瞬时频率-贵州电子信息职业技术学院.ppt

高高频频电电子子线线路路学习项目六学习项目六 调角与解调调角与解调调角波的基本性质调角波的基本性质调频波调频波调相波调相波调频电路调频电路直接调频直接调频间接调频间接调频鉴频器鉴频器斜率鉴频斜率鉴频相位鉴频相位鉴频内内容容提提要要高高频频电电子子线线路路.1 调角波的基本性质调角波的基本性质调频波调频波数学表达式、频偏及相偏数学表达式、频偏及相偏波形波形调相波调相波数学表达式、频偏及相偏数学表达式、频偏及相偏波形波形调角波的频谱与带宽调角波的频谱与带宽单频调制时调频波与调相波的比较单频调制时调频波与调相波的比较高高频频电电子子线线路路调频波调频波数学表达式、频偏及相偏数学表达式、频偏及相偏瞬时频率：瞬时频率：频偏：频偏：最大频偏：最大频偏：瞬时相位：瞬时相位：相偏：相偏：最大相偏：最大相偏：表达式：表达式：高高频频电电子子线线路路调频波的波形示意：调频波的波形示意：高高频频电电子子线线路路调相波调相波数学表达式、频偏及相偏数学表达式、频偏及相偏瞬时相位：瞬时相位：相偏：相偏：最大相偏：最大相偏：瞬时频率：瞬时频率：频偏：频偏：最大频偏：最大频偏：表达式：表达式：高高频频电电子子线线路路调相波的波形示意调相波的波形示意高高频频电电子子线线路路调角波的频谱与带宽调角波的频谱与带宽频谱分布特点：频谱分布特点：BW2mF=2fm （宽带调角信号）宽带调角信号）n带宽估算方法：带宽估算方法：当当m远小于远小于1时：时：当当m远大于远大于1时：时：BW=2F（窄带调角信号）窄带调角信号）高高频频电电子子线线路路单频调制时两种调角信号的比较单频调制时两种调角信号的比较调频信号调相信号瞬时频率瞬时相位最大频偏调制指数表达式高高频频电电子子线线路路.2 调频电路调频电路直接调频电直接调频电路路n变容二极管调相电路变容二极管调相电路n矢量合成法间接调频矢量合成法间接调频n可变时延法调相可变时延法调相n间接调频电路间接调频电路n变容二极管调频电路变容二极管调频电路n晶体振荡器调频电路晶体振荡器调频电路n集成调频电路集成调频电路高高频频电电子子线线路路直接调频直接调频变容二极管调频变容二极管调频电路组成：电路组成：n变容二极管特性：变容二极管特性：n工作原理：工作原理：高高频频电电子子线线路路直接调频直接调频晶体振荡器调频晶体振荡器调频电路特点电路特点原理电路原理电路等效电路等效电路谐振特性谐振特性必须满足：必须满足：因而，频偏很小。因而，频偏很小。才能够振荡才能够振荡高高频频电电子子线线路路直接调频直接调频集成调频电路集成调频电路锁相调频锁相调频把调制信号把调制信号u(t)加在锁相环加在锁相环VCO的频率控制端，使的频率控制端，使VCO的频率随调的频率随调制信号作线性变化，就可以达到调频目制信号作线性变化，就可以达到调频目的的。n电路框图：电路框图：n工作原理：工作原理：高高频频电电子子线线路路间接调频电路间接调频电路原理原理先对调制信号进行先对调制信号进行积分，再用积分后积分，再用积分后的信号对载波进行的信号对载波进行调相，就可以间接地得到所需的调频波。调相，就可以间接地得到所需的调频波。n电路电路n原理原理n本质上是个调相电路本质上是个调相电路n特点：特点：高高频频电电子子线线路路间接调频电路间接调频电路变容二极管调相变容二极管调相工作时回路处于失谐状态，使回路工作时回路处于失谐状态，使回路电压超前或滞后电流，实现调相。电压超前或滞后电流，实现调相。Cj随调制随调制信号变化信号变化积分电路积分电路调相输入调相输入调频输入调频输入高高频频电电子子线线路路基本原理：积分后的调制信号与移相基本原理：积分后的调制信号与移相90的载的载频信号在相乘电路中产生与载频正交的双频信号在相乘电路中产生与载频正交的双边带信号，然后再与载频信号相加即可产边带信号，然后再与载频信号相加即可产生窄带调频信号生窄带调频信号间接调频电路间接调频电路矢量合成法矢量合成法限幅滤除干扰限幅滤除干扰倍频扩大频偏倍频扩大频偏高高频频电电子子线线路路基本原理：将载频信号变为脉冲序列，用数字电基本原理：将载频信号变为脉冲序列，用数字电路实现可控延时，然后再将延时后的脉冲序列变路实现可控延时，然后再将延时后的脉冲序列变成模拟载波信号，只要延时受调制信号控制，且成模拟载波信号，只要延时受调制信号控制，且它们的关系是线性的，即可获得所需的调相波。它们的关系是线性的，即可获得所需的调相波。间接调频电路间接调频电路可变时延法可变时延法高高频频电电子子线线路路.3 鉴频器鉴频器鉴频实现原理鉴频实现原理 鉴频特性鉴频特性 鉴频实现方法鉴频实现方法斜率鉴频器斜率鉴频器 单失谐回路斜率鉴频器单失谐回路斜率鉴频器 双失谐回路斜率鉴频器双失谐回路斜率鉴频器 集成电路中的斜率鉴频器集成电路中的斜率鉴频器相位鉴频器相位鉴频器 乘积型乘积型 叠加型叠加型高高频频电电子子线线路路鉴频实现原理鉴频实现原理鉴频特性鉴频特性鉴频器的两个性能指标：鉴频器的两个性能指标：n鉴频灵敏度鉴频灵敏度SD单位频偏所产生的输出电压的大小单位频偏所产生的输出电压的大小n线性范围（带宽）鉴频特性中近似直线的范围线性范围（带宽）鉴频特性中近似直线的范围高高频频电电子子线线路路斜率鉴频斜率鉴频 原理原理鉴频实现原理鉴频实现原理鉴频实现方法鉴频实现方法n相位鉴频相位鉴频 原理原理n脉冲计数脉冲计数式鉴频原理式鉴频原理高高频频电电子子线线路路斜率鉴频器斜率鉴频器单失谐回路单失谐回路输入的调频波经输入的调频波经LC失谐回路变换为调幅失谐回路变换为调幅-调调频波，然后经频波，然后经V、C1、RL所组成的包络检波所组成的包络检波器解调出原调制信号。器解调出原调制信号。n电路组成电路组成n工作原理工作原理高高频频电电子子线线路路频-幅转换原理：调频信号中心频率fc失谐于谐振回路的谐振频率f0，调频波的中心频率fc处于回路谐振曲线的倾斜部分，接近直线段的中心点A，则失谐回路可将调频波变换为随瞬时频率变化的调幅调频波。高高频频电电子子线线路路调频波经两个失谐回路转换为两个调幅调频波经两个失谐回路转换为两个调幅-调频调频波，再经各自的包络检波器，得到两反相的波，再经各自的包络检波器，得到两反相的输出信号，然后合成得到总的输出信号。输出信号，然后合成得到总的输出信号。斜率鉴频器斜率鉴频器双失谐回路双失谐回路n电路组成电路组成n工作原理工作原理高高频频电电子子线线路路鉴频鉴频S曲线：曲线：当调频信号的频率为当调频信号的频率为f fc c时，时，U U1m1m与与U U2m2m大小大小相等，检波输出电压相等，检波输出电压u u0101=u u0202，鉴频器输出鉴频器输出电压电压u u0 0=0=0；当调频波当调频波频率为频率为f f0101时，时，U U1m1m U U2m2m，u u0101 u u0202，鉴频器输鉴频器输出电压出电压u u0 000为正值，为正值，且为最大；当调频信且为最大；当调频信号频率为号频率为f f0202时，时，U U1m1m U U2 2m m，则，则u u0101 u u0202，所以，所以，u u0 000为负最大为负最大值。值。高高频频电电子子线线路路斜率鉴频器在集成电路中的实际应用：斜率鉴频器在集成电路中的实际应用：V V1 1、V V4 4射极跟射极跟随随V V2 2、V V及及射极电容包射极电容包络检波络检波V V3 3、V V6 6差动放大差动放大L L、C C1 1、C C2 2频频幅转换网络幅转换网络高高频频电电子子线线路路相位鉴频器相位鉴频器乘积型乘积型将将FM波波延延时时to，当当to满满足足一一定定条条件件时时，可可得得到到相相位位随随调调制制信信号号线线性性变变化化的的调调相相波波，再再与与原原调调频频波波相相乘乘实实现现鉴鉴相相后后，经经低低通通滤滤波波器器滤滤波，即可获得所需的原调制信号。波，即可获得所需的原调制信号。n原理框图原理框图n工作原理工作原理高高频频电电子子线线路路原理框图原理框图相位鉴频器相位鉴频器叠加型叠加型n首首先先利利用用延延时时电电路路将将调调频频波波转转换换为为调调相相波波，再再将将其其与与原原调调频频波波相相加加获获得得调调幅幅调调频频波波，然然后后用用二二极极管管包包络络检检波波器器对对调调幅幅调调频频波波解解调调，恢恢复复原原调调制制信号。信号。n工作原理工作原理高高频频电电子子线线路路 学习小结：学习小结：在调角信号中频偏和相偏分别反映了调制信在调角信号中频偏和相偏分别反映了调制信号的变化规律。号的变化规律。调频的方法有直接调频法和间接调频法两种。调频的方法有直接调频法和间接调频法两种。斜率鉴频和相位鉴频是两种主要鉴频方式，斜率鉴频和相位鉴频是两种主要鉴频方式，集成斜率鉴频和乘积型相位鉴频，便于集成，集成斜率鉴频和乘积型相位鉴频，便于集成，调频容易、线性度好，应用广泛。调频容易、线性度好，应用广泛。斜率鉴频器是先频幅转换，后包络检波；相斜率鉴频器是先频幅转换，后包络检波；相位鉴频器是先频相转换，后鉴相。位鉴频器是先频相转换，后鉴相。