相位鉴频器.docx

目录一 实验目的 2二 相位鉴频器的设计思路 2三 相位鉴频器的原理 31、相位鉴频器的原理框图 32、原理分析 33、相位鉴频器的鉴频特性的定性分析 4四 相位鉴频器的仿真结果图 71、仿真电路图 72、仿真结果图 7五 设计总结 9六 参考文献 9前言随着社会经济的迅速发展和科学技术的全面进步，以及计算机事 业的飞速发展，以计算机为基础的通信技术正处于蓬勃发展的时期 随着经济水平的提高，人们对生活质量及工作软件的要求也越来越 高在当今电子领域，Multisim软件以其强大的仿真设计应用功能， 在各高校的电信类专业中得到了广泛的应用，调频波的特点是振幅保 持不变，而瞬时频率随调制信号的大小线性变化，鉴频的目的就是从 调频波中检出低频调制信号完成频率-电压的变换作用，相位鉴频器 是模拟调频信号的一种最基本的解调工具，它具有鉴频灵敏度高、解 调线性好等优点实验目的1、进一步学习掌握频率解调相关原理2、了解电感耦合回路相位鉴频器的工作原理3、了解相位鉴频器的频率特性二 相位鉴频器的设计思路相位鉴频法的原理设计思路框图如下图所示，图中的变换电路具 有线性的频率---相位转换特性，它可以将等幅的调频信号变成相位也 随顺时频率变化的，既调频又调相的fm-pm波，把此fm-pm波和 原来输入的调频信号一起加到鉴频器上，就可以通过鉴相器解调此调 频信号，相位鉴频器的关键是相位检波器，相位检波器或鉴相器就是 用来检出两个信号之间的相位差，完成相位差-电压变换作用的部件 或电路。

三 相位鉴频器的原理1、相位鉴频器的原理框图2、原理分析上图所示电路是互感耦合相位鉴频器的基本电路它是由调频~ 调幅调频变换电路和振幅检波器两部分组成调频〜调幅调频变换电 路是由双耦合回路组成,其初级与次级之间采用了两种耦合方式 ,一 是互感M耦合,即由“通过互感M在次级产生门祸，另一是通过电容 C将"耦合到高频扼流圈ZL上，因为C、C对高频可认为是短路,C 4 C这样就可以认为忆全加在ZL上另外,c点为L的中心抽头，故变2换电路送给检波器的电压为Si = 5卄S怛5 = 5-两个振幅检波器分别是由二极管Di、》和低通滤波器丘16、©6组成其输入电压分别为和「…振幅检波器的输出只与 输入信号振幅有关,而与输入信号的相位无关鉴频器的输出是取两 振幅检波输出电压之差,即 Uo=Kd（U -U ）D1 D2式中，和—2是广■，和宀…的瞬时振幅两个检波器特性相同, 故电压传输系数均为疋圧对于调频〜调幅调频变换电路，由于"是等幅波,而在耦合回路 的通带内心的振幅也可以认为是不变的但是匕和心之间的相位关 系却随着频率变化而变化相位鉴频器正是利用了"与心的相位差 随频率变化,实现了调频〜调幅调频变换。

八」和■，均为调幅调频 波, 经振幅检波器可实现鉴频3、相位鉴频器的鉴频特性的定性分析为了分析的简化, 先假设相位鉴频器的初级回路的品质因数较高, 初、次级回路的互感耦合比较弱这样在估算初级回路电流时, 就不 必考虑初级本身的损耗电阻和从次级引人到初级的损耗电阻由图3 可知,初级回路中流过电感L的电流厂为：11 =1 ■在同名端如图所示的条件下，初级回路电流八在次级回路中感应 电动势E*为：E = jsMii代入得：次级回路路端电压 U 可由等效电路求出ab£ …一式中，X 2 = 3 L 2 - 1/ 3 C 2 ,是次级回路总电抗，其值随频率不同 可能为正, 可能为负, 还可能为零①当输入信号频率f = fc时，X 2 = 0于是此式表明,次级回路电压 九比初级回路电压5滞后n /2,则电 压矢量图如图4 (a)所示22200号T创2%UD-U 成正比 ， 由矢量图知因为鉴频器的输出电压UD1 = UD 2，则鉴频器的输出电压为：化二KMD ] - U D 2)= 0②当输入信号频率f > fc时，X 2 > 0，这时次级回路总阻抗为 22 = I?2+jX2= |Z2|^z 2|是模，其值为：0是勺相角，，其值为：代入得uo式中，M 「KT 此式表明，次级回路电压九比初级回路电压5滞后(2+0)，对U ab13 C TT. - jf^+0U e 121(5-69)应的矢量图如图图4 (b)所示。

从图中可知UD1 < UD 2 ,则鉴频器的输出电压为：Uo = Kd (UD1 — UD 2)< 0③当输入信号频率f Y fc时，X2 < 0，这时次级回路总阻抗为式中，+ ,0 = ^ctg(X2/R2)<0o代入得—jab(5-74)此式表明,次级回路电压九比初级回路电压5滞后(|-1e i),对应 的矢量图如图4(c)所示从图中可知UD1 > UD2,鉴频器的输出电压 为：Uo = Kd (UD1- UD 2)〉0图 5 鉴频特性曲线由上分析可得鉴频器输出电压 U o 与频率 f 的关系曲线如图 5 所示在“ fc点，Uo = 0，随着失谐的加大，Udi与^2幅度的 差值增大，UO的幅值加大当f〉f时，UO为负当f y fc时，UO 为正当频率偏离超过fm 1和fm 2两点时，曲线弯曲，这是由于两输入 谐振回路失谐严重，和九幅度都变小,合成电压也相应减小,鉴频 特性曲线下降四 相位鉴频器的仿真结果图1、仿真电路图XSC21uF■51N12D2CC3 TuF ；二1k£l：：：：：：：L1 ：：C2 .I : n iluF： :: ::: ®OmH0&1N1202CII2、仿真结果图调幅调频波的波形图五 设计总结这次课程设计我们做了相位鉴频器电路的设计与仿真，在设计中 遇到了很多困难，但同时也收获了很多东西，加深了对电子线路的理 解与认识通过这次课设，增强了自己的学习能力与动手能力，学会了运 用 Multisim 仿真软件，在设计电路时，失败过很多次，但老师和同 学的鼓励给了我很大的勇气，经过老师的指导，和同学的商量，不断 地调试频率，改进电路，终于成功的仿真出了电路图，感觉很开心并 且受益匪浅。

通过这次试验，让我们对所学过的知识有了进一步的了解，并切 锻炼了我们团结协作的能力，增加了对实物设计的学习兴趣，在此真 心地感谢老师的耐心指导以及同学们的帮助与鼓励六 参考文献1、樊昌信 主编《通信原理》国防工业出版社2、侯丽华 主编《通信电子线路》清华大学出版社3、高吉祥 主编《高频电子线路》电子工业出版社4、樊昌信 编著《通信原理教程》电子工业出版社。