第8章_角度调制与解调

1、第八章第八章 角度调制与解调角度调制与解调工程学院工程学院 信息技术教研室信息技术教研室2 2 掌握调频波和调相波的基本性质和功率关系；掌握调频波和调相波的基本性质和功率关系； 掌握掌握调频、调相两者异同点及实现调频的方法掌握掌握调频、调相两者异同点及实现调频的方法和基本原理；和基本原理； 掌握直接调频的变容二极管调频的分析；掌握直接调频的变容二极管调频的分析； 了解晶体振荡器直接调频；了解晶体振荡器直接调频； 了解间接调频的方法；了解间接调频的方法； 掌握调角信号解调的方法及典型电路。掌握调角信号解调的方法及典型电路。3 38.18.1概述概述 调相调相（PM）：）：如果高频振荡如果高频振荡

2、器的相位变化量和调制信号成器的相位变化量和调制信号成正比，则称调相。正比，则称调相。在通信系统中，使用低频信号去调制高频信号的频率或在通信系统中，使用低频信号去调制高频信号的频率或相角，利用高频信号的频率或相角的变化来携带信息，相角，利用高频信号的频率或相角的变化来携带信息，称为称为调频调频或或调相。调相。 调频调频（FM）：如果高频振荡器的频率变化量如果高频振荡器的频率变化量和调制信号成正比，则称调频。和调制信号成正比，则称调频。原信号波形原信号波形载波波形载波波形调频调频/ /调相波形调相波形4 4 调频和调相合称为调频和调相合称为角度调制角度调制(简称调角简称调角)。因为相位是频率的积分

3、因为相位是频率的积分, 故频率的变化必将引起故频率的变化必将引起相位的变化相位的变化, 反之亦然反之亦然, 所以调频信号与调相信所以调频信号与调相信号在时域特性、号在时域特性、 频谱宽度、频谱宽度、 调制与解调的原理调制与解调的原理和实现方法等方面都有密切的联系。因此，调和实现方法等方面都有密切的联系。因此，调频可以用调相电路间接实现频可以用调相电路间接实现, 鉴频也可以用鉴相鉴频也可以用鉴相(相位解调相位解调, 也称相位检波也称相位检波)电路间接实现。电路间接实现。调频信号占用带宽窄调频信号占用带宽窄调相信号占用带宽宽调相信号占用带宽宽应用广泛：广播、通信应用广泛：广播、通信应用少应用少5

4、5调幅与调角的比较调幅与调角的比较角度调制与解调角度调制与解调幅度调制与解调幅度调制与解调调角信号在抗干扰方面要强调角信号在抗干扰方面要强调幅信号在原理和电路实现上要简单调幅信号在原理和电路实现上要简单线性频谱搬移线性频谱搬移非线性频谱搬移非线性频谱搬移6 6tVv000cos tVv costVv0 00 00 0 costVv coso+DmAMFM调幅与调频的波形图调幅与调频的波形图o-Dmtttttt7 7FMAMffff调幅与调频的频谱调幅与调频的频谱 f0f0f0f08 8任意正弦波信号：任意正弦波信号： 调幅（调幅（AM）: 调频（调频（FM）:调相（调相（PM）: AM AM

5、DSB-SC 属于频谱线性搬移电路属于频谱线性搬移电路,调制信号寄生调制信号寄生于已调信号的振幅变化中。于已调信号的振幅变化中。FMPM 属于频谱的非线性搬移电路属于频谱的非线性搬移电路,已调波为等幅波已调波为等幅波,调制信息寄生于已调波的频率和相位变化中。调制信息寄生于已调波的频率和相位变化中。 SSB 调角调角9 98.2 8.2 调角波的性质调角波的性质8.2.1 8.2.1 瞬时相位和瞬时频率瞬时相位和瞬时频率t = 00t = t11t = t223t = t3 1010 则瞬时相位则瞬时相位 即瞬时频率是瞬时相位函数的导函数即瞬时频率是瞬时相位函数的导函数（8.2.1）（8.2.2

6、）t = 00t = t11t = t223t = t3 1111t典型例题典型例题： 解：瞬时相位解：瞬时相位 瞬时频率瞬时频率 注意这是一个加速转动的矢量，波形示意为：注意这是一个加速转动的矢量，波形示意为：1212 8.2.2 8.2.2 调频波和调相波的数学表示式调频波和调相波的数学表示式（8.2.4） 1313调频波的通用表达式调频波的通用表达式瞬时频率：瞬时频率： 瞬时频率和瞬时相位的关系：瞬时频率和瞬时相位的关系： 调频波的表达式为：调频波的表达式为： （8.2.7） （8.2.4）（8.2.1）1414 （8.2.7）（8.2.4）1515)(tvt2)()(tvktft2)(

7、)(0ttt20 频率偏移频率偏移瞬时频率瞬时频率1616调频波的波形调频波的波形)(tvtt)()(tvktft)()(tt 0 0tt方波的调频波方波的调频波 1717 瞬时相位：瞬时相位： 调相波的表达式为：调相波的表达式为： （8.2.10） 调相波的瞬时角频率表达式为：调相波的瞬时角频率表达式为： （8.2.11） 调相波的通用表达式调相波的通用表达式1818 1919对一个调制信号对一个调制信号先求导再调频先求导再调频,等等价于直接对这个价于直接对这个信号进行调相信号进行调相u 调频与调相的关系调频与调相的关系 （8.2.7） （8.2.10） 即：即： 2020)(tvttt42

8、680812-210)()(tvktpt016016对三角波调相等价于对方波对三角波调相等价于对方波(三角波导函数三角波导函数)的调频的调频与方波的调频波一样与方波的调频波一样对下图的三角波（导函数为方波）进行调相对下图的三角波（导函数为方波）进行调相载波载波三角波的调相波三角波的调相波 2121调频波和调相波比较表调频波和调相波比较表 FM波波PM波波数学表达式数学表达式瞬时频率瞬时频率瞬时相位瞬时相位最大频偏最大频偏调制指数调制指数 2222u 调制信号为调制信号为单一余弦信号单一余弦信号时的调频波表达式时的调频波表达式 （8.2.7） （8.2.14）2323u 调制信号为调制信号为单一

9、余弦信号单一余弦信号时的调相波表达式时的调相波表达式 （8.2.10） （8.2.15） 2424u 调制指数（即最大相移）、最大频偏及二者的关系调制指数（即最大相移）、最大频偏及二者的关系 （8.2.14） （8.2.15） 无论调频还是调相，最大相移总是等于调制指数无论调频还是调相，最大相移总是等于调制指数2525u 调频波的最大频偏调频波的最大频偏频偏：频偏： 最大频偏：最大频偏： 最大频偏与调制指数的关系是：最大频偏与调制指数的关系是： 2626u 调相波的最大频偏调相波的最大频偏 瞬时频率瞬时频率 2727调制信号为单一余弦信号时调频信号与调相信号比较调制信号为单一余弦信号时调频信号

10、与调相信号比较 FM波波PM波波1)瞬时频率：瞬时频率： 2)瞬时相位：瞬时相位： 28284)最大频偏：最大频偏：FM波波PM波波 3)最大相移（调制指数）：最大相移（调制指数）： 5)表达式：表达式： 根本区别根本区别2929典型例题典型例题： 解：对比调频波标准表达式可知：解：对比调频波标准表达式可知： 则最大频偏：则最大频偏： 3030调频信号与调相信号的相同点调频信号与调相信号的相同点: 都是等幅信号。都是等幅信号。 频率和相位都随调制信号而变化，均产生频频率和相位都随调制信号而变化，均产生频偏与相偏，成为疏密波形。正频偏最大处，偏与相偏，成为疏密波形。正频偏最大处，即瞬时频率最高处

11、，波形最密；负频偏最大即瞬时频率最高处，波形最密；负频偏最大处，即瞬时频率最低处，波形最疏。处，即瞬时频率最低处，波形最疏。3131 调频信号与调相信号的区别点调频信号与调相信号的区别点: 频率和相位随调制信号变化的规律不一样频率和相位随调制信号变化的规律不一样, 但由但由于频率与相位是微积分关系于频率与相位是微积分关系, 故二者是有密切联故二者是有密切联系的。系的。 例如：对于调频信号来说，调制信号电例如：对于调频信号来说，调制信号电平最高处对应的瞬时正频偏最大，波形最密；平最高处对应的瞬时正频偏最大，波形最密；对于调相信号来说，调制信号电平变化率（斜对于调相信号来说，调制信号电平变化率（斜

12、率）最大处对应的瞬时正频偏最大，波形最密。率）最大处对应的瞬时正频偏最大，波形最密。3232 o o (a) (b) 频偏和调制指数与调制频率的关系频偏和调制指数与调制频率的关系(当当V 恒定时恒定时) (a) 调频波；调频波；(b) 调相波调相波 33338.2.3 8.2.3 调频波和调相波的频谱和频带宽度调频波和调相波的频谱和频带宽度 （8.2.14） （8.2.15）由上两式可以看出由上两式可以看出, 在单频调制时在单频调制时, 调频信号与调相信号调频信号与调相信号的时域表达式是相似的的时域表达式是相似的, 仅瞬时相偏分别随正弦函数或余仅瞬时相偏分别随正弦函数或余弦函数变化弦函数变化,

13、 无本质区别无本质区别, 故可写成统一的调角信号表达故可写成统一的调角信号表达式，即：式，即： 这两个函数不是初等函数，要用贝塞尔函数将其展开这两个函数不是初等函数，要用贝塞尔函数将其展开3434贝塞尔函数理论中的两个公式贝塞尔函数理论中的两个公式: （8.2.228.2.22） （8.2.238.2.23） 贝塞尔函数是利用柱坐标求解涉及在圆、球与圆柱内的贝塞尔函数是利用柱坐标求解涉及在圆、球与圆柱内的势场的物理问题时出现的一类特殊函数。最早出现在涉势场的物理问题时出现的一类特殊函数。最早出现在涉及如悬链振荡，长圆柱体冷却以及紧张膜振动的问题中，及如悬链振荡，长圆柱体冷却以及紧张膜振动的问题

14、中，后来成为一个工具函数，可以用来展开嵌套的三角函数。后来成为一个工具函数，可以用来展开嵌套的三角函数。3535m为参数的为参数的n阶第一类贝塞尔函数曲线图阶第一类贝塞尔函数曲线图 n7n6Jn(M)1.00.80.60.40.200.20.401234567891011Mn0载波部分n1n2n3n4n52.4055.5208.68311.793636贝塞尔函数表贝塞尔函数表 3737o-FM / PM的频谱的频谱o+oo+2o+3o+4o-2o-3o-4o调制信号调制信号v载波载波vo调角调角波的波的频谱频谱成分成分 （8.2.24）载波载波第一对边频第一对边频第二对边频第二对边频第三对边频

15、第三对边频 3838从上式看出单频调角信号频谱具有以下几个特点从上式看出单频调角信号频谱具有以下几个特点: 2）当）当m确定后确定后, 各边频分量振幅值不是随各边频分量振幅值不是随n单调变化单调变化, 且且有时候为零。因为各阶贝塞尔函数随有时候为零。因为各阶贝塞尔函数随m增大变化的规律增大变化的规律均是衰减振荡均是衰减振荡, 而各边频分量振幅值与对应阶贝塞尔函而各边频分量振幅值与对应阶贝塞尔函数成正比。数成正比。 39393）随着）随着m值的增大，具有较大振幅的边频分量数目增加值的增大，具有较大振幅的边频分量数目增加, 载频载频分量振幅呈衰减振荡趋势，在个别地方分量振幅呈衰减振荡趋势，在个别地

16、方(如如m=2.405, 5.520时时)，载频分量为零（可测定调制指数）。载频分量为零（可测定调制指数）。 4）功率）功率:上述特点充分说明调角是完全不同于调幅的一种非线性频上述特点充分说明调角是完全不同于调幅的一种非线性频率变换过程。显然，作为调角的逆过程，角度解调也是一率变换过程。显然，作为调角的逆过程，角度解调也是一种非线性频率变换过程。种非线性频率变换过程。 若调角信号振幅不变，若调角信号振幅不变，m值变化，则总功率不变值变化，则总功率不变, 但载频但载频与各边频分量的功率将重新分配。与各边频分量的功率将重新分配。对于任何对于任何m值，均有值，均有:40405）根据调角信号的频谱特点

17、可以看到）根据调角信号的频谱特点可以看到,理理论上它的频带无限宽论上它的频带无限宽,对于给定的对于给定的m值，具值，具有较大振幅的频率分量还是集中在载频附有较大振幅的频率分量还是集中在载频附近近, 且上下边频在振幅上是对称的，高到一且上下边频在振幅上是对称的，高到一定次数的边频分量其振幅已经小到可以忽定次数的边频分量其振幅已经小到可以忽略。因此认为其频带宽度是略。因此认为其频带宽度是有限的有限的。通常。通常规定：凡是振幅小于载波振幅规定：凡是振幅小于载波振幅1（或（或10 ）的边频分量均可以忽略，保留下来的）的边频分量均可以忽略，保留下来的频谱分量就确定了调角波的频段宽度。频谱分量就确定了调角

18、波的频段宽度。 频谱带宽频谱带宽BW为：为： （8.2.26）4141 （8.2.28）主要用于高保真度的调频电台主要用于高保真度的调频电台主要用于警察、政府、消防专用通信主要用于警察、政府、消防专用通信（8.2.29） （8.2.27） 调频波调频波： 4242调相波调相波： 根据前述分析可知，当调制信号频率根据前述分析可知，当调制信号频率F发生变化时，调频发生变化时，调频波的调制指数波的调制指数mf与与F成反比变化，其频宽宽度基本不变，成反比变化，其频宽宽度基本不变，故称故称恒带调制恒带调制。而当调制信号频率。而当调制信号频率F变化时，调相波的调变化时，调相波的调制指数制指数mp与与F无关

19、，其频带宽度随调制频率无关，其频带宽度随调制频率F变化。变化。 调频波调频波：4343调频波频谱调频波频谱调相波频谱调相波频谱 4444可见如果调制信号频率高，由于调制指数不变，可见如果调制信号频率高，由于调制指数不变，使得总带宽随着调制信号最高频率使得总带宽随着调制信号最高频率F的增大线性的增大线性增大。由于调制信号的带宽有时是随机的，所以增大。由于调制信号的带宽有时是随机的，所以调相波带宽也变得随机，这不利于频率资源的合调相波带宽也变得随机，这不利于频率资源的合理利用，因此模拟信号很少用调相制。理利用，因此模拟信号很少用调相制。为什么模拟信号很少使用调相方式的原因为什么模拟信号很少使用调相

20、方式的原因4545典型例题典型例题： 4646 4747 载波载波第一对边频第一对边频第二对边频第二对边频第三对边频第三对边频4848调频信号时等幅波：调频信号时等幅波： 带宽内功率之和带宽内功率之和 带宽是指调角信号频谱分量的有效宽度。带宽内频率分带宽是指调角信号频谱分量的有效宽度。带宽内频率分量的功率之和占总功率的量的功率之和占总功率的90%以上以上, 如如15 kHz分量是分量是99.6%，其带宽为，其带宽为120 kHz。带宽内各频率分量的功率之和带宽内各频率分量的功率之和(假定调频信号总功率为假定调频信号总功率为1W，负载为，负载为1）4949 5050 已调波的瞬时频率与调制信号成

21、比例变化（基本）已调波的瞬时频率与调制信号成比例变化（基本） 载波频率（已调波中心频率）的稳定性尽量高载波频率（已调波中心频率）的稳定性尽量高 最大频移与调制频率无关最大频移与调制频率无关 寄生调幅尽量小寄生调幅尽量小主要技术要求：主要技术要求：8.3 8.3 调频方法概述调频方法概述产生调频信号的电路叫做调频器产生调频信号的电路叫做调频器5151 直接调频：用调制信号直接线性改变载波振直接调频：用调制信号直接线性改变载波振荡的瞬时频率。优点：原理简单，频偏较大荡的瞬时频率。优点：原理简单，频偏较大; 缺点：但中心频率不易稳定。缺点：但中心频率不易稳定。根据调频和调相的内在关系，可分为：根据调

22、频和调相的内在关系，可分为： 间接调频：对调制信号先积分，再对载波信间接调频：对调制信号先积分，再对载波信号进行调相，得到调频波。优点：实现调相号进行调相，得到调频波。优点：实现调相的电路独立于高频载波振荡器以外，所以载的电路独立于高频载波振荡器以外，所以载波中心频率的稳定性可以做得较高；缺点：波中心频率的稳定性可以做得较高；缺点：可能得到的最大频偏较小。可能得到的最大频偏较小。5252u 利用利用C性质器件（如变容二极管）的压控特性性质器件（如变容二极管）的压控特性;u 利用利用L器件器件(铁氧体磁芯的电感线圈）的流控特性铁氧体磁芯的电感线圈）的流控特性;直接调频原理直接调频原理用调制信号控

23、制能直接影响载波振荡瞬时频率用调制信号控制能直接影响载波振荡瞬时频率的元件或参数。的元件或参数。用调制信号直接线性改变载波振荡的瞬时频率用调制信号直接线性改变载波振荡的瞬时频率5353 间接调频原理间接调频原理防止振荡器受防止振荡器受后面电路干扰后面电路干扰调制信号调制信号载波载波振荡器振荡器缓冲缓冲电路电路调相器调相器积分电路积分电路调频信号调频信号 调频信号的相移调频信号的相移 调频信号表达式调频信号表达式 高频率稳定高频率稳定度振荡器度振荡器中心频率稳中心频率稳定度很高定度很高54548.4 8.4 变容二极管调频变容二极管调频PN结具有电容效应：结具有电容效应： 扩散电容扩散电容:正向

24、偏置，电容效应比较小。正向偏置，电容效应比较小。 势垒电容势垒电容:反向偏置，势垒区电荷呈现的电容效应。反向偏置，势垒区电荷呈现的电容效应。 所以为利用所以为利用PN结的电容，结的电容，PN结应工作在反向偏置状态结应工作在反向偏置状态PN结反向偏置时，结电容会随外加反向偏压而变化，结反向偏置时，结电容会随外加反向偏压而变化，而专用的变容二极管，经过特殊工艺处理（控制半导而专用的变容二极管，经过特殊工艺处理（控制半导体的掺杂浓度和掺杂的分布）使势垒电容能灵敏地随体的掺杂浓度和掺杂的分布）使势垒电容能灵敏地随反向偏置电压的变化而呈现较大变化的压控变容元件。反向偏置电压的变化而呈现较大变化的压控变容

25、元件。5555 （8.4.1） 5656 C j QC jV RVO) t (v 而结电容：而结电容： 表示结电容调制深度表示结电容调制深度 （8.4.2） 其中：其中： 为静态工作点的结电容为静态工作点的结电容 5757把受到调制信号控制的变容二极管接入载波振荡器把受到调制信号控制的变容二极管接入载波振荡器的振荡回路，如下图所示，则振荡频率亦受到调制的振荡回路，如下图所示，则振荡频率亦受到调制信号的控制。适当选择变容二极管的特性和工作状信号的控制。适当选择变容二极管的特性和工作状态，可以使振荡频率的变化近似地与调制信号成线态，可以使振荡频率的变化近似地与调制信号成线性关系。这样就实现了调频。

26、性关系。这样就实现了调频。振荡回路的等效电路振荡回路的等效电路 Cj L1 C1 Cc 5858 VCC D L2 C1 L1 Cc C + + V va(t) 变容二极管调频电路变容二极管调频电路 在图中，虚线左边是典型的正弦在图中，虚线左边是典型的正弦波振荡器，右边是变容管电路。波振荡器，右边是变容管电路。加到变容管上的反向偏压为加到变容管上的反向偏压为: （8.4.3）5959图中推导可得：图中推导可得： Cj L1 C1 Cc 振荡回路的等效电路振荡回路的等效电路 （8.4.10） （8.4.4） （8.4.7）6060经整理可得经整理可得: 令令: （8.4.14）其中其中: （8.

27、4.17） （8.4.20）6161 （8.4.18）经整理可得经整理可得: （8.4.21） 6262上式说明，瞬时频率的变化中含有以下成份：上式说明，瞬时频率的变化中含有以下成份： 与调制信号成线性关系的成份与调制信号成线性关系的成份，其最大频移：，其最大频移： 中心频率相对于未调制时的载波频率产生的偏移为中心频率相对于未调制时的载波频率产生的偏移为: （8.4.22） 与调制信号各次谐波成线性关系的成份，其最大与调制信号各次谐波成线性关系的成份，其最大 频移分别为：频移分别为： （8.4.23） （8.4.24） （8.4.25）6363 以上讨论的是以上讨论的是 C相对于回路总电容相对

28、于回路总电容C很小（即小频很小（即小频偏）的情况。如果偏）的情况。如果 C比较大则属于大频偏调频。比较大则属于大频偏调频。 646490MHz变容管直接调频电路分析变容管直接调频电路分析变容管直接调频实例变容管直接调频实例 6565 (a)(b)6666变容二极管调频电路变容二极管调频电路优点：优点：电路简单，工作频率较高，容易获得较大的频偏，在电路简单，工作频率较高，容易获得较大的频偏，在频偏不需很大的情况下，非线性失真可以做得很小。频偏不需很大的情况下，非线性失真可以做得很小。缺点：缺点：变容管的一致性较差，大量生产时会给调试带来某些变容管的一致性较差，大量生产时会给调试带来某些麻烦；另外

29、偏置电压的漂移、温度的变化会引起中心麻烦；另外偏置电压的漂移、温度的变化会引起中心频率漂移，因此调频波的载波频率稳定度不高。频率漂移，因此调频波的载波频率稳定度不高。6767晶体振荡器直接调频；晶体振荡器直接调频；采用自动频率控制电路；采用自动频率控制电路；利用锁相环路稳频。利用锁相环路稳频。 如何稳定调频波的中心频率呢？通常采用以下三种方法：如何稳定调频波的中心频率呢？通常采用以下三种方法：68688.5 8.5 晶体振荡器直接调频晶体振荡器直接调频通常利用变容二极管控制晶体振荡器的振荡频率来实现调通常利用变容二极管控制晶体振荡器的振荡频率来实现调频。晶体工作于串并联谐振频率之间，等效为一个

30、高品质频。晶体工作于串并联谐振频率之间，等效为一个高品质因数的电感元件，作为振荡回路元件之一。因数的电感元件，作为振荡回路元件之一。变容二极管接入振荡回路方式：与石英晶体串联或并联变容二极管接入振荡回路方式：与石英晶体串联或并联调制信号控制变容二极管结电容，使调制信号控制变容二极管结电容，使晶体谐振频率（串或并）发生变化，晶体谐振频率（串或并）发生变化，其等效电抗发生变化，振荡频率发生其等效电抗发生变化，振荡频率发生变化，获得调频信号。但最大相对频变化，获得调频信号。但最大相对频移小移小10e-4量级。量级。并联缺点变容管参数的不稳定直接影并联缺点变容管参数的不稳定直接影响调频信号中心频率的稳

31、定度响调频信号中心频率的稳定度 串联串联 皮尔斯晶体振荡器皮尔斯晶体振荡器6969晶体直接调频原理图晶体直接调频原理图 工作原理工作原理7070 7171图图(a)是中心频率为是中心频率为4.0MHz的晶体调频振荡器的晶体调频振荡器的实际电路，图的实际电路，图(b)是它的交流等效电路。是它的交流等效电路。 50k 100 VCC 1F 调制信号 10k 470pF 20k 510 300pF 68pF 50/5pF 100k v VD FM出 JT 300pF 470pF JT Cj 68p+50/5pF 晶体振荡器直接调频电路图晶体振荡器直接调频电路图 (a)(b)72728.6 8.6 间

32、接调频间接调频采用稳定度很高的振荡器作为主振器，而且调制不在主振器采用稳定度很高的振荡器作为主振器，而且调制不在主振器中进行，因此间接调频的频稳度高，广泛地用于广播发射机中进行，因此间接调频的频稳度高，广泛地用于广播发射机和电视伴音发射机中。由前述间接调频的原理图可知，间接和电视伴音发射机中。由前述间接调频的原理图可知，间接调频的关键在于如何实现调相。常用的调相方法主要有：调频的关键在于如何实现调相。常用的调相方法主要有： 移相法调相；移相法调相； 矢量合成调相矢量合成调相; 脉冲调相；脉冲调相；8.6.1 8.6.1 调相的方法调相的方法73731.移相调相法移相调相法 晶体 振荡器 移相网

33、络 = f(v) 调相波 移相法调相框图移相法调相框图 图中图中: 7474常用的移相网络有多种形式，如常用的移相网络有多种形式，如RC移相网络、移相网络、LC调谐回路移相网络等。图调谐回路移相网络等。图(a)介绍的是用变容管对介绍的是用变容管对LC调谐回路作可变移相的一种调相电路，图调谐回路作可变移相的一种调相电路，图(b)为为等效电路。等效电路。 100k1000pF0.02100k15k 1000pF1000pF+9V调相波Cj调制信号vvc载波R110kLR1 vc R Cj = f (v) L (a) (b) LC回路变容管调相电路回路变容管调相电路7575 （8.6.3） 100k

34、1000pF0.02100k15k 1000pF1000pF+9V调相波Cj调制信号vvc载波R110kL7676 2000pF47k47k5F22k2000pF22kCj2000pF22kCTPM 波输出LLLCT载波信号输 入调制信号470v+9V3pF1pF1pF5pF 三级三级LC回路变容管调相电路回路变容管调相电路7777上图是三级单回路构成的移相电路，每个回路的上图是三级单回路构成的移相电路，每个回路的Q值由可变电阻值由可变电阻(22k )调节，以使每个回路产生相等的相移。为了减小各回路之调节，以使每个回路产生相等的相移。为了减小各回路之间的相互影响，各回路之间均以小电容作间的相互

35、影响，各回路之间均以小电容作弱耦合弱耦合。这样，电路总。这样，电路总相移近似等于相移近似等于3个回路的相移之和。这种电路可在个回路的相移之和。这种电路可在90 范围内得到范围内得到线性调相。线性调相。如果各级回路之间的耦合电容过大，该电路不能看成是如果各级回路之间的耦合电容过大，该电路不能看成是3个别单回个别单回路的串接，而变成三调谐回路的耦合电路，这时，即使相移较小路的串接，而变成三调谐回路的耦合电路，这时，即使相移较小也会产生较大的非线性失真。也会产生较大的非线性失真。2000pF47k47k5F22k2000pF22kCj2000pF22kCTPM 波输出LLLCT载波信号输 入调制信号

36、470v+9V3pF1pF1pF5pF三级三级LC回路变回路变容管调相电路容管调相电路78782.矢量合成调相法矢量合成调相法将调相波的一般数学表达式展开，并以将调相波的一般数学表达式展开，并以Ap代表代表kp，即得，即得调相波在调制指数小于调相波在调制指数小于0.5rad时，可以认为是由两个信号时，可以认为是由两个信号叠加而成：叠加而成： 一个是载波振荡一个是载波振荡A0cos 0t， 另一个是载波被抑制的双边带调幅波另一个是载波被抑制的双边带调幅波-A0APv (t)sin 0t， 两者的相位差为两者的相位差为/2 a(t)=A0cos 0tcosApv (t)-A0sinAPv (t)s

37、in 0t 若最大相移很小，若最大相移很小，Ap|v (t)| max 0，次级回路电压次级回路电压超前于初级回路电压超前于初级回路电压 一个小于一个小于 的角度的角度 。abV1 12 2V2 2 2 2abV212122CXMjVL rjXX2=XL2XC29494 当当finf0时，时，Z2呈容性，呈容性，0221212jCabMXVV eL ZZ2呈容性，呈容性，f0 0图图8.8.3 相位鉴频器矢量图相位鉴频器矢量图VD2V12VD190 - Vab2Vab2finf009696 （8.8.10） Vab C1 L1 M + C2 L2 c b b a D1 D2 R2 R1 C3 C4 a + V12 C5 L3 V12 + 9797 9898 vf+fmfmofm+fmvfo(a) 正极性鉴频曲线正极性鉴频曲线 (b) 负极性鉴频曲线负极性鉴频曲线图图(a)为正极性鉴频曲线，鉴频跨导为正极性鉴频曲线，鉴