高频电路第八章调角信号的解调电路.ppt

高频电子线路 首页上页下页退出 第八章 调角信号的解调电路 第一节 概述 第二节 鉴相器 主要内容 ： 第三节 鉴频器 高频电子线路 退出下页上页首页 第一节 概述 一、调角信号解调电路的功能 从调角波中取出原调制信号 1、调相波解调电路的功能是从调相波中取出原调制信号，也称为鉴相器 当输入调相波 : 2、调频波解调电路的功能是从调频波中取出原调制信号，也称鉴频器 输出电压: 当输入调频波 : 输出电压: 高频电子线路 退出下页上页首页 u鉴相器的技术指标 1、鉴相特性曲线:即鉴相器输出电压与输入信号的瞬时相位偏移 的关系通常要求是线性关系 2、鉴相跨导:鉴相器输出电压与输入信号的瞬时相位偏移 的关 系的比例系数即鉴相特性曲线 的斜率. 3、鉴相线性范围:通常应大于调相波最大相移的二倍 4、非线性失真:应尽可能小 二、主要技术指标 高频电子线路 退出下页上页首页 u鉴频器的主要指标 1、鉴频特性曲线:即鉴频器输出电压与输入信号的瞬时频率偏移Δf 的关系通常要求是线性关系 2、鉴频跨导:鉴频器输出电压与输入信号的瞬时频率偏移的关系的 比例系数。

即鉴频特性曲线的确斜率,也叫鉴频灵敏度 3、鉴频线性范围:通常应大于调频波最大频偏的二倍 4、非线性失真:应尽可能小 高频电子线路 退出下页上页首页 一、鉴相器的分类 1、鉴相电路通常可分为模拟电路型和数字电路型两大类 2、在集成电路系统中，常用的有模拟乘法器构成的乘积型鉴相器和 数字门电路构成的门电路鉴相器 二、乘积型鉴相电路 1、电路组成框图 第二节 鉴相器 调相信号 参考信号 解调输出 乘法器 低通滤 波器 高频电子线路 退出下页上页首页 2、工作原理 分析 是需解调的信号 : 是与 正交的参考信号: 一般来说， 和 为正交关系，以取得正弦形鉴相特性 模拟乘法器的输出电流： 和 大小不同，要采取不同的近似方法，分为以下三种情况讨论： 和 都是小信号 是小信号 ， 是大信号 和 都是小信号 高频电子线路 退出下页上页首页 u 和 均为小信号 ① 和 均小于26mV时，根据模拟乘法器的特性，其输出电流 ②经低通滤波器滤波，在负载 可得输出电压为 调相波的相移 低频 高频 高频电子线路 退出下页上页首页 ③鉴相特性曲线 ④主要指标 鉴相跨导: 线性鉴相范围 当 时， ，即 上式中 表示 和 的瞬时相位差。

通 常用 表示 随 变化为正弦形 当 鉴相跨导为 的单位为 高频电子线路 退出下页上页首页 u 为小信号， 为大信号 ① 为小信号 ， 为大信号时，乘法器的输出电流为 ②当 的振幅大于100mV时，双曲线函数具有开关函数的形式 展开为傅氏级数 ③乘法器输出电流 ④经低通滤波器滤波，在负载 上得到输出电压 高频电子线路 退出下页上页首页 鉴相跨导 线性鉴相范围 u 和 均为大信号 ① 和 均为大信号时，乘法器的输出电流为 ②在 和 的振幅均大于100mV时，与 相似， 也可表示为开 关函数形式 展开为傅氏级数 ⑤主要技术指标 鉴相特性是正弦形 高频电子线路 退出下页上页首页 ③乘法器的输出电流为 ④经低通滤波器滤波，在负载上得到输出电压 高频电子线路 退出下页上页首页 ⑤鉴相特性为三角波形 ⑥在 区间， ⑦鉴相跨导 ⑧鉴相线性范围 高频电子线路 退出下页上页首页 一、鉴频电路的分类 1、调频-调幅调频变换型 调频波 调幅调频波 检波 2、相移乘法鉴频型 调频波 调相调频波 鉴相 3、脉冲均值型 第三节 鉴频器 把调频信号通过过零比较器变换成重复频率与调频信号瞬时频 率相等的单极性等幅脉冲序列，然后通过低通滤波器取出脉冲 序列的平均值，这就恢复出与瞬时频率变化成正比的信号。

高频电子线路 退出下页上页首页 二、双失谐回路鉴频器 1、双失谐回路鉴频器原理图 检波电路波形变换 LC回路：谐振在 ,带宽较宽 L1C1回路：谐振在 L2C2回路：谐振在 鉴频器输出电压是上下两 个检波器输出电压之差 高频电子线路 退出下页上页首页 ①当输入调频信号的频率从 向增大方向偏离时， 回路电压大，而 回路电压小，经检波后 ，则鉴频器输出电压 ②当输入调频信号的频率从 向减小方向偏离时， 回路电压小，而 回路电压大经检波后 ，则鉴频器输出电压 高频电子线路 退出下页上页首页 2、实用电路举例 两个失谐回路分别调谐于35MHz和40MHz它们是共基放大器的负载回路 输入调频波 从两放大器发射极输入，经共基放大，在负载回路产生输 出电 压经检波器产生检波电流 和 在负载上得到电压为 高频电子线路 退出下页上页首页 三、相位鉴频器 1、原理电路 高频电子线路 退出下页上页首页 2、电路特点 ①它是由调频-调幅调频波形变换电路和振幅检波器两部分组成； ②它的两个调谐回路 和 均调谐于输入调频波的中心频率 ； ③它有两个耦合支路，一是 通过互感 耦合，在次级产生 的电压，另一是 通过电容 耦合，在高频扼流圈ZL上建立 电压，（因为 、 对高频相当 于短路）； ④它有两个对称的振幅检波器，检波器输入电压为调幅调频波 鉴频器输出电压为两检波器输出电压之差，即 ； ⑤它本身不具有限幅作用，通常在鉴频器之前要加限幅器 高频电子线路 退出下页上页首页 ①定性分析的两点假 设 初级回路品质因数较高，可忽略 的损耗电阻； 初、次级互感耦合较弱，可忽略次级损耗对初级的影响。

②次级回路电压 与初级回路电压 的关系 流过电感 的电流 通过互感 在次级回路产生感生电动势 次级回路电压 式中， ，是次级回路总电抗 3、相位鉴频器的定性分析 高频电子线路 退出下页上页首页 当输入信号频率 时 ， 可得 表明次级回路电压 滞后 为 ，则电压矢量图如下图所示 ③矢量合成分析鉴频特性 由于 ，鉴频器输出电压 当输入信号频率 时 ， 则次级回路总阻抗 其中， ， 可得 表明次级回路电压 滞后 为 则电压矢量图如上图所示 由于 鉴频器输出电压 输入信号频率 与中心频率 相差越大， 与 相差越大， 负值越负 高频电子线路 退出下页上页首页 当输入信号频率 时， ，则次级回路总阻抗 其中， ， 。

可得 表明次级回路电压 滞后 为 则电压矢量如上图所示 由于 ，鉴频器输出电压 输入信号频率 与中心频率 相差越大， 与 相差越大，正值也越大 ④鉴频特性曲线 高频电子线路 退出下页上页首页 4、实际鉴频特性曲线与电路参数的关系 鉴频器的的输出电压 高频电子线路 退出下页上页首页 高频电子线路 退出下页上页首页 从曲线可以看出 : （1） 的鉴频特性的非线性较严重，且线性范围小； （2） 时，线性范围增大，但鉴频跨导比 要小 （3） 时，非线性严重 （4）当 时，对应曲线的 近似等于 而鉴频特性的两 最大值的宽度可认为是鉴频宽度 由于 ， 则 ，即鉴频宽度与耦合系数有关 结论:①鉴频特性曲线由 来决定， 值一定时，鉴频宽度由 来决定 ②通过调节互感 和回路品质因数 来调节鉴频宽度 高频电子线路 退出下页上页首页 4、鉴频特性曲线的调整 ①鉴频零点的调整 结论：次级回路的谐振点决定鉴频特性曲线的鉴频 零点 若鉴频零点不在 处，调节 或 ②鉴频特性曲线对称性的调整 结论：若鉴频特性曲线上下不对称，说明初级回路没有调谐在 处，应调节 或 高频电子线路 退出下页上页首页 四、比例鉴频器 2、比例鉴频器的原理电路 ②在 两端并接一个大电容 ，其电容量约为 。

由于 和 组成电路时间 常数很大对于15Hz以上的寄生调幅变化，电容器 上的电压 不变 ③两个二极管中一个与相位鉴频器接法相反使 为两检波电压之和，即 ④鉴频器输出电压取自电容 、 的接点 d 和电阻的接点 e 之间 ①调频-调幅调频波形变换电路与相位鉴频器相同 高频电子线路 退出下页上页首页 3、比例鉴频器基本原理 ① 与 的关系与相位鉴频器相同 ② 、 与检波电压 ， 的关系 ③鉴频器输出电压 取决于两检波器输入电压之差，为相位鉴频器的一半 检波输出电压 而 不变 比例鉴频器牺牲输出电压幅度来换取抑制 寄生调幅的能力 高频电子线路 退出下页上页首页 4、抑制寄生调幅的原理 ①比例鉴频器的输出电压的另一种表示形式 ②当输入信号的频率变化时， 与 的变化是一个增大，另一个减小， 变化，则 随频率变化而变，起到鉴频作用 ③当输入信号振幅变化时， 与 随振幅增大同时增大，随振幅减小同时减小其 比值不变也就是说，振幅变化对鉴频输出没有影响。

因此具有抑制寄生调幅的能力 高频电子线路 退出下页上页首页 五、相移乘法鉴频器 1、相移乘法鉴频器的组成 由移相器将调频波变成调相调频波，然后经乘法器与原调 频波进行相位比较，从低通滤波器取出原调制信号 高频电子线路 退出下页上页首页 右图是电容 和单调谐回路 组成的 分压传输移相网络其输出电压 为 2、移相网络及其特性 ①输出电压与输入电压的关系 高频电子线路 退出下页上页首页 ②移相网络传输的幅频特性和相频特性如右图所示 ③对于输入调频信号来说，其瞬时频率 ,中心频率 ，则 当 变化较小，即 时， ， 令 ， ，则 在 附近变化时， 式中， 为广义失谐 高频电子线路 退出下页上页首页 3、相移乘法鉴频器鉴频原理 ①输入信号 是调制信号 的调频波 ②经移相网络得 ③经乘法器相乘，乘法器输出电流为（设 、 均为小信号） ④经低通滤波器滤波（设通带内传输系数 ），在负载 上得输出电压 当 时，则 高频电子线路 退出下页上页首页 作业； 8-5 8-6 8-7 8-11 高频电子线路 退出下页上页首页 MC2833集成调频发射机 。