高频电子线路课件82

1、第八章第八章 调角信号的解调电路调角信号的解调电路第三节第三节 鉴频器鉴频器鉴频器的功能：鉴频器的功能：1.当输入调频波为当输入调频波为 时，输出电压时，输出电压sincos)(tmtUtufccmitUtumocos)(2.鉴频特性曲线，要求鉴频器的输出电压与输入信鉴频特性曲线，要求鉴频器的输出电压与输入信号的号的瞬时频率偏移瞬时频率偏移成线性关系。成线性关系。鉴频器的分类：鉴频器的分类：1.调频调频调幅调频型，先将调频波变成调幅调频型，先将调频波变成调幅调幅调频波调频波(其幅度与调频波的瞬时频移成线性其幅度与调频波的瞬时频移成线性)，然后用包络检，然后用包络检波器检波波器检波2.相移乘法鉴

2、频型，先将调频波变成相移乘法鉴频型，先将调频波变成调相调相调频波调频波(其相位与调频波的瞬时频移成线性其相位与调频波的瞬时频移成线性)，然后用鉴相，然后用鉴相电路进行检波。电路进行检波。3.脉冲均值型。脉冲均值型。一、一、 双失谐回路鉴频器双失谐回路鉴频器1，一次回路调谐于调频波的中心频率，一次回路调谐于调频波的中心频率 ，其通带较，其通带较宽。二级两个回路分别调谐于宽。二级两个回路分别调谐于 和和 ，并使，并使 和和 与与 成对称失谐，即成对称失谐，即 。完成调频。完成调频-调幅调频转换。其幅度与输入信号的瞬时频率有关。调幅调频转换。其幅度与输入信号的瞬时频率有关。cccc020101020

3、1023，uo = uo1 uo2（一）（一）电路特电路特点：点：2， D1 R1 C3和和D2 R2 C4为两个包络检波器。为两个包络检波器。1，两个回路的幅频特性如图，两个回路的幅频特性如图8-7左上角所示：左上角所示：2.当输入调频波为当输入调频波为则瞬时频率为则瞬时频率为 瞬时频移为瞬时频移为 如图如图8-7左下角所示：左下角所示：coscostmtUfccm)(t)(tuitmfcsintmtfsin)(3，由此可画出输出电压，由此可画出输出电压uo1和和uo2 ，见图，见图8-7右上右上2个图。个图。4， uo = uo1 uo2得到得到uo(t)（二）鉴频原理（二）鉴频原理5，可

4、见，可见uo与瞬时频移成线性，即与瞬时频移成线性，即实现鉴频。其鉴频特性实现鉴频。其鉴频特性uo(w)为线性，见图为线性，见图8-7)()(tktuotkmfsin6，当输入调频信号频率为，当输入调频信号频率为wc时时, uo1 = uo2 , uo = uo1 uo2 =0为鉴频零点。为鉴频零点。例：例：将双失谐回路鉴频器的两个检波二极管将双失谐回路鉴频器的两个检波二极管D1 D2都调换极性，电路还能否工作？只接反都调换极性，电路还能否工作？只接反一个，电路还能否工作？有一个损坏，电一个，电路还能否工作？有一个损坏，电路还能否工作？路还能否工作？两个检波二极管两个检波二极管D1 D2都调换极

5、性，电路还能都调换极性，电路还能正常工作，只是鉴频特性与原鉴频特性反向。正常工作，只是鉴频特性与原鉴频特性反向。只接反一个，电路不能实现鉴频，因为没有只接反一个，电路不能实现鉴频，因为没有鉴频零点。鉴频零点。解：解：一个损坏，也不能实现鉴频，因为没有鉴频一个损坏，也不能实现鉴频，因为没有鉴频零点。零点。例：例：)(,2,/5)(102sin10cos3)(03tufkHzmVSVtttumDci求鉴频输出电压线性鉴频范围大于已知鉴频跨导鉴频器输入信号为分析：鉴频特性曲线为鉴频器的输出电压分析：鉴频特性曲线为鉴频器的输出电压与输入信号的瞬时频率偏移之间的关系，与输入信号的瞬时频率偏移之间的关系，

6、而鉴频跨导为鉴频特性曲线的斜率，所以而鉴频跨导为鉴频特性曲线的斜率，所以有：有：)()(0tfStuD)(102cos50)102cos1010()101105()()(333330mVtttfStuDtttftttttttucci3333333102cos10102)()(102cos10210)(102cos10210)(102sin10cos3)(解解：例：例：的表达式写出原调制信号的表达式写出输入信号鉴频跨导求输出信号为图，鉴频器的某鉴频器的鉴频特性如)()3()()2() 1 (:)(104cos1)(3tutuSVttuiDo)(kHzf100-100)(tuo1-1解：解：(1)

7、 鉴频跨导：鉴频跨导：)/(01. 01001kHzVfUSmomD(2)求输入信号表达式：求输入信号表达式：3104cos100)()(DoStutf瞬时频率偏移：tccdttftfttfftf0)(22)()()(瞬时相位：瞬时频率：ttfttfcc3333104sin502104sin10221010022)(104sin502cos)(3VttfUtuccmi(3)调制信号：调制信号：)(104cos)(3VtUtum二、二、 相位鉴频器相位鉴频器(一一) 原理电路：原理电路：., 31114上加在所以交流接地开路对短路对和LUVULUCCCCc)(:, 102012211cfffCL

8、CL回路双调谐、包络检波器：、4231, 2RCDRCD检波器的输入电压为：点从中间抽头，故包络c, 4, 2/, 2/1211abDabDUUUUUU- -+ +2abU- -+ +2abU- -+ +1U):(, 5112121的振幅为注意，则为相同设两个检波器传输系数DDDdDdooodUUUKUKuuuK1DU2DU+uo1uo2-+-(二二)相位鉴频器的定性分析：相位鉴频器的定性分析：)268(111111LjULjrUI初级：1222122222222111)(11)1(UjXRCLMjICjUjXRECLjREIULMIMjEabsss次级：tKttmtUUfcfccmcos)(

9、)sincos(1则瞬时频率设时，即当0)()() 1 (ttc1222122)(11UjXRCLMjICjUab由2, 0)(12相位差为与则UUXtabc021DdDdoUKUKu则可得相位图由2/2/1211abDabDUUUUUU.)(0有关与频移结论：检波输出tu.,)(0则可实现鉴频成线性关系与，推导：若在一定范围内tu时，即当0)()()2(ttc2,012相位差与时UUXab021DdDdoUKUKu则时，即当0)()() 3(ttc2,012相位差与时UUXab021DdDdoUKUKu则（三）鉴频特性曲线：（三）鉴频特性曲线：0)0)(0)0)(0)0)(ocococutu

10、tut时时，时已知可画出鉴频特性曲线为：可画出鉴频特性曲线为：ouc0例：将图将图8-9中耦合回路的同名端反过来，设初中耦合回路的同名端反过来，设初级和次级回路均调谐在级和次级回路均调谐在fc :21DDUU和(1) 画出矢量分析画出矢量分析图和鉴频特性曲图和鉴频特性曲线。线。(2)画出在输入为画出在输入为单音频调频波的单音频调频波的作用下，二极管作用下，二极管检波器检波器D1 D2的电的电压压 的波的波形；并画出形；并画出 和和(3)若次级回路未调谐在若次级回路未调谐在fc(设设f02 fc)时，鉴频时，鉴频特性曲线如何变化。特性曲线如何变化。及及uo的波形的波形uo1uo21DU2DU+U

11、o1uo2-+-分析：分析：122211222111UjXRCLMjUUjXRCLMjUabab同名端反过来则：原来有2/2/1211abDabDUUUUUU对于电路仍然有：对于电路仍然有：2121DdDdoooUKUKuuu- -+ +2abU- -+ +2abU- -+ +1U1DU2DU+Uo1uo2-+-解解： （1）可画出相位图如下：由2/, 2/)1(11121112222112221abDabDabUUUUUUUCLjRCLMjUjXRCLMjUct)(ct)(ct)(位置互换与位置互换。与相比：与书上图212/2/118DDababUUUU及相位图可知：由21DdDdoUKUK

12、u0)0)(0)0)(0)0)(ocococututut时时，时可画出鉴频特性曲线为：可画出鉴频特性曲线为：ouc0ouc原来的鉴频特性曲线：原来的鉴频特性曲线：ct)(ct)(ct)(（2） 是调幅调频波，由相位图可知：是调幅调频波，由相位图可知：21DDUU和f fc时时,其幅值比其幅值比f = fc时要大，时要大，1DU2DU则相反则相反:频率最大则幅值最小频率最大则幅值最小,反之最大反之最大.可画出可画出 的波形的波形:21DDUU和1DU2DUtt最密最密最小最小最稀最稀最大最大最密最密最大最大最稀最稀最小最小1ou2ououuo1 uo2 uo的波形的波形:uo =uo1-uo2

13、uo1uo2分别是分别是 的包络线的包络线21DDUU和ttt（3）次级回路未调谐在次级回路未调谐在fc （设设f02 fc ）:, 0,2121DDoDDUUuUU才有当次级回路谐振频率满足当次级回路谐振频率满足f02 fc时时,只有在谐只有在谐振点振点(即即f = f02时时)才有才有 所以鉴频特性曲线如下图所以鉴频特性曲线如下图:foucf02f例：以上图为例以上图为例,如果发现下列情况时如果发现下列情况时,鉴频特性鉴频特性曲线将如何变化曲线将如何变化.(1) 次级回路未次级回路未调谐在中心频调谐在中心频率率fc上上(2)初级回路未初级回路未调谐在中心频调谐在中心频率率fc上上(1) 次

14、级回路未调谐在中心频率次级回路未调谐在中心频率fc上上,鉴频特性鉴频特性曲线的鉴频零点将发生偏离曲线的鉴频零点将发生偏离.若调谐高于若调谐高于fc,则则零点高于零点高于fc,见下图见下图(a)所示所示;若调谐低于若调谐低于fc,则零则零点低于点低于fc ,见下图见下图(b)所示所示.解解:foucf02ffoucf02f(a)(b)(2) 初级回路未调谐在中心频率初级回路未调谐在中心频率fc上上,则鉴频特则鉴频特性上下不对称性上下不对称.若初级回路调谐高于若初级回路调谐高于fc,则高于则高于fc的特性正常的特性正常,低于低于fc的特性幅度变小的特性幅度变小;若初级回若初级回路调谐低于路调谐低于

15、fc,则低于则低于fc的特性正常的特性正常,高于高于fc的特的特性幅度变小性幅度变小;f01 fc的鉴频特性曲线：的鉴频特性曲线：foucf01ff01 fc的鉴频特性曲线：的鉴频特性曲线：foucf01f三、三、 比例鉴频器比例鉴频器 比例鉴频器的主要特点是本身兼有抑制寄比例鉴频器的主要特点是本身兼有抑制寄生调幅的能力。在调频广播和电视接收中得生调幅的能力。在调频广播和电视接收中得到广泛应用。到广泛应用。 从相位图可以看出，相从相位图可以看出，相位鉴频器的输出电压除了位鉴频器的输出电压除了与输入电压的频率有关外，与输入电压的频率有关外，还与输入电压的振幅有关。还与输入电压的振幅有关。实际工作

16、中，调频信号不实际工作中，调频信号不是理想的等幅波，而是含是理想的等幅波，而是含有寄生调幅。相位鉴频器有寄生调幅。相位鉴频器无法抑制寄生调幅。无法抑制寄生调幅。(一一) 原理电路：原理电路：不变。上的电压电容器以上的寄生调幅变化，。对于常为电路时间常数很大，通组成和，一个大电容两端并接在dcUCHzsRRCCba00015)2 . 01 . 0()(, 2不变。为两检波电压之和，即位鉴频器接法相反，使两个二极管中一个与相dcccbabaUUUUU43, 31，调频，调频-调幅调调幅调频变换电路与相频变换电路与相位鉴频器相同。位鉴频器相同。4，输出电压取自，输出电压取自d点和点和e点之间。点之间

17、。- -+ +2abU- -+ +2abU- -+ +1U(二二) 鉴频原理：鉴频原理：1222111, 1UjXRCLMjUUUabab相位鉴频器相同的关系与与2/, 2/, 21211abDabDUUUUUU不变而检波输出dcccDdcDdcUUUUKUUKU432413, 3)(21212121, 412344DDdccdccoUUKUUUUU输出电压可见，为相位鉴频器的一半。可见，为相位鉴频器的一半。tKttmtUUfcfccmcos)()sincos(1则瞬时频率设时，即当0)()() 1 (ttc1222122)(11UjXRCLMjICjUab由2, 0)(12相位差为与则UUXtabc0)(5 . 021DdDdoUKUKu则:2/2/1211可得相位图由abDabDUUUUUU(三三) 相位图分析：相位图分析：器的一半。出电压幅度为相位鉴频频。且比例鉴频器的输若成线性则实现线性鉴有关，与频移电压结论：比例鉴频器输出)(0tu时，即当0)()()2(ttc2,012相位差与时UUXab0)(5 . 021DdDdoUKUKu则时，即当0)()