【正文】 若 arctan? 限制在 ? ?/12 ， 即 |? | 時 ， 由 可近似認(rèn)為 ，　　 ????? a r c t a n2)(1)( A210 ????? ξRCAA(?) ? A(?0) = ?0C1R 00eA 222 ????? ??????? Q 若輸入調(diào)頻信號的瞬時角率 ?(t) ? ?c ? ??(t)， 且 ?0 = ?c， 代入上式 ， 則 ceA)(2??? tQ ???因而， 由 式 (5327)，可得 )(Δ)](12)[((20)(20)(dce10smTC0A0smTC0OtAtQRCVVRIAVVRItv?????????????式中， 鑒相靈敏度 。 在 |??| ?/2 范圍內(nèi) ， 相應(yīng)的平均分量為 圖 5321 兩個開關(guān)波形相乘后的波形 ???????????????????????????022π0000av2]d dd[dItttItII?? 通過低通濾波器 ， 得到鑒相器的輸出電壓為 ， ???? C0O2 RIv 為在 |??| ?/2 內(nèi)的一條通過原點的直線 ， 并向兩側(cè)周期性重復(fù) 。 2．原理 圖 5318 鑒頻特性曲線 特性曲線 如圖 5318(a)所示 。 / MBW??? 2 BW??? ?? BWM??? ?)]c o s(si nc o s[)c o s(])(si nc o s[)()(mcAfcmc1m)(Afc)(1m2ttMttAVtMtAVtv tt???????????????? ???????????? ??振幅、相位均隨 ?(t) 變化 四、振幅限幅器 作用：將寄生 調(diào)幅 的調(diào)頻信號變換為 等幅 的調(diào)頻信號。 ② 通過 包絡(luò)檢波器 輸出反映振幅變化的解調(diào)電壓。 限幅鑒頻實現(xiàn)方法概述 調(diào)頻波解調(diào)電路 斜率鑒頻電路 相位鑒頻電路 1． 概念 2． 作用 從已調(diào)波中檢出反映在頻率或相位變化上的調(diào)制信號 。 對間接調(diào)頻 Mf = kp(k1V?m/?) = ??m/? (523) 故 ??m = kpk1V?m ， 調(diào)相電路選定后 ， 只與 V?m 有關(guān)而與 ?c 無關(guān) 。 因此 ， iS(t) 在回路上產(chǎn)生的電壓將是相位受 v? 調(diào)變的調(diào)相信號 。 二、電路組成 控制電路的接入原則：既可將 VQ 和 v? 加到變?nèi)荻O管上 ， 實現(xiàn)控制作用 ，又不影響振蕩器的正常工作 。 Qjc1LC??2)1()1(1 cQjj0o s cnxLCxLCn?????? ??? (5210) 上式為歸一化調(diào)頻特性曲線方程 ， 反映了振蕩角頻率 ?osc 隨 x(即 v? )變化的關(guān)系式 。 3． 調(diào)頻特性的非線性 (1)中心頻率偏離量 若調(diào)頻特性非線性 ， 則由余弦調(diào)制電壓產(chǎn)生的 ?f(t)為非余弦波形 ， 它的傅里葉級數(shù)展開式為 ?f(t) = ?f0 + ?fm1cos? t + ?fm2cos2? t + ??? 式中 ， ?f0 = f0 – fc 為 ?f(t) 的平均分量 ， 表示調(diào)頻信號的中心頻率由 fc 偏離到 f0 ， 稱為 中心頻率偏離量 。 但工程上 ， 在做某些近似 后 ， 相乘器仍可作為構(gòu)成電路的主要器件 (例：矢量合成法調(diào)相電路 、 乘積型鑒相電路 )。 當(dāng) n M + 1 時 ， Jn(M) 恒小于 。 當(dāng) Mf = ， 1， 5 時調(diào)頻信號頻譜： ① 頻譜不再是調(diào)制信號頻譜的簡單搬移 ， 而是由載波分量和無數(shù)對邊頻分量所組成 ， 每一邊頻之間相隔 Ω。 Vmcos[?ct + kf + ?0] ? t Ω ttv0 d)(類型 物理量 Vm ?(t) ?(t) v(t) 調(diào) 幅 信 號 調(diào) 頻 信 號 調(diào) 相 信 號 Vm0 + kav?(t) ?c ?ct + ?0 [Vm0 + kav?(t)] cos(?ct + ?0) 恒 值 ?c + kfv?(t) 00fc d)( ?? ?? ? ttvkttΩ恒 值 ttvk Ωd)(dpc ???ct + kpv?(t) +?0 Vmcos[?ct + kpv?(t) +?0] 3． 三種調(diào)制方法的基本特性，調(diào)頻、調(diào)相的比較 調(diào)頻信號可以看成 ??(t)按調(diào)制信號的時間積分值規(guī)律變化的調(diào)相信號 調(diào)相信號可看成 ??(t)按調(diào)制信號的時間導(dǎo)數(shù)值規(guī)律變化的調(diào)頻信號 相 同 調(diào) 頻 信 號 調(diào) 相 信 號 ?(t) 和 ?(t) 都同時變化 ??(t )隨調(diào)制信號規(guī)律線性變化 ??(t)隨調(diào)制信號規(guī)律線性變化 聯(lián) 系 區(qū) 別 4． 調(diào)頻與調(diào)相指數(shù) 設(shè)單音調(diào)制 ， v?(t) = V?mcos? t (1)調(diào)頻 ① ?(t) = ?c + kfV?mcos? t = ?c + ??mcos? t 式中： ??m = 2??fm = kfV?m ， 最大角頻偏 ， 與調(diào)制信號振幅 V?m 成正比； ② ?(t) = ?ct + sin? t + ?0 = ?ct + Mfsin? t + ?0 ΩVk ΩmfMf = kfV?m/? = FfΩmm ??? ? ， 調(diào)頻指數(shù) ，與調(diào)頻波的最 大相移與 V?m 成正比，與 ? 成反比，其值可大于 1。 ③ v(t) = Vmcos[?ct + Mf sin? t +?0] 按調(diào)制信號對時間的 積分值變化的調(diào)相信號 (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 ? (t) ? ?c Mp? sin? t ? ?c ??msin? t 最大角頻偏 ??m ? Mp? ? kpV?m? ， 與 V?m ? 成正比。 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 。 因此 ， 為了方便起見 ， 調(diào)角信號的有效頻譜寬度可用 卡森公式 進(jìn)行估算 BWCR = 2(M + 1)F 計算發(fā)現(xiàn)， BWCR 介于 與 間，接近 當(dāng) M 1 時 ， 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 。 調(diào)頻電路 調(diào)頻電路概述 直接調(diào)頻 張弛振蕩電路實現(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)制信號的變化規(guī)律 。 (2)非線性失真系數(shù) 評價調(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 ，將造成信號失真 ， 并干擾鄰近電臺信號 。 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 。 L1：高頻扼流圈，對高頻開路，對直流和調(diào)制頻率短路。 3． 不失真調(diào)相的條件 (1)對 m 的限制 將 用冪級數(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 )()c o s21()( 0cc0 tΩtmnt ???? ?????式中 tΩmnt c o s2)(Δ c0 ?? ?可見， 必為小值。 間接調(diào)頻限制的是絕對頻偏 ??m。 鑒頻鑒相采用的方法不盡相同 ， 本章重點討論調(diào)頻波的解調(diào) ——鑒頻 。 圖 532 斜率鑒頻器的實現(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 按照瞬時頻率的規(guī)律變化 。 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。 ① ? ? ?1， L1C1并聯(lián)諧振 ， v1m 最大 ， v2m 最小 。 3． 實現(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 vS 分為大小兩路： 大：接 T7， 作用：保證 T T8 為開關(guān)狀態(tài) 。實現(xiàn)了線性鑒頻。 可見 ， 當(dāng) 廣義失諧量 ? 向正 、 負(fù)方向增大時 ， 由于 A(?) 下降 ， 實際特性出現(xiàn)正 、 負(fù)兩個峰值 ， 而后便近似按 A(?) 的規(guī)律單調(diào)下降 。 ?? = 0 時 ， 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 ， 相乘所得的雙向脈沖上 、 下不等寬 。 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 。 故瞬時角頻率為 ?(t) 的輸入調(diào)頻信號，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 。 (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 按照瞬時頻率的規(guī)律變化 。 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)， 通過三級四倍頻和一級三倍頻 ， 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， 后通過兩個四倍頻器 ， 就能得到所需的調(diào)頻器 。 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)工作原理 并聯(lián)諧振回路，阻抗： )(j00ee ze)()(2j1)j(??????? ZQRZ ????其中： j0e0ee1LCLRLRQ ??? ??? ，])(2a rct a n[)(])(2[1)(00e200ee????????? ?????? RZz，若加在變?nèi)荻O管上的電壓 v = ? (VQ+v?) = ? (VQ+V?mcos?t)， 相應(yīng)的 Cj 為 nnΩ ΩtmCVVvCC)c o s1()1(jBjQj ????? 設(shè) v? = 0， Cj = CjQ ， 諧振回路的