第7章--频率调制与解调.ppt

第7章频率调制与解调调频信号分析调频器与调频方法调频电路鉴频器与鉴频方法鉴频电路*调频收发信机及特殊电路(不讲)一、调频信号分析2.调频信号的频域分析将调频信号展开为傅立叶级数就可以看到调频信号的频谱特点。二、调频器与调频方法1、调频器：实现调频的电路或部件称为调频器。调频特性：用瞬时频偏Δf～uΩ的关系曲线来表示(1)调制特性线性要好。(2)调制灵敏度要高。调制特性曲线在原点处的斜率就是调制灵敏度。(3)载波性能要好。三、变容二极管直接调频电路1、变容二极管调频原理： 二极管反向偏置时，势垒电容随外加反向偏置电压而变化。变容二极管的结电容：四、鉴频器与鉴频方法五、鉴频电路我们要讨论的鉴频电路都属于平衡叠加型相位鉴频器，包括互感耦合(电容耦合)相位鉴频器、比例鉴频器。1、互感耦合相位鉴频器*六、调频收发信机及特殊电路(不讲)1、调频收发信机 由于调频信号的带宽较宽，因此调频收发信机必须工作在VHF频段以上。下图是fc=88~108MHz调频发射机示意图。2.特殊电路两种特殊电路：(a)预加重/去加重电路；(b)静噪电路。 最后，我们分别讨论两种特殊电路。(b)叠加型相位鉴频器线性移相网络：同上。鉴相器：用加法器和包络检波器实现。移相网络包络检波器K平衡叠加型相位鉴频器：是叠加型相位鉴频器的改进形式。移相网络：采用耦合回路实现。耦合回路可以是互感耦合，也可以是电容耦合。鉴相器：称为平衡叠加鉴相器，如下图所示。平衡叠加型相位鉴频器：是在实际应用中常用的鉴频器。我们重点讲这一部分鉴频电路。：FM信号：FM-PM信号。su鉴相器输入：是经过C0直通过来的FM信号；是经过耦合回路移相后得到的FM-PM信号。工作原理：可以分成频率/相位变换、相位/幅度变换、包络检波三个过程。(1)移相网络：频率/相位变换初级回路电流：次级回路感应电动势：次级回路电压：转移特性：说明：由于U2/U1的幅度在f0附近在基本保持不变，因此U2近似看作是等幅的调频调相波。(2)加法器：相位/幅度变换由简化电路可得两个检波二极管上的高频电压：叠加运算结果：形成FM-PM-AM波。下面通过矢量合成说明信号转换过程。(a)f=fc，UD1=UD2：差分输出为0(b)ffc，UD1UD2：f增加，差分输出增加(c)ffc，UD1UD2：f减少，差分输出减少（3）差动包络检波设两个包络检波器的传输系数为Kd。（4）定量分析定量分析鉴频特性可以得到如下结果：鉴频特性：只有输入FM信号的频偏在鉴频特性的线性范围，才能不失真的恢复原始调制信号。鉴频器的主要性能指标：耦合相位鉴频器的鉴频特性与耦合因子A(A=kQ)密切相关。为了得到较好的鉴频特性，耦合回路通常工作在临界耦合和过耦合状态，即A≥１。(a)峰值鉴频带宽:Bm=kf0(b)鉴频跨导:鉴频器的性能调整：通常通过改变k和Q来调整鉴频性能。2、电容耦合相位鉴频器电容耦合相位鉴频器和互感耦合相位鉴频器的鉴频原理和分析结果完全相同，差别只是耦合回路不同。U1.+-C1L1L2C2CcU2.LcVD1VD2C3C4R1R2UoC1L1L2CmBC2ACL4CCmL4(a)(b)(c)CcCm3、比例鉴频器比例鉴频器的特点：是互感耦合相位鉴频器的改进电路，具有自限幅能力(称为软限幅)。互感耦合相位鉴频器需要额外的限幅电路(称为硬限幅)。因此在调频广播接收机和电视接收机中的鉴频电路主要采用比例鉴频器。(1)电路特点：与互感耦合相位鉴频器相比。(a).两个二极管顺接；(b).增加了一个电容C：通常用10μF的电解电容，时间常数(R1+R2)C≈0.1-0.25s低频信号周期，因此可以近似认为C上的电压为恒定值Eo。(c).接地点和输出点改变。(2)工作原理由等效电路得如下关系：鉴频器输出电压(R1=R2=R)：RLR时鉴频器输出电压：0△fUo比例鉴频鉴频特性：与电感耦合相位鉴频器的鉴频特性相比，比例鉴频器的鉴频特性(a)极性相反；(b)鉴频灵敏度减半。鉴频器输出的另一种形式：比例鉴频器的含义：鉴频输出电压只与两个检波电容电压的比值uc1/uc2有关。比例鉴频器的条件