第20讲_高频_相位鉴频电路等.ppt

第二十讲 相位鉴频电路等 * * 第6章 角度调制与解调 旧版： 第7.4.2.2 章节 相位鉴频法 6.4.3 相位鉴频器 请四班、五班第五批同学:实现叠加型相位鉴频电路仿真 请一班、二班第六批同学:实现比例鉴频电路仿真 请三班、四班第六批同学:实现乘积型相位鉴频电路仿真 技术指标要求 针对FM信号实现鉴频 1.载波频率1MHz 2.频偏40KHz 3.调制信号频率4KHz 鉴相器是用来比较两个同频输入电压u1(t)和u2(t)的相位，而输出电压u0(t)是两个输入电压相位差的函数， 即 当线性鉴相的情况下: 鉴相器 鉴相器可实现PM信号的解调，但也广泛用于解调FM信号，以及锁相技术及频率合成技术中。 鉴相器的实现方法： 乘积型鉴相器 叠加型鉴相器 相加器 相加器 包络 检波器 包络 检波器 相加器 叠加型鉴相器 相加器 包络检波器 1) 叠加型相位鉴频法 平衡叠加型鉴相器 设输入调相波us(t)为： 而同频正交载波信号为： 则： 利用矢量图可得合成电压振幅 参考叠加型同步检波：P181，图6-49 思考：为什么同步鉴频需要正交信号？ 如果设包络检波器的传输系数为 Kd1=Kd2=Kd，则两个包络检波器的输出电压为： 为调相调幅波 而 讨论：（1）当 可见：这时的鉴相器具有正弦鉴相特性，其线性鉴相范围为： （2） 时，同理可推出 由讨论（1），（2）可以看出输出电压 的大小取决于振幅小的输入信号振幅。 （3）当 时 所以： 利用三角函数公式： 所以： 而当 , 的范围内， 所以： ，可实现线性鉴相。 分析C0和L3不能开路也不能短路的原因 互感耦合相位鉴频器 叠加型相位鉴频电路 旧版： 第7.5.1 章节 uFM 一 电路结构和基本原理 1.移相网络：互感为M的初，次级双调谐耦合回路组成的移相网络。 FM波 u1经移相网络生成FM-PM波 u2，并使 |U1|=|U2| + u3 - VD1 C3 R1 C4 R2 VD2 2.平衡式鉴相器： 两个检波器的输出电压为： + u2 - + u1 - L3 C2 C1 VD2 VD1 R1 R2 Ec C4 C3 VT C0 M L2 L1 ud1 ud2 上下检波器的输入端高频电压为： 移相分析 I1次级回路中产生的感应电动势: 次级回路电流 i2为： 次级回路两端电压u2为： 讨论:（1）当输入FM波瞬时频率f 等于调频波中心频率f o，即f= f o时，次级回路谐振。 即： 则有： 即有：u2 超前u1 相位差π/2，由矢量图 可得：|Ud1|=|Ud2| 若设检波器的传输系数为Kd1=Kd2=Kd。 则有： 所以： （2）当瞬时频率f fo 时，则有 ，这时次级回路呈电感性。 注意：式中 为次级回路串联阻抗。 为Z2的相角。 由矢量图，u2超前u1的相位小于π/2， 且随 所以：|Ud1||Ud2| （3）当f fo 时， 次级回路呈电容性。 所以： 其中： 可见：u2超前u1的相位差大于π/2，且 所以有： |Ud1||Ud2| 总结 f fo f= f o f fo uoo uo=o uoo 鉴频特性曲线： f f o 互感耦合回路相位鉴频器 其过程为： 实际鉴频特性曲线 分析鉴频曲线出现各种不同情况的原因 相位鉴频器不具有自限幅作用。 为了抑制调频信号在传输过程中形成的寄生干扰调幅的影响，一般需要在接收机中放末级电路中加限幅器，而限幅器要求输入FM信号的电压幅值较大，约为1—3VPP，这就增加了调频接收机中所需的中放和限幅放大器的级数。 而比例鉴频器具有自限幅的作用，且只要求前级中放提供零点几伏的FM信号电压就能正常工作，不需要另加限幅放大器，这使调频接收机的电路简化，体积可能缩小，降低成本。 比例鉴频器 （ratio　 discriminator） 旧版： 第7.5.2 章节 ?1. 电路结构 比例鉴频器与相位鉴频器在电路结构上相差很小，其主要区别在： （1）在两类鉴频器中D2的极性连接相反 （2）在A，B端并联一个大电容C0，C0与（R1+R2）组成较大的时间常数（约为0.1——0.25s）。这样在检波过程中A，B两端电压基本不变，等于E o （3）比例鉴频器输出电压不是在A，B端，而是在中点C，D端引出。 Eo C D + u1 -