第六章第二次6.1-2调频电路

第6章角度调制和解调6.1概述6.2调角信号的数学分析

6.3调频电路6.4调频波的解调原理及电路1）角度调制与振幅调制的本质比较3）调角信号的波形特点2）瞬时频率与瞬时相位2）调相信号的数学分析1）调频信号的数学分析3）调角信号的频谱与带宽如果设载波：

，调制信号：

FM波

PM波1)瞬时角频率：

调频信号与调相信号的数学关系比较总结2)瞬时相位：

3)最大角频偏

4)最大相移：

5)数学表达式:

注意：与调制信号形式有关。FM:调频波形与调相波形PM:求导（1）任意一般正弦波载波信号数学表达式为：

如果利用调制信号去控制三个参量中的某个，可产生不同调制作用:amphitudemodulationAM:frequencymodulationFM:phasemodulationPM:AM调制方式中AMDSB属于频谱线性搬移电路FMPM调制方式中：属于频谱的非线性搬移电路,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SSB6.1调频概述FM，PMωAMωωωωωωωω振幅调制方式AMDSB属于频谱线性搬移电路FMPM调制方式中：属于频谱的非线性搬移电路SSBAM与FM、PM频谱比较第6章角度调制和解调6.1概述6.2调角信号的数学分析

6.3调频电路6.4调频波的解调原理及电路6.3调频电路6.3.1实现调频、调相的方法

6.3.2变容二极管直接调频电路

6.3.3晶体振荡器直接调频电路

6.3.4间接调频电路

1）直接调频法2）间接调频法0）调频器和调相器的作用调频器和调相器的作用输入信号输入信号6.3调频电路6.3.1实现调频、调相的方法

6.3.2变容二极管直接调频电路

6.3.3晶体振荡器直接调频电路

6.3.4间接调频电路

1）直接调频法2）间接调频法0）调频器和调相器的作用让调频器的输入信号为调制信号

直接法让调相器输入信号为调制信号

1）利用调频器实现调频波2）利用调相器实现调相波6.3调频电路6.3.1实现调频、调相的方法

6.3.2变容二极管直接调频电路

6.3.3晶体振荡器直接调频电路

6.3.4间接调频电路

1）直接调频法2）间接调频法0）调频器和调相器的作用间接法输入信号输入信号1）利用调频器实现调相波2）利用调相器实现调频波微分积分把

先微分后再送入调频器，可以得间接调相。

把

先积分后，再送入调相器，也可得到对而言的调频波。

（1）间接调频（2）间接调相6.3调频电路6.3.1实现调频、调相的方法

6.3.2变容二极管直接调频电路

6.3.3晶体振荡器直接调频电路

6.3.4间接调频电路

1）直接调频法2）间接调频法0）调频器和调相器的作用6.3.2变容二极管直接调频电路

2）变容二极管直接调频电路1）压控振荡器压控振荡器原理在直接调频法中常采用压控振荡器作为频率调制器来产生调频信号。直接调频法：VCO电路本质：用调制信号电压控制振荡回路的参数，如回路电容C或回路电感L，并使振荡频率增量∆ω正比于所加调制信号电压，即可实现调频。

VCO中最常用的压控元件：变容二极管

由晶体管和场效应管组成的电抗电路。

调频器由三点式振荡器而得到6.3.2变容二极管直接调频电路

2）变容二极管直接调频电路1）压控振荡器变容二极管变容二极管调频电路调频性能分析1.变容二极管

正向偏置，电容效应比较小。

反向偏置，势垒电容效应。

为利用PN结的电容，PN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，而专用的变容二极管，是经过特殊工艺处理后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。结电容Cj与反偏电压uR的关系：式中Co：

时的电容值（零偏置电容）反向偏置电压，UD：PN结势垒电位差。

γ

：结电容变化指数，通常γ=1/2—1/3，经特殊工艺制成的超突变结电容γ

=1—5可以看出C

j与uR之间是非线性关系，即变容二极管属于非线性电容。PN结具有电容效应

+-Cj+-uR变容二极管目标：得到电容与电压的公式设在变容二极管上加一个静态工作电压Uo和一个单频调制信号

，则结反偏电压：

而结电容：

其中：

为静态工作点的结电容。

表示结电容调制深度的调制指数。

CjuRUQ=UOuRtCjtCjQ+-uR变容二极管小结Cj+-uR其中：

若在变容二极管上所加反偏电压为：一个静态工作电压UQ=Uo和一个单频调制信号

6.3.2变容二极管直接调频电路

2）变容二极管直接调频电路1）压控振荡器变容二极管变容二极管调频电路调频性能分析为了突出调频性能的分析，下图只画出了它的高频交流等效电路，没有画出直流馈电电路

变容二极管直接调频的原理电路

+uR-LCjC1C2VTLCjC1C2VTLDC3C4ECR2+uΩ-R1+Uo-

因此图中，C3为高频耦合且隔直电容，耦合高频信号到Cj，且隔离直流Ec，C4为耦合隔直电容，耦合低频，隔开直流，LB为高频扼流圈，阻止高频电流经过调制信号源被旁路，右图为振荡器高频交流等效电路，Cj与振荡器回路并联，R1，R2为Cj的偏置电路，为Cj提供静态直流偏压变容二极管直接调频原理电路：第一：观察如何将变容二极管加到三点式振荡器中去称为调频电路第二：为了计算出调频频率，必须会画出哪三种电流通路

一般分析一个变容二极管直接调频电路，需要画出三种通路，才能进行计算1、振荡电路的高频信号的交流通路——以计算频率2、变容二极管的直流通路——以确定二极管直流电压3、变容二极管的低频调制信号的交流通路——以确定交流电压而二极管的反偏电压为：

6.3.2变容二极管直接调频电路

2）变容二极管直接调频电路1）压控振荡器变容二极管变容二极管调频电路调频性能分析根据三种电路：1、得到瞬时频率的数学表达式2、数学方法展开3、与调频的瞬时频率标准式对比4、得出调频的中心频率，最大频偏，调频灵敏度以及不理想的频率偏差。由电路可知，振荡频率为：

;而

如果设：，则有

所以：有

其中：

为未加调制信号（）时的振荡频率，3．

调频性能分析即为调频振荡器的中心频率。根据电路：1、得到瞬时频率的数学表达式2、数学方法展开3、和调频的瞬时频率标准式对比4、得出调频的中心频率，最大频偏，调频灵敏度以及不理想的频率偏差。则讨论：1设γ=2即满足线性调频。

2

当则

（利用级数展开忽略高次项，

根据电路：1、得到瞬时频率的数学表达式2、数学方法展开3、与调频的瞬时频率标准式对比4、得出调频的中心频率，最大频偏，调频灵敏度以及不理想的频率偏差。则;而

为了简化电路分析，如果设：，则有

所以：有

其中：

为未加调制信号（）时的振荡频率，3．

调频性能分析即为调频振荡器的中心频率。讨论：1设γ=2即满足线性调频。

2

当则

可近似为：

是由Cj—

uR的非线性而引起的。（2）

：与调频频率有关的最大频偏。

（3）

由于Cj—uR的非线性作用，使频偏中增加了Ω的谐波分量（2Ω）而引起的附加频偏，应尽量减少这种失真。其中：（1）

：为中心频率的偏移量

调频灵敏度：直接调频的优点：最大频偏可以较宽缺点：载频不稳定调频电路调频性能分析的计算过程公式总结：先处理电路再列频率关系式1）画出三种电路，高频交流通路，反向直流电压与低频电压2）根据高频交流通路，得L,C总，列出w（t）表达式3）进行数学分析:利用级数展开除去幂指数4）利用三角函数公式降幂后，合并同类项，得到展开式5）与调频的频率定义式比较后解析结果：三类式子各自代表的物理意义（中心频率偏移量，最大频偏，失真）课后题6.56.5P286解：变容二极管等效电容为m=0.45;r=1/2;

（1）（2）

（3）（4）

（5）6.3调频电路6.3.1实现调频、调相的方法

6.3.2变容二极管直接调频电路

1）直接调频法2）间接调频法0）调频器和调相器的作用内