lin7角度調(diào)制與解調(diào)-資料下載頁
2025-05-10 18:26本頁面
【正文】 信號(hào)解調(diào) 調(diào)頻波的解調(diào)又稱頻率檢波，簡稱鑒頻；調(diào)相波的解調(diào)又稱相位檢波，簡稱鑒相。本節(jié)討論的重點(diǎn)在鑒頻。 對(duì)調(diào)頻波而言，調(diào)制信息包含在已調(diào)信號(hào)瞬時(shí)頻率的變化中，所以解調(diào)的任務(wù)就是把已調(diào)信號(hào)瞬時(shí)頻率的變化不失真地轉(zhuǎn)變成電壓變化，即實(shí)現(xiàn) “ 頻率 —電壓 ” 轉(zhuǎn)換，完成這一功能的電路，稱為頻率解調(diào)器，簡稱鑒頻器。 一、鑒頻方法概述和鑒頻器的主要技術(shù)指標(biāo) 1. 實(shí)現(xiàn)鑒頻的方法 實(shí)現(xiàn)鑒頻的方法很多，但常用的方法有以下幾種： (1) 利用波形變換進(jìn)行鑒頻 將調(diào)頻信號(hào)先通過一個(gè)線性變換網(wǎng)絡(luò)，使調(diào)頻波變換成 調(diào)頻調(diào)幅波，其幅度正比于瞬時(shí)頻率的變化，經(jīng)變換網(wǎng)絡(luò)輸 出的調(diào)頻調(diào)幅信號(hào)再作振幅檢波即可恢復(fù)出原調(diào)制信號(hào)，斜 率鑒頻 (即失諧回路鑒頻 )、相位鑒頻等均屬于此類。其方框 圖和波形圖見圖 718。 圖 718 利用波形變換鑒頻的方框圖與波形圖 (2) 相移乘法鑒頻 這種鑒頻的原理是：將調(diào)頻波經(jīng)過移相電路變成調(diào)頻調(diào)相波，其相位的變化正好與調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的變化成線性關(guān)系；然后將此調(diào)頻調(diào)相波與未相移的調(diào)頻波 (為參考信號(hào) )進(jìn)行相位比較，即可得到鑒頻電路的解調(diào)輸出。由于相位比較器一般都選用乘法電路，所以此類鑒頻電路就稱為相移乘法電路。 其組成框圖如圖 719所示。 移相器 相位比較器 ( 鑒相器 ) ( 乘法器 ) v B 限幅器 v A FM 波 v A FM 波 低通濾波器 解調(diào)輸出 v L ( FM — P M 波 ) 圖 719 相移乘法鑒頻框圖 這種鑒頻電路在集成電路中被廣泛應(yīng)用，其主要特點(diǎn)是性能良好，片外電路十分簡單，通常只有一個(gè)可調(diào)電感，調(diào)整非常方便。 這是利用調(diào)頻波單位時(shí)間內(nèi)過零信息的不同來實(shí)現(xiàn)解調(diào)的一種鑒頻器。因?yàn)檎{(diào)頻波的頻率是隨調(diào)制信號(hào)變化的，當(dāng)瞬時(shí)頻率高時(shí)，過零的數(shù)目就多；瞬時(shí)頻率低時(shí)，過零點(diǎn)的數(shù)目就少。利用調(diào)頻波的這個(gè)特點(diǎn)，就可以實(shí)現(xiàn)解調(diào)，其最大優(yōu)點(diǎn)是線性良好。圖 720就是這種鑒頻的一種框圖，其主要點(diǎn)的波形變化情況也在圖中標(biāo)出。 (3) 脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器 圖 720 脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器實(shí)現(xiàn)方框圖和波形圖 首先將輸入調(diào)頻波通過限幅器變?yōu)檎{(diào)頻方波，然后微分變?yōu)榧饷}沖序列，用其中正脈沖去觸發(fā)脈沖形成電路，這樣調(diào)頻波就變換成脈寬相同而周期變化的脈沖序列，它的周期變化反映調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的變化。將此信號(hào)進(jìn)行低通濾波，取出其平均分量，就可得到原調(diào)制信號(hào)。 相位鑒頻器也是利用波形變換鑒頻的一種方法。它是利用回路的相位頻率特性將調(diào)頻波變?yōu)檎{(diào)幅 —調(diào)頻波，然后用振幅檢波恢復(fù)調(diào)制信號(hào)。 常用的相位鑒頻器電路有兩種，即電感耦合相位鑒頻器和電容耦合相位鑒頻器。本節(jié)主要討論電感耦合相位鑒頻器。 二、相位鑒頻 1. 電路說明 圖 722是電感耦合相位鑒頻器原理電路圖。輸入電路的初級(jí)回路 C L1和次級(jí)回路 C L2均調(diào)諧于調(diào)頻波的中心頻率 f0。它們完成波形變換，將等幅調(diào)頻波變換成幅度隨瞬時(shí)頻率變化的調(diào)頻波 (即調(diào)幅 調(diào)頻波 )。 V a ? b ? C 1 L 1 M + – C 2 L 2 c b b ? a D 1 D 2 R 2 R 1 C 3 C 4 a ? + – V 12 C 5 L 3 V 12 + – 圖 722 相位鑒頻器原理電路 2. 工作原理 V a ?b ? C 1 L 1 M + – C 2 L 2 c b b ? a D 1 D 2 R 2 R 1 C 3 C 4 a ? + – V 12 C 5 L 3 V 12 + – 通過一系列分析，可以找到次級(jí)回路電壓與初級(jí)回路電壓之間的相位關(guān)系。 歸納起來就是： 將超前于 一個(gè)角度。 這個(gè)角度可能是 ，可能大于 ，也可能小于 ， 主要取決于信號(hào)頻率是等于、小于或大于中心頻率。正是由于這種相位關(guān)系與信號(hào)頻率有關(guān)，才導(dǎo)致兩個(gè)檢波器的輸入電壓的大小產(chǎn)生了差別。 2? 2? 2?abV? 12V? 前面介紹的相位鑒頻器，當(dāng)輸入調(diào)頻信號(hào)的振幅發(fā)生變化時(shí)，輸出電壓也會(huì)發(fā)生變化，因此由各種噪聲和干擾引起的輸入信號(hào)寄生調(diào)幅，都將在其輸出端反映出來。為了抑制噪聲及干擾，在鑒頻器前必須增設(shè)限幅器。而比例鑒頻器具有自限幅功能，因而采用它可以省去外加的限幅器。 三、比例鑒頻器 圖 726是比例鑒頻器的原理電路 圖 726 + L1 C 2 V2 Va ? b ? V12 V o RL V12 C1 C 5 a b D2 D1 C 3 C4 M N R 1 R 2 C6 a ? b ? M L 2 c L3 本 章 小 結(jié) 1. 角度調(diào)制是載波的總相角隨調(diào)制信號(hào)變化，它分為調(diào)頻和調(diào)相。調(diào)頻的瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)線性變化，調(diào)相波的瞬時(shí)相位隨調(diào)制信號(hào)線性變化。調(diào)角波的頻譜不是調(diào)制信號(hào)頻譜的線性搬移，而是產(chǎn)生了無數(shù)個(gè)組合頻率分量，其頻譜結(jié)構(gòu)與調(diào)制指數(shù) m有關(guān)，這一點(diǎn)與調(diào)幅是不同的。 2. 角度調(diào)制信號(hào)包含的頻譜雖然是無限寬，但其能量集中在中心頻率 f0附近的一個(gè)有限頻段內(nèi)。略去小于未調(diào)高頻載波振幅 10%以下的邊頻，可認(rèn)為調(diào)角信號(hào)占據(jù)的有效帶寬為 BW=2(Dfm+Fmax)，其中， Dfm為頻偏， Fmax為調(diào)制信號(hào)最高頻率。 3. 調(diào)角波的調(diào)制指數(shù)可表達(dá)為 , 但其中調(diào)頻波的 mf與調(diào)制頻率 F成反比，而調(diào)相波的 mp則與調(diào)制頻率 F無關(guān)。調(diào)頻波的頻帶寬度與調(diào)制信號(hào)頻率無關(guān)近似為恒帶調(diào)制，調(diào)相波的頻帶寬度隨調(diào)制信號(hào)的頻率而變化。 4. 調(diào)角波的平均功率與調(diào)制前的等幅載波功率相等。調(diào)制的作用僅是將原來的載頻功率重新分配到各個(gè)邊頻上而總的功率不變。 Ffm D?5. 實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的方法有兩類，直接調(diào)頻與間接調(diào)頻。 直接調(diào)頻是用調(diào)制信號(hào)去控制振蕩器中的可變電抗元件 (通常是變?nèi)荻O管 )，使其振蕩頻率隨調(diào)制信號(hào)線性變化；間接調(diào)頻是將調(diào)制信號(hào)積分后，再對(duì)高頻載波進(jìn)行調(diào)相，獲得調(diào)頻信號(hào)。 直接調(diào)頻可獲得大的頻偏，但中心頻率的頻率穩(wěn)定度低；間接調(diào)頻時(shí)中心頻率的頻率穩(wěn)定度高，但難以獲得大的頻偏，需采用多次倍頻、混頻加大頻偏。 6. 調(diào)頻波的解調(diào)稱為鑒頻或頻率檢波，調(diào)相波的解調(diào)稱為鑒相或相位檢波。與調(diào)幅波的檢波一樣，鑒頻和鑒相也是從已調(diào)信號(hào)中還原出原調(diào)制信號(hào)。鑒頻的主要方法有斜率鑒頻器、相位鑒頻器、比例鑒頻器。
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