角度调制与解调课件.ppt

1、2022-10-29第一节 调角波的性质第六章 角度调制与解调第二节 调频方法及电路第三节 限幅器第四节 鉴频器2022-10-29 第六章 角度调制与解调 上一章讲的调幅是以上一章讲的调幅是以u去控制载波振幅，反映去控制载波振幅，反映到频谱上是频率搬移，其频谱结构不变，所以到频谱上是频率搬移，其频谱结构不变，所以属于线性调制。属于线性调制。本章讲的调角是以本章讲的调角是以u去控制载波的频率或相位，去控制载波的频率或相位，反映到频谱上是一种复杂的变换（增加了许多反映到频谱上是一种复杂的变换（增加了许多组合频率），属于非线性调制。组合频率），属于非线性调制。调角的优点调角的优点：抗干扰能力强。：

2、抗干扰能力强。2022-10-29 以调制信号以调制信号u去控制载波的频率或相位，使载波的频去控制载波的频率或相位，使载波的频率或相位随调制信号的规律变化，这样得到的已调波率或相位随调制信号的规律变化，这样得到的已调波称调频波或调相波，统称称调频波或调相波，统称调角波调角波。设载波设载波 uo(t)=Ucos(t+o)=Ucos(t),tt0)(第一节第一节 调角波的性质调角波的性质 未调制时未调制时=常数；调角后常数；调角后 常数。常数。dttdt)()(tdttt00)()(显然：不论是显然：不论是FM还是还是PM，都会引起，都会引起(t)(t)的变化，的变化，所以统称为调角。所以统称为调

3、角。瞬时相位：瞬时相位：其中：其中：(t)(t)=t+o ；瞬时频率瞬时频率：2022-10-29（一）调频（一）调频（FM）波表示式）波表示式设设u(t)=Ucost，载波，载波uc(t)=Uccos(ct+o)，据调频定义：，据调频定义：1）FM波的瞬时频率：波的瞬时频率：(t)=C+kfu=C+kfUcoscostt=C+fcoscostt其中：其中：C载频，载频，FM波中的中心频率。波中的中心频率。kf比例系数，单位调制信号强度引起的频率变化，比例系数，单位调制信号强度引起的频率变化，表明控制能力的大小。表明控制能力的大小。f最大频偏，即最大频偏，即FM瞬时频率偏离瞬时频率偏离 C的最

4、大值。的最大值。第一节 调角波的性质一、调角波的表示式：一、调角波的表示式：2022-10-29FM波的表示式：波的表示式：u(t)=Uccos(ct+mfsint+o)000sinsin)()(tmtttdtttfCtfC其中其中:mf 称称调频指数调频指数，是载波，是载波 相位上附加的最大相移，相位上附加的最大相移，它表明调制深度。它表明调制深度。2）FM波的瞬时相位：波的瞬时相位：特点：特点：频率频率c变化与变化与u成正比，成正比，附加相移附加相移 (t t)与与u相差相差90。具体波形如图具体波形如图uttt tu(t)(t)(t)(t)mffc第一节第一节 调角波的性质调角波的性质(

5、t)=C+kfUcost=cost=C+fcostcost调频引起的附加相移调频引起的附加相移2022-10-29PM波瞬时频率：波瞬时频率：其中：其中：mp=kpU：称：称调相指数调相指数，代表调相波的最大相偏：，代表调相波的最大相偏：kp的物理意义是单位调制信号强度引起的相位变化。的物理意义是单位调制信号强度引起的相位变化。ttmdttdtpCpCsinsin)()(据调相定义，据调相定义，PM波的瞬时相位随波的瞬时相位随u线性变化，即线性变化，即 PM波的瞬时相位波的瞬时相位:(t)=ct+o+KpU cost=ct+o+mpcost（二）调相波的表示式（二）调相波的表示式p=mp 调相

6、中瞬时频率偏移的最大值。调相中瞬时频率偏移的最大值。PM波也存在波也存在 变化。变化。其中其中：第一节 调角波的性质2022-10-29 PM PM波表示式：波表示式：波形分析见图波形分析见图瞬时相位变化与瞬时相位变化与u成正比；成正比；瞬时频率的变化与瞬时频率的变化与u u的的微分成正比。微分成正比。与与 u相差相差90。特点：特点：uttt tu(t)(t)(t)(t)mppc第一节 调角波的性质U(t)=Uccos(ct+o+mpcost)2022-10-29FMFM、PMPM波的比较波的比较FMPM数学表达式)0)(cos(0tdttuktUfCC)(cos(0tuktUpCC瞬时频率

7、C+kfu(t)dttdukpC)(瞬时相位tfCdttukt00)(0)(tuktpC最大频偏maxukffmax)(dttdukpp最大相偏max0)(tdttukmffmaxukmpp第一节 调角波的性质 FM波的表示式波的表示式：u(t)=Uccos(ct+mfsint+o)PM PM波表示式：波表示式：U(t)=Uccos(ct+o+mpcost)2022-10-291 1、调频时：、调频时：最大相偏最大相偏mf 1/(f f一定时一定时)；最大频偏；最大频偏f U ，与，与 无关；无关；2 2、调相时：、调相时：最大相偏最大相偏mp U ，(与与 无关无关)；最大频偏在；最大频偏在

8、mp一定时，一定时，pmffmf=f mpp=mp用曲线表示：用曲线表示：f=KfU mp=KPU p第一节 调角波的性质值得强调的两点差别值得强调的两点差别:最大频偏最大频偏最大频偏最大频偏最大相偏最大相偏最大相偏最大相偏调频时：调频时：调相时调相时2022-10-29 例例6-1 6-1 设一组正弦调制信号，信号频率最低为设一组正弦调制信号，信号频率最低为Fmin=300HZ,最高为最高为3400HZ调制信号的幅度都一样，调频时，最大频调制信号的幅度都一样，调频时，最大频偏偏 ff=75kHZ；调相时，最大相偏；调相时，最大相偏 mp=1.5rad/s试求：试求：调频时，调频时，mf的变化

9、范围；调相时，的变化范围；调相时，f fp p的变化范围。的变化范围。解：解：1 1、调频时：、调频时：调频指数：调频指数：mf=f/=ff/F (mf)max=ff/Fmin=75 103/300=250rad/s (mf)min=ff/Fmax=75 103/3400=22rad/s2 2、调相时：、调相时：最大频偏：最大频偏：fp=mp(FminFmax)=1.5 (3003400)=4505100HZ可见，调相时可见，调相时mp=kpU 是不变的，但是不变的，但 fp F第一节 调角波的性质可见，调频时最大频偏不变可见，调频时最大频偏不变 ff，最大相偏变化，最大相偏变化mf F202

10、2-10-29二、调角信号的频谱和有效带宽二、调角信号的频谱和有效带宽(二二)调角信号的频谱调角信号的频谱FM：u(t)=UCcos(ct+mfsint+0)PM：u(t)=UCcos(ct+mpcost+0)由由u u引起的相移相差引起的相移相差/2/2，无本质区别。，无本质区别。利用和角公式利用和角公式:u(t)=UCcos(msint)cos(ct+0)-sin(msint)sin(ct+0)在贝塞尔函数理论中有以下关系：在贝塞尔函数理论中有以下关系：cos(msint)=J0(m)+2J2(m)cos2t+2J4(m)cos4t+sin(msint)=2J1(m)sint 2J3(m)

11、sin3t+第一节 调角波的性质归并成通式归并成通式：u(t)=UCcos(ct+msint+0)2022-10-29所以所以,u(t)=UCJo(m）cos(ct+o)+UCJ1(m)cos(c+)t+o -cos(c-)t+o +UCJ2(m)cos(c+2)t+o +cos(c-2)t+o +UCJ3(m)cos(c+3)t+o -cos(c-3)t+o +J0(m)以以m为宗数的第一类贝塞尔函数为宗数的第一类贝塞尔函数载频分量的振幅系数载频分量的振幅系数Jn(m)以以m为宗量的边频分量为宗量的边频分量 n c的振幅系数的振幅系数由式可以看出由式可以看出调角波频谱特点调角波频谱特点：（1

12、 1）频率成分：）频率成分：c、cnn，n=1,2,n=1,2,（2 2）边频分量的幅度：）边频分量的幅度：Un=UcJn（m）(3 (3）相位：当）相位：当n=n=奇数时，上、下边频相位相反；奇数时，上、下边频相位相反；当当n=n=偶数时，上下边频相位相同；偶数时，上下边频相位相同；第一节 调角波的性质2022-10-29 当当m，n为已知时，以为已知时，以m为变量的振幅系数可由贝塞尔为变量的振幅系数可由贝塞尔函数曲线（函数曲线（P110P110图图6-46-4）或）或P110P110的表的表6-26-2查得。查得。第一节第一节 调角波的性质调角波的性质查表方法查表方法:当当m=4时时,由表

13、由表6-26-2可查得可查得J J0 0(4)=-39.71%,(4)=-39.71%,J1(4)=-6.6%J2(4)=36.42%由曲线可知：由曲线可知：当当m为特定值时，载频或某一边频振幅为零。为特定值时，载频或某一边频振幅为零。如：如：m=2.405；J J0 0(m)=0)=0利用此特点可用来测量频偏和调制指数。利用此特点可用来测量频偏和调制指数。横坐标为横坐标为m；纵坐标为；纵坐标为n,Jn(m)%表示振幅系数值，其正负、大小无规律。查表表示振幅系数值，其正负、大小无规律。查表可知，当可知，当m变量相同时，结果与查表相同变量相同时，结果与查表相同。查曲线方法查曲线方法:2022-1

14、0-29 （二）调角波的频谱宽度（二）调角波的频谱宽度窄带调制（窄带调制（m1）。）。1 1窄带调制（窄带调制（m1）完整的频谱由完整的频谱由U(t)式决定。式决定。理论上说，调角波的频谱应是无限宽的，但能量大都集中在载理论上说，调角波的频谱应是无限宽的，但能量大都集中在载频附近的边频分量。频附近的边频分量。在通信中，一般认为边频幅度小于载波幅度的在通信中，一般认为边频幅度小于载波幅度的10%10%即可忽略。即可忽略。第一节 调角波的性质其有效带宽可表示为其有效带宽可表示为:B=2(m+1)或或 BHZ=2(m+1)F例如例如:当当m=4，B=2(4+1)=10所以所以BHZ=2(75+15)

15、=180KHZ(单声道单声道)；立体声为；立体声为198kH198kHZ Z一般广播系统中选取一般广播系统中选取BHz=200kHZ调频广播中规定最高频偏调频广播中规定最高频偏 f fmaxmax=75kH=75kHZ Z ；F Fmaxmax=15kH=15kHZ Z当信号为非简谐信号时：当信号为非简谐信号时：maxmaxmax12FFfB由表由表6-26-2显见，当显见，当n(m+1)时，边频幅度均小于载频振幅的时，边频幅度均小于载频振幅的10%10%。绝大部分能量都集中在。绝大部分能量都集中在n(m+1)边频分量。边频分量。2022-10-29 应该指出应该指出：最大频偏与频谱宽度概念是

16、不同的。：最大频偏与频谱宽度概念是不同的。最大频偏：最大频偏：指在指在U的作用下，瞬时频率偏离的作用下，瞬时频率偏离fc的最大值；的最大值；频谱宽度：频谱宽度：则是获得主要调制信号能量的频率范围。则是获得主要调制信号能量的频率范围。三、调制方式的比较三、调制方式的比较指标FM、PM AM抗干扰性强原因：(1)mf(mp)1，信噪比大；(2)解调前可用限幅消除寄生干扰(3)工作在超短波（30300MHZ），天电干扰能量小较差原因：(1)ma1 所以信噪比低；2、有寄生调幅；3、工 作 于 中 短 波330MHZ 有天电干扰第一节第一节 调角波的性质调角波的性质2022-10-29收听效果好因为

17、FM 可将高音频率扩至15KHZ,所以音域宽,画面音丰富。差 音域受限功率利用率高Pmax=Pav 幅度不变表明:要求最大功率储备=实际提供的平均功率低 ma=1Pmax=(1+ma)2Po=4Po而平均功率Pav=(1+0.5ma2)Po=1.5Po实际 ma=0.3所以 Pav=1.05PoPo要求最大功率储备=4Pav频带宽度宽BHZ=2(m+1)Fmax，而 m1，我国 FM 频率范围为 88108MHZ较窄 B=2Fmax第一节 调角波的性质2022-10-29 传播距离近因为超短波遇电离层时穿透不反射,所以只能用地面直射传播远因为反射传播技术设备及造价复杂、成本高除比例鉴频器检波外

18、,还需高放,收立体声还需解码电路简单,经济第一节 调角波的性质2022-10-29 FM、PM的比较：指标FM 指标PM 指标抗干扰性较强，因为 mf时，B不多，所以 mf可取大较差，因为 mP时，B 激增，所以 mp不可太大第一节第一节 调角波的性质调角波的性质带宽接近于恒带宽变带宽若mf1=12;Fmin=1KHZBHZ=2(12+1)1=26KHZ当Fmax=4kHZ,mf2=12/4=3BHZ=2(3+1)4=32KHZFmax=4KHZ，mp=12BHZ=2(12+1)4=104KHZ综合说：综合说：调角优于调幅，而调频又优于调相。调角优于调幅，而调频又优于调相。2022-10-29

19、一、调频电路主要指标及实现方法一、调频电路主要指标及实现方法（一）调频器的主要技术指标（一）调频器的主要技术指标（1）调制特性的线性：）调制特性的线性：调频波频偏与调制电压关系特性调频波频偏与调制电压关系特性f=f(U)称调制特性，即要求称调制特性，即要求fu。（2）调制灵敏度：）调制灵敏度：指单位调制电压变化能产生的频偏指单位调制电压变化能产生的频偏S=f/u，S 越大越好。越大越好。第二节第二节 调频方法及电路调频方法及电路（3）载频稳定度：）载频稳定度：越高越好。载频稳定是保证正常通信的必越高越好。载频稳定是保证正常通信的必要条件。要条件。（4）最大频偏）最大频偏ff：在调制电压作用下能

20、获得的最大频偏。在调制电压作用下能获得的最大频偏。要求要求ff与与 F 无关。无关。(在整个波段内保持不变在整个波段内保持不变)。相对频偏相对频偏ff/f c10-2时称大频偏：用于卫星通信、微波中继时称大频偏：用于卫星通信、微波中继2022-10-29(1)直接调频直接调频：u 变化变化 LC回路的回路的 L或或C变化变化 变化变化特点特点：简单，频偏简单，频偏ff大大;但载频但载频fc的稳定性较差。的稳定性较差。(因为变频管偏置电压漂移、温因为变频管偏置电压漂移、温度度T变化变化fc变化变化)第二节第二节 调频方法及电路调频方法及电路（2）间接调频）间接调频:首先首先 u(t)dt 再调相

21、再调相 得调频波得调频波 特点特点：fc稳定，但稳定，但ff小。小。（二）调频方法（二）调频方法2022-10-29二、直接调频电路（一）变容二极管直接调频电路（一）变容二极管直接调频电路电路如图电路如图LCT等效回路等效回路C1为隔直电容为隔直电容 ;C2高频旁路电容高频旁路电容 ;RFC高频扼流圈通直隔交高频扼流圈通直隔交;U 调制电压调制电压;-UB保证变容管工作的反向直流偏压。保证变容管工作的反向直流偏压。UBU m Lc1RFC-UBUC2CT原理电路原理电路第二节第二节 调频方法及电路调频方法及电路2022-10-29nTTQTtmCC)cos1(其中：其中：BDmTUUUm 变容

22、管的电容调制度变容管的电容调制度nDBTTQUUCC)/1/(0U=0时的结电容时的结电容将其代入得：将其代入得：u=UB+U=UB+U mcos t由图变容管两端电压：由图变容管两端电压：第二节第二节 调频方法及电路调频方法及电路nDTTUuCC)/1(0变容管电容当外加电压变容管电容当外加电压:u=0，CT=CT0（零偏）（零偏）；UD为为PN结内建电位。结内建电位。2022-10-29回路振荡频率：回路振荡频率：2/)cos1(11nTTQTtmLCLC2/)cos1(nTCtm若令电容指数若令电容指数n=2，则有，则有 ：=C(1-mTcos t)=C-mT C cos t =C-mc

23、os t 其中：其中：m=mT C为为 FM波最大角频偏。波最大角频偏。c=mcos t 即即c U(t)实现线性调频。实现线性调频。第二节第二节 调频方法及电路调频方法及电路注意：注意：对实际的变容二极管，随对实际的变容二极管，随u而变，在一定的电压范围内而变，在一定的电压范围内n=2；要得到线性调频，调制要得到线性调频，调制信号电压幅度不能太大信号电压幅度不能太大。即。即c不能太不能太大大。否则，将出现非线性失真。否则，将出现非线性失真。2022-10-29 为了避免高频振荡电压对为了避免高频振荡电压对CT的影响，常用对称直接调的影响，常用对称直接调频电路如图：频电路如图：c1RFCc2R

24、FCUBURFCCTCTL对对u ，UB来说，两变容管并联；来说，两变容管并联；对高频振荡电压，两变容管串联，相互补偿、抵消。对高频振荡电压，两变容管串联，相互补偿、抵消。第二节第二节 调频方法及电路调频方法及电路2022-10-29第二节第二节 调频方法及电路调频方法及电路(二二)石英晶体调谐振荡器：石英晶体调谐振荡器：实际电路见下图：实际电路见下图：优点：优点：中心频率稳定性高（因为晶体振荡器）中心频率稳定性高（因为晶体振荡器）缺点：缺点：频偏小频偏小TqCLf1克拉泼克拉泼振荡器振荡器调节调节CT可调可调节振荡频率节振荡频率1 1）间接调频原理）间接调频原理:u调频波调相器晶体振荡器CR

25、u间接调频原理框图间接调频原理框图u(t)=Uccos(ct+o+mpcost)u(t)=Uccos(ct+mfSint+o)三、间接调频电路（阿姆斯特朗系统）三、间接调频电路（阿姆斯特朗系统）先将调制信号积分先将调制信号积分;再去调相，所得结果就是再去调相，所得结果就是FMFM波（如图）波（如图）FMFM波波PMPM波波2022-10-29用用U 去调相，其相偏去调相，其相偏(t)=kp u=（kp U msin t）/RC =（kfU m sin t）/=mfsin t(其中：其中：kf=kp/RC，mf=kfU m/)则则u 积分后：积分后：tURCtdtCOSURCdttuRCumms

26、in11)(1第二节第二节 调频方法及电路调频方法及电路显然，这与调频波的瞬时相偏表示式完全一致，显然，这与调频波的瞬时相偏表示式完全一致，所以可所以可实现间接调频。实现间接调频。u 调频波调频波调相器调相器晶体振荡器晶体振荡器CRu 间接调频原理框图间接调频原理框图若设若设:U=U mcos t2022-10-29 C1C3 隔直电容隔直电容 -9V提供反偏直流。提供反偏直流。C4,R4 为积分器，以获得为积分器，以获得u L，CT组成并联谐振回路组成并联谐振回路 当当u =0时，时，CT=CTQ，f=fc，电路呈纯阻。，电路呈纯阻。u CT 对载频信号而言失谐，对载频信号而言失谐，回路呈回

27、路呈感性感性 U导前导前I。uCR1C1C2R2FM波波LC4CTR4R3C3u I2)间接调频电路：电路如图间接调频电路：电路如图第二节第二节 调频方法及电路调频方法及电路-9V u CT 对载频信号而言对载频信号而言失谐失谐，回路呈回路呈容性容性 U滞后滞后I 所以所以u u 改变改变 C CT T改变改变 改变，实现调相。改变，实现调相。u 2022-10-29第三节 限幅器问题：调角波中带有的问题：调角波中带有的寄生调幅寄生调幅。原因：原因：1）在调制过程中产生。）在调制过程中产生。如图如图 2）在传输过程中产生。）在传输过程中产生。危害：对发射端功放、和接收端的解调都很不利。危害：对

28、发射端功放、和接收端的解调都很不利。解决办法：用解决办法：用限幅器限幅器来消除调角波的寄生调幅来消除调角波的寄生调幅。限幅器的的组成：限幅器的的组成：非线性元件非线性元件 +谐振回路谐振回路削去幅值削去幅值的变化的变化除去新产除去新产生的谐波生的谐波常用的限幅器有：常用的限幅器有：二极管限幅器、三极管限幅器、差分对限幅器。二极管限幅器、三极管限幅器、差分对限幅器。对限幅器的主要技术要求：对限幅器的主要技术要求：（1）限幅区应具有平坦特性：）限幅区应具有平坦特性：进入限幅区后，输出电压应维持在限幅值基本不变。进入限幅区后，输出电压应维持在限幅值基本不变。（2）限幅门限要低：）限幅门限要低：进入限

29、幅区时，对输入电压幅值要求越低越好。进入限幅区时，对输入电压幅值要求越低越好。（3）进入限幅区之前：）进入限幅区之前：应具有尽可能高的线性放大系数。应具有尽可能高的线性放大系数。一、晶体二极管限幅器一、晶体二极管限幅器1.1.组成：组成：如图如图RD2RLuiuoD1参数满足：参数满足：r d RRLD1 D2参数参数：导通电阻为导通电阻为 r d 导通电压导通电压UD1)|ui|UD时：时：idiLdLdouRruRrRRru/输出电压：输出电压：r d Ut时：时：2)当当ui继续增大时：继续增大时：如图如图正弦波成为方波。正弦波成为方波。特点：特点：1）门限电压低，可降低对前一极增益的要

30、求。）门限电压低，可降低对前一极增益的要求。2）Re用恒流源代替，易于集成。用恒流源代替，易于集成。ReLupuo-EeCui+ECiCZ iCZ ui 传输特性具有限幅作用传输特性具有限幅作用iCZ波形上下被削平。波形上下被削平。ui0uiUtiCZiCZmaxiCZ t02022-10-29第四节 鉴频器 鉴频器鉴频器-实现实现FM波解调的装置波解调的装置 实现鉴频方法有三种实现鉴频方法有三种：（1）将等幅的将等幅的FM波变换成振幅与调频波频率成正比的波变换成振幅与调频波频率成正比的FM-AM波，再进行振幅检波，得到波，再进行振幅检波，得到u。优点是：电路简单可靠，应用最广泛。优点是：电路

31、简单可靠，应用最广泛。（2）利用移相器，得到与调频波的利用移相器，得到与调频波的 f 变化成正比的变化成正比的FM-PM波，再通过鉴相器检出波，再通过鉴相器检出u。优点是：性能好，便于集成，是发展方向。优点是：性能好，便于集成，是发展方向。（3）利用计过零点脉冲数目的方法，称脉冲计数式鉴频器。利用计过零点脉冲数目的方法，称脉冲计数式鉴频器。优点是：线性好，但优点是：线性好，但 f 受限。受限。2022-10-29即鉴频器输出电压即鉴频器输出电压 U与调频信号的频率与调频信号的频率 f f 之间的关系之间的关系；BUff0鉴频器的主要质量指标：鉴频器的主要质量指标：（1）鉴频跨导）鉴频跨导gD（

32、亦称鉴频灵敏度）（亦称鉴频灵敏度）鉴频器的主要特性是鉴频特性：鉴频器的主要特性是鉴频特性：鉴频特性曲线鉴频特性曲线它的形状象它的形状象S形，形，又称又称S曲线。曲线。表示单位频偏能产生输出电压的大小。表示单位频偏能产生输出电压的大小。gD越大，越大，S越陡，灵敏度越高。越陡，灵敏度越高。（2）频带宽度）频带宽度B：指指S曲线的线性范围；曲线的线性范围；B=2fmax。fmax为为FM波波的最大频偏的最大频偏（3）非线性失真：）非线性失真：B内内S曲线为直线，无非线性失真，要求鉴频器工作在曲线为直线，无非线性失真，要求鉴频器工作在B内。内。gD 灵敏度高灵敏度高但但B；反之；反之BgD，必须兼顾

33、。，必须兼顾。2022-10-29基本思想基本思想：FM波波FM-AM波波up 经检波经检波峰包检波变换器ttttupupupuLu 优点优点：简单：简单缺点缺点：线性范围窄；：线性范围窄；大时失真严重。大时失真严重。UL原理原理：Up 曲线如图曲线如图0c输入输入FM波的波的 C 0；处于失谐状态。处于失谐状态。一、斜率鉴频器一、斜率鉴频器1单斜率鉴频器：单斜率鉴频器：如图：如图：0DCCLRLLupu ui2022-10-292.平衡斜率鉴频器平衡斜率鉴频器R1R2C3C4D2C1C2L1L2LCD112u up2u2u1up1要求：要求：D1=D2 C3=C4 R1=R2,0(2)工作原

34、理工作原理初级回路调谐于初级回路调谐于 0=c；两次级回路分别调谐于；两次级回路分别调谐于 1、2；且且 2 0 0时：时：、0U2导前导前U1小于小于900 0时：时：、0U2导前导前U1大于大于900)0(21 UUUDD)0(21 UUUDD)0(21 UUUDD22U)(21DDdUUKU2022-10-29U 0由此得到由此得到S曲线：曲线：当当很高很高严重失谐时，使严重失谐时，使U1、U2U 出现拐点的原因：出现拐点的原因：峰包检波后峰包检波后：U 随随 f 变化的规律变化的规律而而变化变化；实现了鉴频。；实现了鉴频。)(21DDdUUKUU t相位鉴频器的优点：相位鉴频器的优点：

35、电路简单，线形较好，灵敏度较高。电路简单，线形较好，灵敏度较高。缺点：缺点：工作频带较窄。工作频带较窄。2022-10-29 移相器作用：把移相器作用：把FM信号信号变换为变换为PM信号。信号。相位检波器：由乘法器构成，把相位检波器：由乘法器构成，把U1、U2的相位差检出。的相位差检出。最大优点：最大优点：适合于集成化适合于集成化，因而有发展前景。因而有发展前景。（一）工作原理：（一）工作原理：如如 框图：框图：常用的移相器如图：常用的移相器如图：C1LCU1U2R限幅器限幅器移相器移相器相位相位检波器检波器低通低通滤波器滤波器uiu1u2u 四、符合鉴频器四、符合鉴频器下面分析移相器的波形变

36、换原理下面分析移相器的波形变换原理：2022-10-29相位检波过程：相位检波过程：电压平均值电压平均值=面积面积/2 显然显然U 与与（U1U2的相位差）成线性关系。的相位差）成线性关系。第四节 鉴频器KmU1U2u0tu2u1U1U2tt2342222121UUUUKUm2121UUKm红阴影面积红阴影面积蓝阴影面积蓝阴影面积2)相乘后得到幅值为：相乘后得到幅值为：U0=KmU1U2 的波形的波形u0仍近似为脉冲波形。仍近似为脉冲波形。1)FM波经限幅放大后，波经限幅放大后，u1、u2接近于方波；接近于方波；2022-10-2902102144ffQUKKffQUUKUmm当当 f较小时，

37、较小时，较小；较小；fUU大信号小信号Q02ff 由此可得出符合鉴频器由此可得出符合鉴频器的鉴频特性曲线如图：的鉴频特性曲线如图：将将 代入上式，得到：代入上式，得到：022ffQ常数K1.大信号鉴频时，斜率较大（灵敏度高）大信号鉴频时，斜率较大（灵敏度高）线性范围较宽；线性范围较宽；但由于但由于B 较宽，噪声较大。较宽，噪声较大。2.小信号鉴频时，小信号鉴频时，B较窄，引入噪声小；较窄，引入噪声小；但鉴频灵敏度较低，线形范围窄。但鉴频灵敏度较低，线形范围窄。结论：结论：大信号大信号小信号小信号UQ02ff 2022-10-29 利用计数过零脉冲数目的方法实现鉴频。利用计数过零脉冲数目的方法实

38、现鉴频。(FM波波)b放大限幅放大限幅c微分微分d削波削波e脉冲发生器脉冲发生器f低通低通u(b)(c)(d)(e)(f)五、脉冲计数式鉴频器：五、脉冲计数式鉴频器：方框图和波形图如图方框图和波形图如图：ui经处理后得到幅度相同的矩形脉冲，如图经处理后得到幅度相同的矩形脉冲，如图(f)对给定的单一频率，这些脉冲具有恒定的平均值，对给定的单一频率，这些脉冲具有恒定的平均值，其平均值与其平均值与FM波的频率成正比。波的频率成正比。输入调频波时，平均幅度随频率的变化规律（调制输入调频波时，平均幅度随频率的变化规律（调制信号）而线性变化。信号）而线性变化。滤波器去掉无用成分就可得到原调制信号滤波器去掉

39、无用成分就可得到原调制信号。优点：优点：解调失真小；便于集成。解调失真小；便于集成。缺点：缺点：工作频率较低（受限于脉冲发生器的分辨率）。工作频率较低（受限于脉冲发生器的分辨率）。若能生成的最小脉冲为若能生成的最小脉冲为 min，则，则fmax=(fc+ff)1/min2022-10-291角度调制角度调制/解调的基本原理和调角波的性质。解调的基本原理和调角波的性质。2调频方法及实现电路。调频方法及实现电路。3各种调制方式的比较。各种调制方式的比较。4鉴频器指标、原理电路及其优缺点：鉴频器指标、原理电路及其优缺点：本章小结 单端斜率鉴频器：单端斜率鉴频器：电路简单，线性范围窄；电路简单，线性范围窄；平衡斜率鉴频器：平衡斜率鉴频器：线性范围宽，线性范围宽，B大，失真小，难调对称；大，失真小，难调对称；相位鉴频器：相位鉴频器：简单、线性好，灵敏度简单、线性好，灵敏度，B小小；比例鉴频器：比例鉴频器：可可省去限幅器，但灵敏度省去限幅器，但灵敏度；符合鉴频器：符合鉴频器：S/N高、易集成，线性范围窄，灵敏度高、易集成，线性范围窄，灵敏度；脉冲计数器：脉冲计数器：失真小，易集成，工作失真小，易集成，工作f。