第八章调角信号的解调电路

第一节概述1、调相波解调电路的功能是从调相波中取出原调制信号，也称为鉴相器。当输入调相波:

2、调频波解调电路的功能是从调频波中取出原调制信号，也称鉴频器。输出电压:当输入调频波:

输出电压:一、调角信号解调电路的功能

从调角波中取出原调制信号。鉴相器的技术指标1、鉴相特性曲线:即鉴相器输出电压与输入信号的瞬时相位偏移的关系。通常要求是线性关系。2、鉴相跨导:鉴相器输出电压与输入信号的瞬时相位偏移的关系的比例系数。即鉴相特性曲线的斜率。3、鉴相线性范围:通常应大于调相波最大相移的二倍。4、非线性失真:应尽可能小。二、主要技术指标鉴频器的主要指标

1、鉴频特性曲线:即鉴频器输出电压与输入信号的瞬时频率偏移Δf

的关系。通常要求是线性关系。2、鉴频跨导:鉴频器输出电压与输入信号的瞬时频率偏移的关系的比例系数。即鉴频特性曲线的斜率,也叫鉴频灵敏度3、鉴频线性范围:通常应大于调频波最大频偏的二倍。4、非线性失真:应尽可能小。1、鉴相电路通常可分为模拟电路型和数字电路型两大类。2、在集成电路系统中，常用的有模拟乘法器构成的乘积型鉴相器和数字门电路构成的门电路鉴相器。第二节鉴相器

调相信号参考信号解调输出乘法器一、鉴相器的分类二、乘积型鉴相电路1、电路组成框图2、工作原理分析

u1是需解调的信号:u1

是与u2正交的参考信号:

一般来说，u1和

u2

为正交关系，以取得正弦形鉴相特性。模拟乘法器的输出电流：

u1和

u2大小不同，要采取不同的近似方法，分为以下三种情况讨论：

u1和

u2都是小信号u1是小信号，u2是大信号u1和

u2都是大信号

①

u1和

u2均小于26mV时，根据模拟乘法器的特性，其输出电流②经低通滤波器滤波，在负载

RL

可得输出电压为调相波的相移低频高频

u1和

u2都是小信号当时，，即上式中表示和的瞬时相位差。通常用表示。随变化为正弦形。

③鉴相特性曲线④主要指标鉴相跨导:当鉴相跨导为的单位为线性鉴相范围②当u2

的振幅大于100mV时，双曲线函数具有开关函数的形式①u1为小信号，u2

为大信号时，乘法器的输出电流为u1为小信号，u2

为大信号展开为傅氏级数③乘法器输出电流④经低通滤波器滤波，在负载RL

上得到输出电压鉴相跨导线性鉴相范围鉴相特性是正弦形⑤主要技术指标②在u1和u2的振幅均大于100mV时，与u2

相似，u1

也可表示为开关函数形式①u1和u2均为大信号时，乘法器的输出电流为

u1

和u2

均为大信号展开为傅氏级数③乘法器的输出电流为④经低通滤波器滤波，在负载上得到输出电压两个开关函数相乘后的电流波形一次和三次叠加一次、三次和五次叠加⑥在区间，⑤鉴相特性为三角波形⑦鉴相跨导⑧鉴相线性范围不同的起始固定相移的鉴相特性

(a)起始固定相移等于90°；(b)起始固定相移等于0°；(c)起始固定相移等于-90°；(d)起始固定相移等于180°由MC1596组成的鉴相电路(a)电路；(b)大信号输入和输出方波；(c)线性鉴相特性三.门电路鉴相器特点电路简单线性鉴相范围大易于集成化分类或门鉴相器异或门鉴相器异或门鉴相器及波形经低通滤波器滤波后，输出电压ud(φe)与φe的关系为三角形，可表示为：其鉴相跨导为：第三节鉴频器一、鉴频电路的分类1、调频-调幅调频变换型包络检波器线路简单、性能好调频波调幅调频波检波2、相移乘法鉴频型调频波调相调频波鉴相3、脉冲均值型（零交点鉴频或脉冲计数式鉴频）把调频信号通过过零比较器变换成重复频率与调频信号瞬时频率相等的单极性等幅脉冲序列，然后通过低通滤波器取出脉冲序列的平均值，这就恢复出与瞬时频率变化成正比的信号。斜率鉴频单失谐回路双失谐回路相位鉴频比例鉴频二、鉴频器的主要特性能全面描述鉴频器主要特性的是鉴频特性曲线。输出电压uo(t)——输入信号瞬时频偏Δω(t)或Δf(t)的关系曲线

foΔfuo(t)BmΔf(t)uo(t)或：所以：表明：要实现无失真鉴频，要求鉴频器的输出电压与频偏成线性关系。

（1）鉴频跨导：表明了鉴频特性曲线在原点处的斜率，反映了鉴频灵敏度。显然希望SD值应尽可能的大。对鉴频特性曲线的主要要求：（2）鉴频器的峰值频带宽度Bmax，要求Bmax应大于输入FM波最大频偏摆动范围 。

Bm≥2Δfm三、斜率鉴频法

调制信号为uΩ=f(t)调频波为对此式直接微分可得

最简单的频—幅变换电路就是并联谐振回路，其工作特点：1、单失谐回路鉴频器FM信号工作在并联谐振回路的失谐区，即（

），当FM波电流流过回路时，由于瞬时频率随调制信号而变化，对于不同的瞬时频偏，失谐回路阻抗不同，回路输出电压 振幅将随瞬时频偏 的变化而变化，即可完成 变换。

f

o

fp利用失调回路中幅频特性曲线的倾斜部分来实现鉴频，解调后失真较大，是一种原始类型的鉴频器，现已很少采用，但它对理解振幅鉴频器对FM波的解调有很直观的意义。

fpius(fo)（1）、双失谐回路鉴频器原理图检波电路波形变换LC回路：谐振在,带宽较宽L1C1回路：谐振在L2C2回路：谐振在鉴频器输出电压是上下两个检波器输出电压之差。2、双失谐回路鉴频器①当输入调频信号的频率从ωc向增大方向偏离时，L2C2

回路电压大，而L1C1回路电压小，经检波后u01＜u02，则鉴频器输出电压u0=u01-u02＜0

。②当输入调频信号的频率从ωc向减小方向偏离时，L2C2回路电压小，而L1C1回路电压大。经检波后u01＞u02

，则鉴频器输出电压

u0=u01-u02＞0。双失谐回路鉴频器的鉴频特性双失谐回路鉴频器的输出是取两个带通响应之差，即该鉴频器的传输特性或鉴频特性，如图中的实线所示。其中虚线为两回路的谐振曲线。从图看出，它可获得较好的线性响应，失真较小，灵敏度也高于单回路鉴频器。

两个失谐回路分别调谐于35MHz和40MHz。它们是共基放大器的负载回路。输入调频波ui从两放大器发射极输入，经共基放大，在负载回路产生输出电压经检波器产生检波电流I1和I2。在负载上得到电压为（I1-I2）RL

。（2）、实用电路举例六、相移乘法鉴频器由移相器将调频波变成调相调频波，然后经乘法器与原调频波进行相位比较，从低通滤波器取出原调制信号。1、相移乘法鉴频器的组成移相网络及其特性

为广义失谐2移相网络及其特性图中电容C1和单调谐回路LC2R组成的分压传输移相网络，其输出电压Ú2为：令则：ω在ω0附近变化时：且（1）输出电压与输入电压的关系当ω变化较小，即

arctanξ<π/6(rad)时:（3）对于输入调频信号来说，其瞬时频率：移相网络及其特性（2）移相网络传输的幅频特性和相频特性如图（b）所示：则：中心频率：则：

3鉴频原理（1）输入信号：u1=U1mcos[ωct+mfsinΩt]是调制信号:uΩ(t)=UΩmcos(Ωt)

的调频波。（2）经移相网络得u2：（3）经乘法器相乘，乘法器输出电流为（设u1、u2均为小信号）（4）经低通滤波器（设通带内传输系数KL=1），在负载RL上得输出电压：若：则：用MC1596构成乘积型相位鉴频器七、

脉冲均值型鉴频器低通滤波器过零比较器脉冲均值型鉴频原理方框图（1）调频信号通过过零比较器，在每一个正过零点由电路产生一个振幅为U1m，宽度为τ的单极性矩形脉冲。这个矩形脉冲的重复频率和调频信号的瞬时频