【正文】 ??? 設(shè) v? = 0， Cj = CjQ ， 諧振回路的諧振角頻率 ?0 等于輸入激勵(lì)電流的角頻率 ?c ， 即 ?0 = ?c = 1/ ， 當(dāng)加上 v? ，?0將隨 v? 而變化 ， 其值 為 jQLC2/c00 )c o s1()()( nΩ Ωtmtv ??? ??? 回路提供的相移 ?z(?) 將隨 v? 即 ?0 而變化 。 4． 實(shí)際電路 (p278，圖 5222) L 、 D ：諧振回路 。 四、間接調(diào)頻與直接調(diào)頻電路性能上的差別 調(diào)相電路能夠提供的最大線性相移 Mp 均受到調(diào)相特性非線性的限制 ， 且其值都很小 。 2． 擴(kuò)大最大頻偏的方法 ——倍頻 設(shè)調(diào)頻波瞬時(shí)角頻率為 ? = ?c + ??mcos? t， 通過 n 倍頻器 ， 其瞬時(shí)角頻率增大 n 倍 ， 變?yōu)? n?c + n??mcos? t。 調(diào)相器輸入載波頻率為 100 kHz， 產(chǎn)生的最大頻偏設(shè)為 Hz(已知 100 Hz上能產(chǎn)生的最大線性頻偏為 26 Hz)， 通過三級(jí)四倍頻和一級(jí)三倍頻 ， 可以得到 fc = MHz， ?fm = kHz 的調(diào)頻波 ，再通過混頻將其載波頻率降低到 MHz， 后通過兩個(gè)四倍頻器 ， 就能得到所需的調(diào)頻器 。 2． 鑒頻特性 描述 vO 隨瞬時(shí)頻偏 (f ? fc) 的變化特性 ， 如圖 531 所示 。 (1)斜率鑒頻器 ① 將輸入調(diào)頻波通過具有合適頻率特性的 線性網(wǎng)絡(luò) ，使輸出調(diào)頻波的 振幅 按照瞬時(shí)頻率的規(guī)律變化 。 當(dāng)線性網(wǎng)絡(luò)輸入端作用著調(diào)頻信號(hào) v1(t) 時(shí) ， 它的輸出 v2(t) 響應(yīng)為 v2(t) = F 1 [F 2(j?)] = F 1 [F 1(j?)A(j?)] (535) 上述分析十分困難，僅在個(gè)別理想情況下才能方便求解，得出所需結(jié)果。 故瞬時(shí)角頻率為 ?(t) 的輸入調(diào)頻信號(hào)，在網(wǎng)絡(luò)輸出端的響應(yīng)為 )()j()( 1)(2 tvAtv t??? ??若 ?(t) = ?c + ??mcos?t， 即 v1(t) ? Vlmcos(?ct + Mfsin?t)，則 ③ 網(wǎng)絡(luò)滿足準(zhǔn)靜態(tài)的條件：理論證明 ， 若網(wǎng)絡(luò)的 3dB帶寬為 ， 輸入調(diào)頻波的最大角頻偏和調(diào)制的頻率分別為 ??m和 ?， 則當(dāng) 或 或 網(wǎng)絡(luò)就可滿足準(zhǔn)靜態(tài)條件 。 3． 擴(kuò)大鑒頻特性范圍 單失諧回路鑒頻器：諧振曲線線性范圍小 ， 為擴(kuò)大鑒頻特性范圍 ， 多采用雙失諧回路構(gòu)成 平衡回路斜率鑒頻器 。 π423 BWBWf ???二、集成電路中采用的斜率鑒頻器 圖 5317 集成電路中廣泛采用的 斜率鑒頻電路 1．電路 L1C1C2：線性網(wǎng)絡(luò) ， 作用： f – V 變換 ， 輸出調(diào)頻調(diào)幅電壓 v1 (t) ， v2 (t)； T1T2：射隨器； T3T4：三極管包絡(luò)檢波器 ， 輸出解調(diào)波； T5T6：差分放大器 ， 放大解調(diào)電壓 。 圖 5325 乘積型相位鑒頻電路 T3 ~ T D6：雙差分對(duì)平衡調(diào)制器 、 實(shí)現(xiàn)乘積型相位鑒頻電路 。 ?? = 0 時(shí) ， 相乘所得的雙向脈沖上 、 下等寬 ， 頻率加倍 ，相應(yīng)的平均分量為 0； ?? ? 0 且 ?? 0 時(shí) ， 相乘所得的雙向脈沖上 、 下不等寬 。則該網(wǎng)絡(luò)就是在 激勵(lì)下的單諧振回路。 可見 ， 當(dāng) 廣義失諧量 ? 向正 、 負(fù)方向增大時(shí) ， 由于 A(?) 下降 ， 實(shí)際特性出現(xiàn)正 、 負(fù)兩個(gè)峰值 ， 而后便近似按 A(?) 的規(guī)律單調(diào)下降 。 L3 ：高頻扼流圈 ， 高頻阻抗很大 ， 接近開路 ， 而對(duì)平均分量接近短路 ， 為包絡(luò)檢波器提供通路 。實(shí)現(xiàn)了線性鑒頻。 圖 5326 ④ 討論 圖 538 比較 圖 538 理想時(shí)延網(wǎng)絡(luò)特性 ，該網(wǎng)絡(luò)既不能提供恒值的幅頻特性 ， 也不能提供線性的相頻特性 ， 僅在 ?0 附近的很小范圍內(nèi) ， 才可近似認(rèn)為 A(?) 為恒值 ， ?A(?) 在 上 、 下線性變化 。 3． 實(shí)現(xiàn)電路 (1)電路 圖 5325 乘積型相位鑒頻電路 T1：射隨器 ， 將一路信號(hào) vS 分為大小兩路： 大：接 T7， 作用：保證 T T8 為開關(guān)狀態(tài) 。 則雙差分對(duì)管輸出差值電流 (見式 4223)為 )2 )((th)2 )((thT2T10 VtvVtvIi ? (5319) (1)V2m 26 mV， V1m 260 mV，上式簡(jiǎn)化為 (見式 4227) )s i n ()3c o s34c o s4(2)()(22mT022T0????????????????tVttVItKtvVIi])2si n ([ si n]]si n)2[ si n (214{2])si n (3[ co s34co s)si n (4{22mT02mT02mT0?????????????????????????????????????????????tVVItVVIttttVVI 通過低通濾波器 ， 濾除 2? 及其以上各次諧波項(xiàng) ， 取出有用的平均分量 ， 其值與 sin?? 成正比 。 ① ? ? ?1， L1C1并聯(lián)諧振 ， v1m 最大 ， v2m 最小 。 (2)鑒頻特性 設(shè) A1(?) 、 A2(?)： 上、下兩諧振回路的幅頻特性 vO ： 雙失諧回路斜率鑒頻器輸出解調(diào)電壓，則 vO = vAV1 ? vAV2 = Vsm?d[A1(?)?A2(?)] 可見 ， 當(dāng) Vsm 和 ?d 一定時(shí) ， vO 隨 ? 的變化特性就是兩個(gè)失諧回路的幅頻特性相減后的合成特性 。 圖 5312 振幅限幅器的作用 典型電路 三極管振幅限幅器 差分對(duì)振幅限幅器 1． 三極管振幅限幅器 (1)特性 ： 丙類諧振放大器的放大特性。 實(shí)現(xiàn)模型如圖 537 所示。 圖 532 斜率鑒頻器的實(shí)現(xiàn)模型 (2)相位鑒頻器 ① 將輸入調(diào)頻波通過具有合適頻率特性的線性網(wǎng)絡(luò) ，使輸出調(diào)頻波的附加 相移 按照瞬時(shí)頻率的規(guī)律變化 。 SD 越大 ， 鑒頻器將輸入瞬時(shí)頻偏變換為輸出解調(diào)電壓的能力越強(qiáng) 。 鑒頻鑒相采用的方法不盡相同 ， 本章重點(diǎn)討論調(diào)頻波的解調(diào) ——鑒頻 。 若將該調(diào)頻波通過混頻器 ， 由于混頻器具有頻率加減的功能 ， 可使調(diào)頻波的載波角頻率 ?c 降低或者提高 ， 但 ??m 不變 。 間接調(diào)頻限制的是絕對(duì)頻偏 ??m。 R4：隔離電阻 ， 隔離變?nèi)荻O管控制電路 、 偏壓源 (9V)、 調(diào)制信號(hào)源 。 3． 不失真調(diào)相的條件 (1)對(duì) m 的限制 將 用冪級(jí)數(shù) 2/c00 )c o s1()()( nΩ Ωtmtv ??? ??????????????? 32 !3 )2)(1(!2 )1(1)1( xnnnxnnnxx n展開 ???????? )c o s2)12(2c o s21()( 22c0 ΩtmnnΩtmnt！??忽略二次方小項(xiàng) )()c o s21()( 0cc0 tΩtmnt ???? ?????式中 tΩmnt c o s2)(Δ c0 ?? ?可見， 必為小值。 圖 521 實(shí)現(xiàn)方法： 矢量合成法 可變相移法 可變時(shí)延法 一、矢量合成法調(diào)相電路 (1)原理 單音調(diào)制時(shí)，調(diào)相信號(hào)的表達(dá)式為 vO(t) = Vmcos(?ct + Mpcos? t) = Vmcos?ct cos(Mpcos? t) ? Vmsin?ct sin(Mpcos? t) vO(t) = Vmcos(?ct + Mpcos? t) = Vmcos?ct cos(Mpcos? t) ? Vmsin?ct sin(Mpcos? t) 當(dāng) Mp (?/12)，窄帶調(diào)相時(shí)， cos(Mpcos? t) ? 1， sin(Mpcos? t) ? Mpcos? t，由此產(chǎn)生的誤差小于 3%。 L1：高頻扼流圈，對(duì)高頻開路，對(duì)直流和調(diào)制頻率短路。 2． 變?nèi)荻O管部分接入振蕩回路的直接調(diào)頻電路 (1)原理電路 變?nèi)荻O管部分接入的振蕩回路 。 ② 歸一化調(diào)頻特性曲線 ：指數(shù) n 不同 ， ?f / fc 隨 x 變化的曲線 。 利用 PN 結(jié)反偏呈現(xiàn)的勢(shì)壘電容而構(gòu)成 ，應(yīng)用最為廣泛 。 (2)非線性失真系數(shù) 評(píng)價(jià)調(diào)頻特性非線性的參數(shù)為 1m22mΔΔffT H D nn????4． 中心頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度 使接收機(jī)正常接收所必須滿足的重要性能指標(biāo) ， 否則 ，將造成信號(hào)失真 ， 并干擾鄰近電臺(tái)信號(hào) 。 優(yōu)點(diǎn)：調(diào)相電路的實(shí)現(xiàn)比較靈活 。 調(diào)頻電路 調(diào)頻電路概述 直接調(diào)頻 張弛振蕩電路實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻 間接調(diào)頻電路 ——調(diào)相電路 擴(kuò)展最大頻偏的方法 調(diào)頻電路概述 一、 直接調(diào)頻和間接調(diào)頻 1． 直接調(diào)頻 (1)定義 調(diào)制信號(hào)直接控制振蕩器的振蕩頻率 ， 使其不失真地反映調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律 。 例 2：利用近似公式計(jì)算以下情況的調(diào)頻波的頻帶寬度。 因此 ， 為了方便起見 ， 調(diào)角信號(hào)的有效頻譜寬度可用 卡森公式 進(jìn)行估算 BWCR = 2(M + 1)F 計(jì)算發(fā)現(xiàn)， BWCR 介于 與 間，接近 當(dāng) M 1 時(shí) ， 有 BWCR ? 2F ， 其值近似為調(diào)制頻率的兩倍 ， 相當(dāng)于調(diào)幅波的頻譜寬度 。 當(dāng) M(Mf 或 Mp )一定時(shí) ， 隨著 n 的增加 ， Jn(M) 雖有起伏 ，但其總趨勢(shì)減小 。 ② n 為奇數(shù)的上 、 下邊頻分量振幅相等 ， 極性相反；而 n 為偶數(shù)的上 、 下邊頻分量振幅相等 ， 極性相同 。 以單音調(diào)制調(diào)頻信號(hào) v(t) ? Vmcos(?ct ? Mfsin?t + ?0) 為例 ， 用指數(shù)函數(shù)表示 v(t) ? Vmcos(?ct ? Mfsin? t + ?0) ]eeR e [ )j(s i njm 0cf ??? ?? ttMV 是 ? 的周期性函數(shù)，它的傅里葉級(jí)數(shù)展開式為 tM ?s inj fetnnntM M ?? jfs i nj e)(Je f ??????式中 tM tntMn ??? dee2 1)(J js i njf f? ?????是宗數(shù)為 Mf 的 n 階第一類貝塞爾函數(shù) ，它滿足等式 Jn(Mf) = ??? ??? 為奇數(shù)時(shí)為偶數(shù)時(shí)nM nMnn )(J )(Jff因而，調(diào)頻波的傅里葉級(jí)數(shù)展開式為 v(t) = VmRe[ (Mf)ej(?ct+n?t+?0)] = Vm cos[(?c+n?)t+?0] ?????nnJ?????nn M )(J fv(t) = Vm cos[(?c+n?)t+?0] ?????nn M )(J f = VmJ0(Mf)cos?ct 載頻 + VmJ1(Mf)[ cos(?c + ?)t ? cos(?c ? ?)t] 第一對(duì)邊頻 + VmJ2(Mf)[cos(?c+ 2?)t + cos(?c ? 2?)t] 第二對(duì)邊頻 + VmJ3(Mf)[cos(?c+3?)t ? cos(?c? 3?)t] 第三對(duì)邊頻 + ??? 該式表明 ， 單音調(diào)頻信號(hào)的頻譜由 載波 分量 和無數(shù)對(duì) 邊頻 分量 組成 (已不是信號(hào)頻譜的不失真搬移 )。 ③ v(t) = Vmcos[?ct + Mf sin? t +?0] 按調(diào)制信號(hào)對(duì)時(shí)間的 積分值變化的調(diào)相信號(hào) (2)調(diào)相 ① ? (t) ? ?ct + kpV?mcos? t + ?0 ? ?ct + Mpcos? t + ?0 式中 ， Mp ? kpV?m： 調(diào)相指數(shù) ， 與 V?m 成正比 ； ② ?