U1uiEcC

17、oML2.2U2.2U2.C2U2.U1.L3RLRLCCuo1uo2uo放大变换网络平衡叠加型鉴相器VD2VD1初次级谐振线圈的中心频率均为调频信号的初次级谐振线圈的中心频率均为调频信号的中频载波频率。中频载波频率。L3为高频扼流圈为高频扼流圈第7章 频率调制与解调 互感耦合相位鉴频器分为移相网络的互感耦合相位鉴频器分为移相网络的频率频率相位相位变换、变换、加法器的加法器的相位相位幅度幅度变换和包络检波器的变换和包络检波器的差分检波差分检波三个过三个过程。程。 1) 频率频率相位变换相位变换 频率频率相位变换是由互感耦合回路完成的。相位变换是由互感耦合回路完成的。 由等效电路可知，初级回路电

18、感由等效电路可知，初级回路电感L1中的电流为中的电流为1111fUIrj LZ(745) 第7章 频率调制与解调 图742 互感耦合回路 .LU1I1rC.rCLU2.(a)rCLU2.E2.I2.(b)初级回路电感初级回路电感L1中的电流中的电流:考虑初、次级回路均为高考虑初、次级回路均为高Q回路，回路，r1可忽略。可忽略。1111111fUIrj LZUIj L第7章 频率调制与解调 21212122222212212211111122211()()11(1)Ej M IEMUILrjLrjLCCUMIUMUUkUj LLIj CjC LrjLC(748) (749) =2Qf/f0,则上

19、式变为则上式变为1221211jAAUUUej(750) 初级电流在次级回路产生的感应电动势为初级电流在次级回路产生的感应电动势为感应电动势在次级回路形成的电流感应电动势在次级回路形成的电流 为为第7章 频率调制与解调 21221222211(1)MUUjC LrjLIjCC=2Qf/f0 , 则上式变为则上式变为2221111jAUUjAU第7章 频率调制与解调 图743 频率相位变换电路的相频特性 0/2 /2/2f0ff/2(a)(b)第7章 频率调制与解调 2) 相位相位幅度变换幅度变换 根据图中规定的根据图中规定的 与与 的极性，图的极性，图741电电路可简化为图路可简化为图744。

20、这样，在两个检波二极管上的高。这样，在两个检波二极管上的高频电压分别为频电压分别为2U1U21122122DDUUUUUU第7章 频率调制与解调 图744 简化电路 2U2.2U2.U1.UD1.UD2.2U2.2U2.U1.第7章 频率调制与解调 合成矢量的幅度随合成矢量的幅度随 与与 间的相位差而变化间的相位差而变化(FMPM AM信号信号)，如图，如图745所示。所示。 f=f0=fc时时， 与与 的振幅相等，即的振幅相等，即UD1=UD2; ff0=fc时，时，UD1UD2，随着，随着f的增加，两者差值将的增加，两者差值将加大；加大； ff0=fc时，时，UD1p2Z2 , p=1/2

21、 。AB间的电压为间的电压为 ：(754) (755) 由此可得由此可得 102111111212111emmQRAUCUjCUjCUjkQUjjjjj第7章 频率调制与解调 7.5.2 7.5.2 比例鉴频器比例鉴频器 1.电路电路 比例鉴频器是一种类似于叠加型相位鉴频器，而又具有比例鉴频器是一种类似于叠加型相位鉴频器，而又具有自限幅自限幅(软限幅软限幅)能力的鉴频器。能力的鉴频器。 与互感耦合相位鉴频器电路的与互感耦合相位鉴频器电路的区别区别在于：在于： (1)两个两个二极管二极管顺接；顺接； (2)在电阻在电阻(R1+R2)两端并接一个两端并接一个大电容大电容C，容量约在，容量约在10F

22、数量级。时间常数数量级。时间常数(R1+R2)C很大，约很大，约0.10.25s，远，远大于低频信号的周期。大于低频信号的周期。 (3)接地点和接地点和输出点输出点改变。改变。第7章 频率调制与解调 图图750 比例鉴频器电路比例鉴频器电路.U1ML2LcVD1RLOC1C2DR1R2CEoABCLUo(a)2U2.U1.2U2.VD1uD1uD2uc1uc2ORLC1CLC2R2R1i1i2D2U2.2U2.U1.0fUo(b)(c)VD2VD2VD1VD2比例鉴频第7章 频率调制与解调 2. 工作原理工作原理 图图746(b)是图是图(a)的简化等效电路，电压、电流的简化等效电路，电压、电

23、流如图所示。由电路理论可得如图所示。由电路理论可得 i1(R1+RL)-i2RL=uc1 (756) i2(R2+RL)-i1RL=uc2 (757) uo=(i2-i1)RL (758) 当当R1=R2=R时，可得时，可得212121211()()22ccoLoccdDDuuuRRuuuK UU(759) (760) 第7章 频率调制与解调 当当f=fc时，时，UD1=UD2, i1=i2,但以相但以相反方向流过负载反方向流过负载RL,所以输出电所以输出电压为零；压为零；当当ffc时，时，UD1UD2, i1i2,输出电输出电压为负；压为负； 当当ffc时，时，UD1UD2, i1i2，输出

24、输出电压为正。电压为正。通过改变两个二极管连接的方通过改变两个二极管连接的方向或耦合线圈的绕向向或耦合线圈的绕向(同名端同名端)，可以使鉴频特性反向。可以使鉴频特性反向。第7章 频率调制与解调 另一方面，输出电压也可由下式导出：另一方面，输出电压也可由下式导出：21211212121211()22111221ccoccccccccccccccuuuuuuuuuuuuuuuuu 上式说明，比例鉴频器输出电压取决于两个检波电容上上式说明，比例鉴频器输出电压取决于两个检波电容上电压的比值，故称电压的比值，故称比例鉴频器比例鉴频器。第7章 频率调制与解调 3.自限幅原理自限幅原理第7章 频率调制与解调

25、 图图750 比例鉴频器电路比例鉴频器电路.U1ML2LcVD1RLOC1C2DR1R2CEoABCLUo(a)2U2.U1.2U2.VD1uD1uD2uc1uc2ORLC1CLC2R2R1i1i2D2U2.2U2.U1.0fUo(b)(c)VD2VD2VD1VD2比例鉴频第7章 频率调制与解调 自限幅原理要求：自限幅原理要求： (1)回路的无载回路的无载Q0值要足够高值要足够高，以便当检波器输入，以便当检波器输入电阻电阻Ri随输入电压幅度变化时，能引起回路随输入电压幅度变化时，能引起回路Qe明明显的变化。显的变化。 (2)要保证时间常数要保证时间常数(R1+R2)C大于寄生调幅干扰几大于寄生

26、调幅干扰几个周期。比例鉴频器存在着过抑制与阻塞现象。个周期。比例鉴频器存在着过抑制与阻塞现象。 第7章 频率调制与解调 图图751 减小过抑制及阻塞的措施减小过抑制及阻塞的措施 RREo第7章 频率调制与解调 7.5.3 乘积型相位鉴频器乘积型相位鉴频器(正交鉴频器正交鉴频器 ) 1.正交鉴频原理正交鉴频原理 交鉴频器由移相网络、乘法器和低通滤波器交鉴频器由移相网络、乘法器和低通滤波器三部分组成三部分组成。 调频信号一路直接加至乘法器，另一路调频信号一路直接加至乘法器，另一路经相移网络移相经相移网络移相后后(参考信号参考信号)加至乘法器。加至乘法器。 由于调频信号和参考信号同频由于调频信号和参

27、考信号同频正交正交，称为正交鉴频器。，称为正交鉴频器。第7章 频率调制与解调 2.集成正交鉴频器集成正交鉴频器 移相网络如图所示，移相网络如图所示，其传输函数为其传输函数为:211111()()11111()jCjQLCRLH jjj CjCRLu1CLRu2(a)0f0f2(b)C1第7章 频率调制与解调 其中，其中， 可见，可见，u1与与u2(实际上是实际上是ur与与us)之间的相位差为之间的相位差为20200011,(1)2,()cRfQQQLfL CC1122arctan2cos(sin) cos(sin)cfcfuUtmtuUtmt 如果： 当当f/f01时，上式可写为时，上式可写为

28、22cos()sin22ooooQ fQ ffuUUUQfff鉴频器的输出与输入调频信号的频偏成正比。鉴频器的输出与输入调频信号的频偏成正比。 第7章 频率调制与解调 当f/f01时，上式可写为22cos()sin22ooooQ fQ ffuUUUQfff(765) 可见，鉴频器的输出与输入调频信号的频偏成正比。 在上面电路中，调整L、C和C1均可改变回路谐振频率，只要满足 011()cL CC(766) 第7章 频率调制与解调 2.集成正交鉴频器集成正交鉴频器 某电视机伴音集成电路，它包括限幅中放某电视机伴音集成电路，它包括限幅中放(V1 ,V2;V4、V5;V7、8为三级差分对放大器，为三

29、级差分对放大器，V3、V6和和V9为三个射极为三个射极跟随器跟随器)、内部稳压、内部稳压(VD1VD5、V10)和鉴频电路三部分。和鉴频电路三部分。 在上面电路中，调整在上面电路中，调整L、C和和C1均可改变回路谐振频率，均可改变回路谐振频率，只要满足只要满足: 011()cL CC第7章 频率调制与解调 图753 集成正交鉴频器 V1V2V4V3R1R5V5V6V7V8R7V9V1010111312R2R3R4R6R8R9R101VD1LCR115R12V12V13R1423C14R13V11V16V14V15V17V18R15VD6R16678R1714限幅中放内部稳压调频检波VD2VD3

30、VD4VD5RV19第7章 频率调制与解调 7.5.4 其它鉴频电路其它鉴频电路 1.差分峰值斜率鉴频器差分峰值斜率鉴频器 差分峰值斜率鉴频器是一种在集成电路中常用的差分峰值斜率鉴频器是一种在集成电路中常用的振幅鉴频器振幅鉴频器。 在 电 视 接 收 机 伴 音 信 号 处 理 电 路在 电 视 接 收 机 伴 音 信 号 处 理 电 路 ( 如如D7176AP ,TA7243P)等集成电路中采用的差分峰等集成电路中采用的差分峰值值斜率鉴频器斜率鉴频器。 第7章 频率调制与解调 图750 差分峰值斜率鉴频器 C3V5V6RcI0uiV1V3V2V4EcL19u110u20f02f0f01U2U

31、1U1、U2fuo0f02f0f01f(a)(b)(c)C4C1C2第7章 频率调制与解调 移相网络接在集成电路的移相网络接在集成电路的、10脚之间脚之间。设从。设从脚向右看的移相电路的谐振频率为脚向右看的移相电路的谐振频率为f01，从，从10脚向左看脚向左看的移相电路的谐振频率为的移相电路的谐振频率为f02，则，则 0111021121212()fLCfL CC(767) (768) 第7章 频率调制与解调 2.晶体鉴频器 晶体鉴频器的原理电路如图晶体鉴频器的原理电路如图751所示。电容所示。电容C与与晶体串联后接到调频信号源。晶体串联后接到调频信号源。VD1、R1 ,C1和和VD2、R2、

32、C2为两个二极管包络检波器。为了保证电路平衡，通为两个二极管包络检波器。为了保证电路平衡，通常常VD1与与VD2性能相同，性能相同，R1=R2,C1=C2。第7章 频率调制与解调 图751 晶体鉴频器原理电路 uFM(t)R1R2C1CR3C2VD1VD2u第7章 频率调制与解调 图752 电容晶体分压器(a)电抗曲线；(b)电容、晶体两端电压变化曲线 0fqXqfcXcXqf0UcUqfqf0fcf(a)(b)f0第7章 频率调制与解调 图753 晶体鉴频器的鉴频特性 Uo0fqf0fcf第7章 频率调制与解调 7.6 调频收发信机及特殊电路调频收发信机及特殊电路 7.6.1 调频发射机调频

33、发射机 图图755是一种调频发射机的框图。其载频是一种调频发射机的框图。其载频fc=88108MHz,输入调制信号频率为输入调制信号频率为50Hz15kHz，最大频偏，最大频偏为为75kHz。由图可知，调频方式为。由图可知，调频方式为间接调频间接调频。由高稳定。由高稳定度晶体振荡器产生度晶体振荡器产生fc1=200kHz的初始载波信号送入调相的初始载波信号送入调相器，由经器，由经预加重预加重和和积分积分的调制信号对其调相。调相输出的调制信号对其调相。调相输出的最大频偏为的最大频偏为25Hz，调制指数，调制指数mf0.5。第7章 频率调制与解调 图755 调频发射机框图 载 波振荡器调相器多级倍

34、频器1混频器多级倍频器2功 率放大器积分器预 加重电路200 kHzN1 64fc1 200 kHzf1m 25 kHz12.8 MHz1.8 2.3 MHzfc 88 108 MHzfm 75 kHz频率可变本振N2 48fL 11 10.5 MHzu(t)间接调频器第7章 频率调制与解调 7.6.2 调频接收机 图图756为广播调频接收机典型方框图。为广播调频接收机典型方框图。 为了获得较好的接收机灵敏度和选择性，除限幅级、为了获得较好的接收机灵敏度和选择性，除限幅级、鉴频器及几个附加电路外，其主要方框均与鉴频器及几个附加电路外，其主要方框均与AM超外差超外差接收机相同。接收机相同。调频广

35、播基本参数与发射机相同调频广播基本参数与发射机相同。 第7章 频率调制与解调 图756 调频接收机方框图 混频器射频放大88 108 MHz本振中频放大限幅器鉴频器自动频率控制电路静噪电路去加重电路和音频放大电路输出第7章 频率调制与解调 7.6.3 特殊电路特殊电路 1.预加重及去加重电路预加重及去加重电路 对输入白噪声，对输入白噪声，调幅调幅制的输出噪声频谱呈矩形，制的输出噪声频谱呈矩形，在整个调制频率范围内，所有噪声都一样大。在整个调制频率范围内，所有噪声都一样大。 调频调频制的噪声频谱制的噪声频谱(电压谱电压谱)呈呈三角形三角形，随着调制，随着调制频率的增高，噪声也增大。调制频率范围愈

36、宽，频率的增高，噪声也增大。调制频率范围愈宽，输出的噪声也愈大。输出的噪声也愈大。 第7章 频率调制与解调 图757 调频解调器的输出噪声频谱 (a)功率谱；(b)电压谱 0Sno()0U()(a)(b)第7章 频率调制与解调 信号信号能量不是均匀地分布能量不是均匀地分布，在较低频率范围内集中了大部，在较低频率范围内集中了大部分能量，高频部分能量较少。这恰好与调频噪声谱相反。分能量，高频部分能量较少。这恰好与调频噪声谱相反。为了改善输出端的信吸比，采用预加重与去加重措施。为了改善输出端的信吸比，采用预加重与去加重措施。 预加重是在发射机的调制器前，有目的地、人为地改变调预加重是在发射机的调制器

37、前，有目的地、人为地改变调制信号，使其制信号，使其高频端得到加强高频端得到加强(提升提升)，以提高调制频率高，以提高调制频率高端的信噪比。端的信噪比。 在在接收端接收端应采取相反的措施，在调解器后接应采取相反的措施，在调解器后接去加重去加重网络，网络，以恢复原来调制频率之间的比例关系。以恢复原来调制频率之间的比例关系。 由于调频噪声频谱呈三角形，或者说与由于调频噪声频谱呈三角形，或者说与成线性关系，将成线性关系，将信号作相应的处理，即要求信号作相应的处理，即要求预加重网络预加重网络的特性为的特性为 H(j)=j 第7章 频率调制与解调 图758 预加重网络及其特性 (a)预加重网络；(b)频率

38、响应 R1CR2012|H(j)/dB(a)H(j) k1j/11j/2k(1j/1)(b)第7章 频率调制与解调 去加重网络及其频响曲线如图去加重网络及其频响曲线如图759所示。从图看所示。从图看出，当出，当2时，预加重和去加重网络总的频率传递函时，预加重和去加重网络总的频率传递函数近似为一常数，这正是使信号不失真所需要的条件。数近似为一常数，这正是使信号不失真所需要的条件。图759 去加重网络及其特性 R1C(a)H(j)11j/101|H(j)|/dB(b)第7章 频率调制与解调 采用预、去加重网络后，对信号不会产生变化，采用预、去加重网络后，对信号不会产生变化，但对信噪比却得到较大的改

39、善，如图但对信噪比却得到较大的改善，如图760所示。所示。图760预、去加重网络对信噪比的改善 Sno()去加重前去加重后(a)08160.11/dB10(b)m10第7章 频率调制与解调 2. 静噪电路静噪电路 由于在调频接收中存在由于在调频接收中存在门限效应门限效应，因此在系统设，因此在系统设计时要尽可能地降低门限值。为了获得较高的输出信计时要尽可能地降低门限值。为了获得较高的输出信噪比，在鉴频器的输入端的输入信噪比要在门限值之噪比，在鉴频器的输入端的输入信噪比要在门限值之上。但在调频通信和调频广播中，经常会遇到无信号上。但在调频通信和调频广播中，经常会遇到无信号或弱信号的情况，这时输入信噪比就低于门限值，输或弱信号的情况，这时输入信噪比就低于门限值，输出端的噪声就会急剧增加。出端的噪声就会急剧增加。 第7章 频率调制与解调 图761 静噪电路举例 50带 通滤波器5 kHz静噪0.16.2 k0.01100 k16 k1 k2.2100 k510 k112.2510 k14LM389音量鉴频器输 出100 k1 k15131210 k1612 V17 180.12.70.05100第7章 频率调制与解调 图762 静噪电路接入方式 鉴频低放静噪鉴频低放静