Chapter 8调角信号解调-111128

§8.1概述§8.2鉴相器§8.3鉴频器§8.4习题Chapter8

调角信号解调二、主要技术指标

鉴频器

(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)鉴频线性范围，通常应大于调频波最大频移的二倍。(3)鉴频跨导，鉴频器输出电压与输入信号的瞬时频率偏移的比例系数。(4)非线性失真，应尽可能小。§8.1概述一、调角信号的解调电路的功能调角信号解调电路的功能是从调角波中取出原调制信号。调相波解调电路又称为鉴相器.是从调相波中取出原调制信号，即输出电压与输入信号的瞬时相位偏移成正比。调频波解调电路又称为鉴频器，是从调频波中取出原调制信号，即输出电压与输入信号的瞬时频率偏移成正比。鉴相器

(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Δφ的关系。通常要求是线性关系。(2)鉴相线性范围，通常应大于调相波最大相移的二倍。(3)鉴相跨导，鉴相器输出电压与输入信号的瞬时相位偏移Δφ的比值。(4)非线性失真，应尽可能小。§8.2鉴相器鉴相电路通常可分为模拟电路型和数字电路型两大类。而在集成电路系统中，常用的电路有乘积型鉴相和门电路鉴相。鉴相器除了用于解调调相波外，还可构成移相鉴频电路。在锁相环路中作为主要组成部分得到了广泛的应用。一、乘积型鉴相电路1.思路：设：调相波u1=U1mcos[ωct+φ1(t)]

载波正交信号u2=U2msin[ωct]经低通滤波器滤除第二项高频成分，在负载RL上可得输出电压为:φ1<±30°时,sinφ1≈φ1。正弦形鉴相特性近于直线2.电路结构：u1模拟乘法器低通滤波ku1u2uou2其中：u1=U1mcos[ωct+φ1(t)]u2=U2msin[ωct]§8.3鉴频器*鉴频电路分类（可分为三类）：①调频—调幅调频变换型：这种类型是先通过线性网络把等幅调频波变换成振幅与调频波瞬时频率成正比的调幅调频波，然后用振幅检波器进行振幅检波。②相移乘法鉴频型：这种类型是将调频波经过移相电路变成调相调频波，其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化成线性关系，然后将调相调频波与原调频波进行相位比较，通过低通滤波器取出解调信号。因为相位比较器通常用乘法器组成，所以称为相移乘法鉴频。③脉冲均值型：这种类型是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等宽脉冲序列，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。思路：包络检波器uFM―uFM-AM调频—调幅调频变换型：Ui0工作区(线性区)fcf0f－LCic(ωct)+频—幅

变换方法之一：一、单回路斜率鉴频器1.电路结构：2.工作原理：Ui0工作区(线性区)fcf0fUi0工作区(线性区)fcf0fuio

t

t

t

uFMuiot

t

o

o

tuiUouFM→uFM-AMuFM-AM→uΩf0uFM(fc)

二、双失谐回路鉴频器

uFMf0=fcu1u2+--+Uo1Uo2Uo+-(a)f01f02ff02fcf01

o

tt

o

U01U02

o

tU0t

uFM实用电路

o

tu0=u01+u02

otu01to

u02uAF1ot

o

t

uAF2三、相位鉴频器频—幅

变换方法之二：电路组成+.+C1L1+-U1uiEcML2.--2U2+2U2.C2-I2.+-U1.L3RLRLCC+--+uo1uo2uo+-UD2UD1频相转换放大包络检波相幅转换CoUa++Ub--ab.相幅变换uFMuFM-AMuo频相变换uFM-PM包络检波

o

ttU01U02

o

t

o

U0+.+C1L1+-U1uiEcML2.--2U2+2U2.C2-I2.+-U1.L3RLRLCC+--+uo1uo2uo+-UD2UD1频相转换放大包络检波相幅转换CoUa++Ub--ab.

相位鉴频器的输出电压除了与输入电压的瞬时频率有关外，还与输入电压的振幅有关。而在实际工作中，调频信号通过传输很难保证是理想的等幅波，特别是寄生调幅的干扰分量。当输入uFM不为等幅波时，将会带入干扰。解决方法：①加一级限幅放大器

相为鉴频uFM限幅放大uo四、比例鉴频器②采用比例鉴频器特点：

1.a’b’

两端并接一个大电容量C0，使2.VD2与相位签频器的接法方向相反,使检波输出为：3.负载接法不同比例鉴频器电路C0思路：相移乘法鉴频器：移相器电路乘法器uFMuFM-AMuo移相器uFM-PM低通滤波－LC2uc(ωct)+RC1其中：频率特性：ffo∴产生调相调频波当时：调频波u1

经移相器产生调相调频波u2为输入调频波为设原调制信号为经低通滤波后，在RL上得到电压为在u1和u2均为小信号的条件下，乘法器的输出电流为乘法器输出：思路：脉冲均值型鉴频器（脉冲计数式鉴频器）：将调频信号瞬时频率的变化，直接表现为单位时间内调频信号过零值点的疏密变化(如图)，若以正过零点触发产生一个单极性矩形脉冲，这样就把原始调频信号转换成了重复频幅为率与调频信号的瞬时频率相同的单向矩形脉冲序列。单位时间内矩形脉冲的数目就反映了调频波的瞬时频率。该脉冲序列的平均值能直接反映单位时间内矩形脉冲的数目。脉冲个数越多，平均分量越大，脉冲个数越少，平均分量越小。因此实际应用时，只需用一个低通滤波器取出这一反映单位时间内脉冲个数的平均分量，就能实现鉴频。脉冲计数式鉴频器的优点是线性好，频带宽，易于集成化。一般能工作在10MHz左右，是一种应用较广泛的鉴频器。u1模拟乘法器低通滤波ku1u2uou2其中：u1=U1mcos[ωct+φ1(t)]

u2=U2msin[ωct]鉴相器鉴频器1.调频—调幅调频变换型：uiUouFM→uFM-AMuFM-AM→uΩf0uFM(fc)uFMf0=fcu1u2+--+Uo1Uo2Uo+-f01f022.相位鉴频器+.+C1L1+-U1uiEcML2.--2U2+2U2.C2-I2.+-U1.L3RLRLCC+--+uo1uo2uo+-UD2UD1CoUa++Ub--ab.3.相移乘法鉴频器：乘法器uFMuFM-AMuo移相器uFM-PM低通滤波4.脉冲均值型鉴频器：电路复习思考题：1.如图所示斜率鉴频方法正确的是