角度调制和解调电路

1、关于角度调制与解调电路1第一张，PPT共二十七页，创作于2022年6月25.3调频波解调电路频率检波(鉴频)：调频波的解调相位检波(鉴相)：调相波的解调本章重点讨论调频波的解调鉴频。一超外差式调频接收机组成框图在鉴频前加限幅器的作用：（1）干扰一般是幅度干扰，限幅可以去干扰。（2）高放、混频、中放等电路的幅频特性不平坦导致不同频率幅度不同寄生调幅，限幅可以抑制寄生调幅。第二张，PPT共二十七页，创作于2022年6月3二、鉴频电路性能要求鉴频电路功能： 将输入调频信号的瞬时频率变换为相应解调输出电压。1鉴频特性 描述 vO 随瞬时频偏 (f - fc) 的变化特性，如图。2鉴频跨导鉴频特性原点处

2、的斜率：单位 V/Hz。 SD 越大，鉴频器将输入瞬时频偏变换为输出解调电压的能力越强。5.3.1限幅鉴频实现方法概述第三张，PPT共二十七页，创作于2022年6月44非线性失真鉴频特性曲线在 内近似线性，则 为鉴频带宽BW。要求： 由于鉴频特性非理想直线而使解调信号产生的失真。二、鉴频的实现方法1利用反馈环路(例如锁相环)实现鉴频(第 6 章)2利用波形变换将输入的调频信号进行特定的波形变换，使变换后的波形含有反映瞬时频率变化的平均分量。再通过检波、低通滤波器输出所需的解调电压。方法：三种。3鉴频带宽第四张，PPT共二十七页，创作于2022年6月5(1)斜率鉴频器 将输入调频波通过具有合适频

3、率特性的线性网络，使输出调频波的振幅按照瞬时频率的规律变化 通过包络检波器输出反映振幅变化的解调电压。(2)相位鉴频器 将输入调频波通过具有合适频率特性的线性网络，使输出调频波的附加相移按照瞬时频率的规律变化 。 相位检波器将它与输入调频波的瞬时相位进行比较，检出反映附加相移变化的解调电压。第五张，PPT共二十七页，创作于2022年6月6(3)脉冲计数式鉴频器 调频波通过非线性变换网络变成调频等宽脉冲序列。 由低通滤波器输出反映平均分量变化的解调电压。第六张，PPT共二十七页，创作于2022年6月7调频电压 限幅器 调频方波 微分电路 微分脉冲脉冲形成电路 调频方波 低通滤波器 解调电压第七张

4、，PPT共二十七页，创作于2022年6月8*三、调频信号通过线性网络的响应线性网络：斜率、相位鉴频的关键作用：瞬时频率变化-振幅、相移变化1FM波到FM-AM波的变换当 v1 = V1mcos(ct + Mfsint) 时 (Mf= m/)v2(t) = -A0Vlm(c +mcost) sin(ct + Mfsint)(5-3-8)可见，经过理想微分网络，等幅调频波变成了FM-AM波，可通过对v2进行包络检波得到所需的解调电压。第八张，PPT共二十七页，创作于2022年6月9 一理想时延网络的频率特性：2FM波到FM-PM波的变换当 v1(t) = Vlmcos(ct + Mfsint) 时

5、，其中 sin(t-0) = sintcos0- costsin0 sint- cost0 (若0 /12，则 cos0 1，sin0 0)第九张，PPT共二十七页，创作于2022年6月10即 sin(t-0) sint- cost0上式表明，通过理想时延网络，当 0 /12 时，输出调频波中附加相移为 = -c0 - Mf0 cost = - 0 (c+ m cost )与输入调频波的瞬时频率成正比。第十张，PPT共二十七页，创作于2022年6月11理想时延网络幅频特性：恒值相频特性：线性总结：线性网络：利用时沿网络线性相频特性构成线性网络或微分网络线性幅频特性构成线性网络。第十一张，PPT

6、共二十七页，创作于2022年6月12四、振幅限幅器 作用：将寄生调幅的调频信号变换为等幅的调频信号。第十二张，PPT共二十七页，创作于2022年6月131差分对振幅限幅器(1)电路(2)原理输入 vS 较大，iC 上下削平，后接LC谐振回路，可得等幅调频波。LC调谐回路：中心频率fc，BWFM波的频谱带宽。多级差放级联，可有效降低门限电压（单级：100mV左右）。第十三张，PPT共二十七页，创作于2022年6月14一、失谐回路斜率鉴频电路1电路组成(1)单失谐回路(谐振回路对输入调频波的载波失谐)(2)二极管包络检波器2工作原理 (1)将载波角频率设在谐振特性曲线倾斜部分中接近直线段的中点(

7、O或 O ) 。 (2)单失谐回路将输入的等幅调频波 vS(t) = Vsmcos(ct + Mfsint) 变换为幅度反映瞬时频率变化的调幅调频波。(3)通过包络检波器完成鉴频功能。斜率鉴频器5.3.2斜率鉴频电路第十四张，PPT共二十七页，创作于2022年6月153扩大鉴频特性范围单失谐回路鉴频器：谐振曲线线性范围小，为扩大鉴频特性范围，多采用双失谐回路斜率鉴频器。 (1)电路vO = vAV1 - vAV2 图中，上谐振回路调谐在 f01，下谐振回路调谐在 f02，它们各自失谐在输入调频波载波频率 fc 的两则，并且与 fc 间隔 f 相等，即 f = f01 - fc = fc- f0

8、2。第十五张，PPT共二十七页，创作于2022年6月16(2)鉴频特性设 A1() 、A2()：上、下两谐振回路的幅频特性vO ：双失谐回路斜率鉴频器输出解调电压，则vO = vAV1 - vAV2 = VsmdA1()-A2()可见，当 Vsm 和 d 一定时，vO 随 的变化特性就是两个失谐回路的幅频特性相减后的合成特性。 d：上、下两包络检波器的检波电压传输系数(3)讨论合成鉴频特性曲线的线性： 与两失谐回路的幅频特性形状有关； 主要取决于 f01 和 f02 的位置。配置恰当，补偿两曲线中的弯曲部分，可获线性范围较大的鉴频特性曲线。第十六张，PPT共二十七页，创作于2022年6月17

9、二、集成电路中采用的斜率鉴频器1电路 ( P294 ) T1T2：射随器；T3T4：三极管包络检波器；T5T6：差分放大器； L1C1C2：线性网络，作用： f V 变换，输出调频调幅电压 v1 (t) ，v2 (t)。vo (v1m-v2m)第十七张，PPT共二十七页，创作于2022年6月182f V 变换原理(1)当 时， L1C1并联谐振，v1m 最大， v2m 最小；(2) 当 时， L1C1C2串联谐振， v1m 最小，v2m 最大；(3)合成鉴频特性曲线如图：vO = A (V1m- V2m ) A：增益常数，取决于射随器、检波器、差分放大器。第十八张，PPT共二十七页，创作于20

10、22年6月19作用：鉴相，用来检出两信号间的相位差，并输出与相位差大小相对应的电压。实现电路一、乘积型鉴相器1组成框图5.3.3相位鉴频电路-*叠加型乘积型模拟鉴相器由数字电路构成*数字鉴相器加在乘法器的两输入端的应是一对具有同一调频规律，而不同频率具有不同相差的信号，相差与频偏成线性关系。第十九张，PPT共二十七页，创作于2022年6月20诺顿定理 如图(b)，其中， 则该网络就是在 激励下的单谐振回路。在 0 附近，网络的增益 A(j) 可近似表示为1. 频相转换网络（单调谐回路移相电路） 电路（图（a) 输出电压 或(5-3-25)式中定义为广义失谐量，其中二、乘积型相位鉴频器的实际电路

11、（电视机伴音IC）第二十张，PPT共二十七页，创作于2022年6月21 幅频特性和相频特性曲线可根据 (5-3-25) 式画出，如图。 讨论 比较理想时延网络特性，该网络既不能提供恒值的幅频特性，也不能提供线性的相频特性，仅在 0（ 0应设置为 c）附近的很小范围内，才可近似认为 A() 为恒值，A() 在 /2 上、下线性变化。第二十一张，PPT共二十七页，创作于2022年6月22T3 T9、D6：双差分对平衡调制器。 2. 乘积型鉴相器第二十二张，PPT共二十七页，创作于2022年6月23除 90 固定相移外，它们之间的相位差为 。则双差分对管输出差值电流为(5-3-19)(1)V2m 2

12、60 mV，上式简化为(4-2-27 式)双差分对管平衡调制器工作原理：设两个输入信号分别为第二十三张，PPT共二十七页，创作于2022年6月24通过低通滤波器，滤除 2 及其以上各次谐波项，取出有用的平均分量，其值与 sin 成正比。设双差分对管的直流负载电阻为 RC，低通滤波器的传输增益为 1，则鉴相器的鉴相特性为(5-3-20)式中，Ad 为鉴相灵敏度，单位为 V。第二十四张，PPT共二十七页，创作于2022年6月25输入信号引入 90 的固定相移，目的为了获得正弦的鉴相特性，以保证 = 0 时 vO = 0，且上、下奇对称。 *(2)当 Vlm 和 V2m 均大于 260 mV当 时，sin ，vO 与 成正比。故只能不失真地解调 为小值的调相信号。 构成符合门鉴相器。第二十五张，PPT共二十七页，创作于2022年6月263总电路（P352）(1)电