通信电子线路:第六章 角度调制与解调第5~8节_图文

6.5 调频波的解调 一、鉴频器的质量指标 二、斜率鉴频器 三、相位鉴频器 四、比例鉴频器 6.5 调频波的解调 从调频波中取出原来的调制信号, 称为频率检波,又称鉴频。完成鉴频功 能的电路,称为鉴频器。 在调频波中,调制信息包含在高频 振荡频率的变化量中,所以调频波的解 调任务就是要求鉴频器输出信号与输入 调频波的瞬时频移成线性关系。 调频波的检波,主要是限幅器和鉴频器 可用方框图表示。其对应各点波形如图6-24所 示。由于信号的最后检出还是利用高频振幅的变 化,这就要求输入的调频波本身“干净”不带有 寄生调幅。否则,这些寄生调幅将混在转换后的 调幅调频波中,使最后检出的信号受到干扰。 为此,在输入到鉴频器前的信号要经过限 幅、使其幅度恒定。 因此,调频波的检波,主要是限幅器和鉴频 器两个环节,可用图6-24(a)方框图表示。 其对应各点波形如图6-24 (b)所示。 有的鉴频器(比例鉴频器),本身具有限 幅作用,则可以省掉限幅器。 鉴频器的类型很多,根据它们的工作原理, 可分为斜率鉴频器,相位鉴频器和比例鉴频 器。 思路——鉴频器实际上包含两个部分 1.线性变换电路----借助于谐振电路将等 幅的调频波转换成幅度随瞬时频率变化 的调幅调频波。 2.幅度检波电路----用二极管检波器进行 幅度检波,以还原出调制信号。 一.鉴频器的质量指标 1.鉴频跨导gd 鉴频器的输出电压 与u输? 入调频信号瞬时 频偏 的关?f系与S相似,称为S曲线。 所谓鉴频跨导,是指S曲线的中心频率(图6- 25的 ?f处?)0 附近输出电压与频偏的比值, 又叫鉴频灵敏度。 它表示单位频偏所产生输出电压的大小。 鉴频曲线越陡,鉴频灵敏度越高,说明在较 小的频偏下就能得到一定电压的输出。因此 鉴频跨导大些好。 2.鉴频频带宽度B 这指的鉴频特性近于直线的频率范围。在图 中就是两弯曲点之间的范围,我们称为频带 宽度B。一般要求B 大于输入调频波频偏的 两倍。 3.非线性失真 在频带内鉴频特性只是近似线性,也存在着 非线性失真,我们希望非线性失真尽量小。 4.对寄生调幅应有一定的抑制能力 二、斜率鉴频器 1. 单失谐回路斜率鉴频器 1)电路 2)工作原理 3)优缺点 2. 参差调谐鉴频器 1.电路——斜率鉴频器由失谐单谐振回路和 二极管包络检波器组成。 其谐振电路不是调谐于调频波的载波频 率,而是比它高或低一些形成一定的失谐。 2.工作原理 利用并联LC回路幅频特性的倾斜部分将 等幅FM波 AM-FM波; 再通过二极管对调幅波检波,便可得到 调制信号。 这种鉴频器是利用并联回路幅频特性的 倾斜部分将调频波变换成调幅调频波,故称 为斜率鉴频器。 在实际调整时,为了获得线性的鉴频特性曲 线,总是使输入调频波的中心频率处于谐振特 性曲线中接近直线段中点的位置,如图6-27 所示 M (或 M)点? 。这样,谐振电路电压幅度 的变化将与频率成线性关系,就可将调频波转 换成调幅调频波。再通过二极管对调幅波的检 波,便可得到调制信号。 3.优缺点 优点:电路简单 缺点:线性范围与灵敏度矛盾 Q大,灵敏度高,线性范围窄; Q小,灵敏度低,但线性范围宽。 2. 参差调谐鉴频器—— 可以改善斜率鉴频器的线性 第一个回路的谐振频率 高于调频波的中心频 率 fc, 第二个回路的谐振频率 低于 f,c 它们相对于 fc 有一失谐量 ??。fc 图6-28 参差调谐鉴频器 Uo1 ? ?检U m1 Uo2 ? ?检Um2 Uo ? Uo1 ?Uo2 ? ?检 (Um1 ?Um2 ) 载波状态Uo1=Uo2,Uo=0; f > fc时,Uo1>Uo2,Uo为正值; f < fc时,Uo1<Uo2,Uo为负值。 优点:鉴频灵敏度较高,其输出电压比单失 谐回路斜率鉴频器的输出大一倍; 缺点:要求上下两个回路严格对称,分别调 谐到两个不同的准确频率上,给实际 调整增加了困难。 三.相位鉴频器 相位鉴频器是利用回路的相位一频率特性 来实现调频波变换为调幅调频波的。它是将 调频信号的频率变化转换为两个电压之间的 相位变化,再将这相位变化转换为对应的幅 度变化,然后利用幅度检波器检出幅度的变 化。 常用的相位鉴频器电路有两种,即电感耦 合相位鉴频器和电容耦合相位鉴频器。 1.电感耦合相位鉴频器 1)电路组成 (1)线性变换电路---- L1C1 和 L2C2 是两个松耦合 的双调谐电路,都调谐于调频波的中心角频率ω0。 其中初级回路 L1C1 一般是限幅放大器的集电极负 载。这种松耦合双调谐电路有这样一个特点——当信 号压角的频相率U?位变1 随化之时变,化副。边这谐种振鉴电频路器电正压是对 利U?于 用2 这原种边相电 位变化的特点,将频率的变化转换成幅度变化的, 所以叫做相位鉴频器。 耦合电容C3 。L3是高频扼流圈,对高频而言, C3的阻抗远小于L3的阻抗,故L3上电压近似等 于原边电压。 U?3 ? U?1 L3又给检波电流的直流分量提供通路。 (2)幅度检波电路----V1、R1、C4和V2、 R2、C5 构成两个对称的幅度检波器。 2)工作原理 调频波瞬时频率变化是怎样影响鉴频器输出的? 可以概括为四句话,即: (1) 副边电压对于原边电压的相位差随角频率 而变; (2)检波器的输入电压幅度随角频率而变; (3)检出的电压,幅度随角频率而变; (4)鉴频器的输出电压也随频率发生变化。 (1)副边电压对于原边电压的相位差 随角频率而变 ? 设原边电压为 U?1 ,根据互感原理,L1中电 流为 I&1 ? R1 ? U&1 j?L1 ? ??M Z2 ?2 I&1 ? U&1 j?L1 (谐振回路的Q 值较高) I?1 的相位滞后于 U?1 90? ? I?1 在次级回路中产生的感应电势 E&2 ? ? j?MI&1 其相位落后于 I?1 90?

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