【正文】 。相位鑒頻器和比例鑒頻器則是利用耦合電路的相頻特性將調頻波變成調幅調頻波，然后再進行振幅檢波。鑒頻的主要方法有斜率鑒頻器、相位鑒頻器、比例鑒頻器、相移乘法鑒頻器和脈沖計數(shù)式鑒頻器。 6. 調頻波的解調稱為鑒頻或頻率檢波，調相波的解調稱為鑒相或相位檢波。 直接調頻是用調制信號去控制振蕩器中的可變電抗元件 (通常是變容二極管 )，使其振蕩頻率隨調制信號線性變化；間接調頻是將調制信號積分后，再對高頻載波進行調相，獲得調頻信號。調制的作用僅是將原來的載頻功率重新分配到各個邊頻上而總的功率不變。調頻波的頻帶寬度與調制信號頻率無關近似為恒帶調制，調相波的頻帶寬度隨調制信號的頻率而變化。略去小于未調高頻載波振幅 10%以下的邊頻，可認為調角信號占據(jù)的有效帶寬為 BW=2(Dfm+Fmax)，其中， Dfm為頻偏， Fmax為調制信號最高頻率。調角波的頻譜不是調制信號頻譜的線性搬移，而是產生了無數(shù)個組合頻率分量，其頻譜結構與調制指數(shù) m有關，這一點與調幅是不同的。 )F2j(H ?輸出鑒頻器輸出的解調信號R7 . 5 k 0F 1 F 2 FH ( j 2 ? F )/dB– 6 d B /倍頻程C0 . 01 ?圖 829 去加重網絡 本 章 小 結 1. 角度調制是載波的總相角隨調制信號變化，它分為調頻和調相。因而應使 ∝ 1/2?F， 可見，去加重網絡相當于一個積分電路。但考慮到對信號的低端不應加重，一般采用的預加重網絡及其傳輸特性分別如圖 828(a)、 (b)所示 . 至解調器CR2調制信號R1 7 . 5 k0 . 01 ?0F1F2F| H ( j 2 ? F )/d B6 d B/ 倍頻程)F2j(H ?圖 828 預加重網絡 圖中 CR21F11 ??RC21F2 ??(式中 R=R1//R2) 對于調頻廣播發(fā)射機中的預加重網絡參數(shù) C、 R R2的 選擇，常使 F1=， F2=15kHz，此時 R1C=75?s。 ―預加重”技術 1. 預加重網絡 調頻噪聲頻譜呈三角形，即與調制信號頻率 F成正比。 但這樣做的結果，改變了原調制信號各調制頻率之間的比例關系，將造成解調信號的失真。而各種消息信號(如話音、音樂等 )，它們的能量都集中在低頻端，因此在調制信號的高頻端輸出信噪比將明顯下降，這對調頻信號的接收是很不利的。而噪聲各頻率是彼此獨立的，不能凝聚，解調后仍分布在寬帶內，大部分 將被濾波器濾除，這就使輸出信噪比得以提高。在抗干擾性能方面，窄帶調頻并不優(yōu)于調幅制，因為窄帶調頻信號和調幅信號的帶寬并無差異。 以上討論僅指干擾為單頻信號的簡單情況，如果干擾信號非單頻，而是白噪聲，分析表明，只有在調頻系數(shù)大于 ，調頻制的抗干擾性能才優(yōu)于調幅制。以上分析表明，加大調制系數(shù) mf 可以使鑒頻輸出信噪比增加，但必須注意，加大 mf 將增加信號帶寬。而通過 ma1，則結果要差些。 一般寬帶調頻系數(shù) mf 總是大于 1的，因而調頻接收機信噪比與 輸入端相比是有所提高的。在本章的開頭曾提到調頻制的突出特點是它的抗干擾性能優(yōu)于調幅制，這是為什么呢？對此，簡述如下。本課程只能在講清楚討論條件后，直接引用有關結論。因而很好地起到了穩(wěn)幅的作用。?????v 2. 自限幅特性分析 比例鑒頻器不需要前置限幅器，它本身就具有抑制寄生調幅所產生的干擾的能力，在比例鑒頻器中，由于 C6的電容量很大，因此電壓 Va?b?基本穩(wěn)定不變，它只決定于調頻波的載波振幅，而與其頻偏及寄生調幅都無關 . 當輸入信號振幅由于干擾突然變大時，由于電壓 Va?b?基本恒定，就使得檢波管的電流明顯加大，加重了對輸入回路的負載，即回路 Q值下降 ,可迫使信號振幅減小。39。比例鑒頻器的輸出電壓 )VV1V2V(21)VV(K212D1Dbaba1D2D0O39。 (2) R1和 R2兩端并接大電容 C6(一般為 10?F)，使得在檢波過 程中 a?b?間的端電壓基本保持不變。 167。為了抑制噪聲及干擾，在鑒頻器前必須增設限幅器。因此， S型鑒頻特性曲線的線性區(qū)間兩邊的邊界應對應于耦合回路頻率響應曲線通頻帶的兩個半邊界點，即半功率點。 在該曲線的中間部分，輸出電壓與瞬時頻移 Df之間近似地成線性關系， Df越大，輸出電壓也越大；但當信號頻率偏離中心頻率越來越遠，超過一定限度 (?Df?＞ Dfm)后，鑒頻器的輸出電壓又隨著頻移的加大而下降。若次級線圈的同名端 相反，則為負極性鑒頻，鑒頻跨導 S＜ 0，如圖 (b)所示。 若將 Va?b?與頻移 Df之間的關系畫成曲線，便得到如圖 825所示 的 S形鑒頻特性曲線。而 Df與原調制信號 v?(t)成正比，即 Va?b?與 v? (t)成正比。 90 ?V D1V 12V D2OV ab2V ab2–90 ?– ?V D1V 12V D2OV ab2V ab2–fin=f0 finf0 圖 824 相位鑒頻器矢量圖 finf0 Vab 2 Vab 2 – VD2 VD1 V12 90?+? 由于鑒頻器的輸出電壓等于兩個檢波器輸出電壓之差， 而每個檢波器的輸出電壓 (峰值或平均值 )正比于其輸入電壓 的振幅 VD1(或 VD2)，所以鑒頻器輸出電壓 (峰值或平均值 )為 V0 = Va?b? = kd(VD1–VD2) (854) 式中 kd為檢波器的電壓傳輸系數(shù)。這可以從分析矢量圖來說明。 這個角度可能是 ，可能大于 ，也可能小于 ， 主要取決于信號頻率是等于、小于或大于中心頻率。 abV?12V? 2??????? ???2 通過上面的分析，我們找到了次級回路電壓與初級回路電壓之間的相位關系。 這時次級回路總阻抗為 ???? j2222 eZjXRZ式中， 是 Z2的模，其值為 2Z 22222 XRZ ???是 Z2的相角，其值為 22RXtga r c??將 Z2的關系式代入式 (850)，得 ?????? ???? 2j12212Cab eVZLMXV ??該式表明，當信號頻率高于中心頻率時，次級回路電壓 超前于初級回路電壓 一個小于 的角度 。將式 (847)代入式 (848)， 得 121s VLMV ?? ?? (849) +–V12+–VSR2L2L1+–VabC2abI1C1① 從式可以看出，當信號率頻 fin等于中心頻 率 f0(即回路諧振頻率 )時， X2=0，于是 1222C1ab VRXLMjV ?? ? 2j12212C eVRLMX ?? ?(851) 該式表明，次數(shù)回路電壓 比初級回路電壓 超前 。 這取決于信號頻率。 于是可以近似地得到圖 823所示的 等效電路，圖中 +–V12+–VSR2L2L1+–VabC2abI1C1圖 823 次級回路的等效電路 1121LjVIw??? 初級電流在次級回路中感應產生串 聯(lián)電動勢 1S IMjV ?? w??(848) 式中，正、負號取決于初次級線圈的繞向。 12V? abV? 為了使分析簡單起見，先作兩個合乎實際的假定： 1) 初次級回路的品質因數(shù)均較高； 2) 初、次級回路之間的互感耦合比較弱。加在兩個振幅檢波器的輸 入信號分別為 12ab12ac1D VV21VVV ????? ???? 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 + – 12ab12bc2D VV21VVV ????? ????? (845) (846) 只要加在二極管上的電壓為 FMAM波，后面就是振幅檢波。因此，初級回路上的信號電壓幾乎全部降落在扼流圈 L3上。 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 822 相位鑒頻器原理電路 D R C3和 D R C4組成上、下兩個振幅檢波器，且特性完全相同，將振幅的變化檢測出來。輸入電路的初級回路 C L1和次級回路 C L2均調諧于調頻波的中心頻率 f0。本節(jié)主要討論電感耦合相位鑒頻器。它是利用回路的相位頻率特性將調頻波變?yōu)檎{幅 —調頻波，然后用振幅檢波恢復調制信號。 (3) 鑒頻靈敏度 主要是指為使鑒頻器正常工作所需的輸入調頻波的幅度，其值越小，鑒頻器靈敏度越高。因此，要求 2Dfmax應大于調頻波最大頻偏的兩倍。 voffoD voD fBWD2 D fm a x圖 821 鑒頻特性曲線 (1) 鑒頻跨導 S 在中心頻率附近，單位頻偏所引起的輸出電壓的變化量， 即 offofS ?DD? v 顯然，鑒頻靈敏度越高，意味著鑒頻特性曲線越陡峭， 鑒頻能力越強。 2. 鑒頻器的主要技術指標 鑒頻器的主要特性是鑒頻特性，也就是鑒頻器輸出電壓 vo與輸入調頻波頻率 f之間的關系，典型的鑒頻特性曲線如圖 821所示。 這種電路的突出優(yōu)點：線性好、頻帶寬、便于集成，同時它能工作于一個相當寬的中心頻率范圍 (1Hz10MHz，如配合使用混頻器，中心頻率可擴展到 100MHz)。 (3) 脈沖計數(shù)式鑒頻器 限幅器v1v2v3脈沖形成電路微分電路低道濾波器vS0v10v20v30ttttvovA V0t( f)( e )( d )( c)( b )( a )vS圖 820 脈沖計數(shù)式鑒頻器實現(xiàn)方框圖和波形圖 首先將輸入調頻波通過限幅器變?yōu)檎{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頻波瞬時頻率的變化。利用調頻波的這個特點，就可以實現(xiàn)解調，其最大優(yōu)點是線性良好。 這是利用調頻波單位時間內過零信息的不同來實現(xiàn)解調的一種鑒頻器。 其組成框圖如圖 819所示。 圖 818 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：將調頻波經過移相電路變成調頻調相波，其相位的變化正好與調頻波瞬時頻率的變化成線性關系；然后將此調頻調相波與未相移的調頻波 (為參考信號