【正文】 c o s1( ) c o s ( 1 ) c o s2 2 ! 2 2111( ) [ 1 ( 1 ) ] c o s ( 1 ) c o s 28 2 2 8 2c c cc c cc c ct m f t m f tif f t tt m t m tif mt m m t m t?? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? 第二項是線性頻率調(diào)制項 ， 最大頻偏 2mCr m????第三項是二次諧波調(diào)制項 ， 是失真項 。 是結(jié)電容的調(diào)制度。 由于變?nèi)荻O管兩端的回路接入系數(shù)為 1， 所以稱其為全部接入式變?nèi)荻O管調(diào)頻電路 。 上電路的交流等效電路如右圖所示 。 C5是輸出耦合電容。 2129 2 2 2 . 5 4 ( )5 6 2 2EQEU R VRR?? ? ? ???()DQu U u t???圖 變?nèi)莨芙Y(jié)電容隨時間變化曲線 CjCj Q0 t 0t0uDu?UQCj QCjuD 全部接入式變?nèi)荻O管調(diào)頻電路 變?nèi)荻O管的直流電壓 UQ從電位器 R7上獲得； 調(diào)制信號通過 C L2饋入， L2是高頻扼流圈。 電壓的正確饋入是保證二極管正常工作的必要前提 。 CjCjCuD0312CCjCj 變?nèi)荻O管饋電電路 變?nèi)荻O管的結(jié)電容 Cj與 C C2共同構(gòu)成回路的電容 。擴散型 r=1/3；合金型 r=1/2；r=1~5之間的稱其超越突變結(jié)變?nèi)荻O管 。 變?nèi)荻O管的結(jié)電容 Cj與管子兩端的 反向電壓 uD的關(guān)系曲線： Cj與 uD的關(guān)系為： ( a )0 uD( b )－ UBCjCj00(1 )jjrDBCC uU?? UB~ ， 是變?nèi)荻O管的勢壘電壓 。 (4)振幅要恒定，寄生調(diào)幅要小。其定義是調(diào)制特性原點的斜率。 0u?? ?(2)壓控靈敏度。 (1) 調(diào)制特性的線性度 調(diào)制特性是電壓 頻率轉(zhuǎn)換特性 ， 簡稱 壓控特性 。 主要的性能指標有： 1. 調(diào)制特性的線性度 2. 壓控靈敏度 3. 載波中心頻率的穩(wěn)定度。 圖 間接調(diào)頻 晶體振 蕩 器uC調(diào) 相 器積 分 器uFMu? 變?nèi)荻O管調(diào)頻電路 調(diào)頻電路的 質(zhì)量指標 產(chǎn)生調(diào)頻信號的設(shè)備叫 頻率調(diào)制器 ，簡稱調(diào)頻器。 (2) 間接調(diào)頻法 由于調(diào)相信號與調(diào)頻信號存在著 內(nèi)在 的聯(lián)系 ， 因此把 調(diào)制信號通過積分器 之后再加到調(diào)相器中 ， 調(diào)相器的輸出就是調(diào)頻信號 ， 如圖 。 直接調(diào)頻中，振蕩器與調(diào)制器 合二為一 。若被控制的是 LC振蕩器 ,則只需控制振蕩回路的某個元件 (L或 C),使其參數(shù)隨調(diào)制電壓變化 ,就可達到直接調(diào)頻的目的。 (1) 直接調(diào)頻。 由晶體振蕩器產(chǎn)生的載波電壓 uC(t)通過一個延遲時間可控的延時網(wǎng)絡(luò) ， 延時網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓為 ( ) c os[ ( ( ) ) ]o Cm Cu t U t t????圖 可變時延法 晶體振 蕩 器uC可 控 時 延 網(wǎng) 絡(luò) uPMu? 如果延遲時間 τ(t)受調(diào)制電壓 uΩ(t)控制 ， 并使之與調(diào)制信號成線性關(guān)系 ， 即 ( ) ( ) ( )( ) co s [ ( )] co s [ ( )]d d mo C m C C d m C m C pp C d mt k u t k U f tu t U t k U f t U t m f tm k U?? ? ????????? ? ? ?? 最大的延遲時間 τmax=kdUΩm。 這種調(diào)相信號的產(chǎn)生方 法僅限于 Δω0(t)ωor的 窄帶 情況 ， 是窄帶調(diào)相信號 的產(chǎn)生方法 。窄帶工作條件下： ?03?02?or= ?01= ?C2 ? ?0??3( ?C)?1( ?o r) = 0?2( ?C)? ( ? )?01??03?02Z3( ?C)Z2( ?C)Z1( ?C)= Z ( ?or)Z ( ? )123123000()( ) ( )()ta n ( ) 2()orC o rCCetZZtQt?????????? ? ?????Qe為回路的有載品質(zhì)因數(shù)。 輸入載波的角頻率不變，而回路諧振角頻率 ω 0(t)變化 ，因此 Z(ωC)和 φ(ωC)也變化。這樣載波電流 iC在回路兩端建立的電壓就近似等于 穩(wěn)態(tài)電壓： 0( ) ( ) c o s[ ( ) ]o m C C Cu t I Z t? ? ? ??? 設(shè)計使輸入載波電流的頻率 ωC= ωor等于靜態(tài)回路諧振頻率。 LC并聯(lián)回路的阻抗： . ()( ) ( ) jZ Z e ????? Z(ω)和 φ(ω)分別是回路阻抗的模和相角 。回路的諧振頻率： 000001 1 1 1 1()( ) ( ( )) ( ) ( )11 ortL C t L C ku t L C ku t ku tCC??? ? ?? ? ? ?? ??是控制電壓為零時回路的諧振頻率，稱其為靜態(tài)回路諧振頻率。最常用的是 LC并聯(lián)諧振回路如右圖所示。即 =mpf(t)。 6. 窄帶調(diào)相的可變相移法。 4. 調(diào)頻 /相的譜寬：分窄帶與寬帶來討論：卡松帶寬。 2. 調(diào)相信號的最大偏頻： Δωm= mpΩ， 調(diào)制指數(shù)： mp= kpUΩm 。倍頻后的調(diào)相信號與倍頻前的調(diào)相信號相比，它的相對頻偏 (Δωm/ωC)沒有變化，而絕對頻偏 (Δωm)增大了 n倍，信號的帶寬也相應(yīng)展寬了 n倍。 為了獲得寬帶調(diào)相信號 ， 往往把這種方法得到的窄帶調(diào)相信號 通過倍頻器 ， 擴展成寬帶調(diào)相信號 ， 如圖 示 。 調(diào)相指數(shù) mp越小 ， 寄生調(diào)幅越小 ， 相位失真也越小 。 輸出電壓的相位變化與調(diào)制信號之間 不是線性關(guān)系 ， 而是反正切的關(guān)系 。 窄帶 調(diào)相信號矢量就是兩個正交矢量的和。 載波信號矢量與雙邊帶信號矢量是正交的。 V/k H zk f 3?解： ? ? ? ?tttukt f 333 106c o s3102c o s2106)(2 ???????? ? ?????? ? ? ?0338 106310261023 ???? ??????? ts i nts i ntc o stu FM61021012 33111 ????? ????? //m mf31061018 33222 ????? ????? //m mf調(diào)頻 指數(shù) 調(diào)頻波： ? ? ? ?? ?ts i ntc o stu 36 105105 ???例 3 求 在 t=0時的瞬時頻率。 1）載波頻率和調(diào)制信號頻率； 2）調(diào)制信號； 3）最大頻偏和最大相移； 4）信號帶寬； 5）在單位電阻上的損耗功率； (2) 當 u(t)的調(diào)制信號頻率增加一倍 1）若 u(t)變?yōu)? 判別是何種調(diào)角波？而 uΩ(t)按何種規(guī)律變化？ 2）若 u(t)變?yōu)? 則 u(t)又是 何種調(diào)角波？而 uΩ(t)又按何種規(guī)律變化？ (3) 將 u(t)的調(diào)制信號幅度減小一半， u(t)是否會變?yōu)椋? 為什么？ (4) 若 u(t)變?yōu)椋? 判別調(diào)制信號的參數(shù)有何變化。 當 m≠0時 ， J0(m)＜ 1，Jn(m)≠0。 當 m=0時 J0(m)=1， 而其他階次的貝塞爾函數(shù) Jn(m)均為零 。 因此 ， 在單位電阻上 ，調(diào)角信號所消耗的功率 220 ()2ma v n fnUP J m?? ? ?? ?根據(jù)貝塞爾函數(shù)性質(zhì)的第 3條可知 220( ) 12nfnmavJmUP?? ?????所以調(diào)角信號的平均功率 它僅與調(diào)角信號的振幅有關(guān)，而與調(diào)制指數(shù) m無關(guān)。 正因為這一點 ， 調(diào)相體制的應(yīng)用不如調(diào)頻體制廣泛 。 由于 調(diào)相信號的最大頻偏正比于調(diào)制信號的頻率 ， 所以調(diào)相信號的帶寬應(yīng)按 最高調(diào)制頻率 確定 。 4. 調(diào)相信號的頻譜 采用調(diào)頻信號的分析方法 ， 同樣可以得到調(diào)相信號的頻譜 ， 它與調(diào)頻信號頻譜的差異僅僅是各邊頻分量的相移不同 。 調(diào)頻信號的帶寬主要由調(diào)制信號的幅度決定 ， 隨著調(diào)制信號帶寬的增加 ， 調(diào)頻信號的帶寬變化不大 。為此 ， 引入一個新的參量 ——頻偏比 FMD ?峰值最大角頻偏 調(diào)制信號的最高角頻率 m a xm a x()m??? ? 多頻調(diào)制的調(diào)頻信號帶寬近似等于 m a xm a x m a x2( 2 )2 2( )C R FMC R FM mBDBD ?? ? ?? ? ? ?當 DFM2時 它與調(diào)制信號的頻率無關(guān) 。 由圖 、表可見 ， 卡森帶寬與誤差為 。uAM信號 uFM信號 相位變化的同時， 振幅也在改變 。? ?mfUm012－mfUm0= U＋ ?12－ ?＋ ?mfUm0= U－ ?12Um0= UC ( a )0?CU?? 寬帶調(diào)角信號。 因此 ， 調(diào)制信號為任意函數(shù)的調(diào)頻信號可以寫成 0 co s ( ( ) )tF M m C mm f mu U t f t d tkU??? ?? ? ????相應(yīng)的調(diào)相信號 00( ) c o s( ( )( c o s( ( ) )PM m C p mm C pu t U t k U f tU t m f t??????? 調(diào)角信號的頻譜 根據(jù)調(diào)制指數(shù) m(mf與 mp的通用表示符號 )的大小 ， 調(diào)角信號可分成兩類 。 調(diào)相信號的相位 ： φ(t)=ωCt+mpcosΩt+ φ 0 它的瞬時角頻率： ()( ) s i n s i nCpmCmpdtt m t tdtm?? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ????調(diào)相信號的振幅恒定，時域表示式可以寫成 uPM(t)=Um0cos(ωCt+mpcosΩt+ φ 0) 0uPM0tttt?C?uC00u?圖 調(diào)相信號波形 比較調(diào)頻 0? ?m , mp? ?mmp?圖 調(diào)相信號 Δωm、 mp與 Ω的關(guān)系 對 確定 的調(diào)相電路和調(diào)制信號幅值。