【正文】 om o p oom o p m oom o p ou t U tU t k u tU t k U tU t m t??????????? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)角信號(hào)的分析 調(diào)頻波與調(diào)相波的區(qū)別： 1）若調(diào)制信號(hào)為單一頻率的余弦波， PM波的相位變化規(guī)律仍是余弦形式； FM波的頻率變化規(guī)律是余弦形式，但相位變化規(guī)律卻是正弦形式的。 調(diào)角信號(hào)的分析與特點(diǎn) 3） FM波的最大頻偏與調(diào)制信號(hào)的幅度有關(guān)，與調(diào)制信號(hào)的頻率無關(guān)；但 PM波的最大頻偏不僅與調(diào)制信號(hào)的幅度成正比，而且與調(diào)制信號(hào)的頻率成正比。 mp Δ ω m Δ ω m Ω mf Ω FM波： ??? Uk fm? ???Ukm ffPM波： ??? ?Uk pm? ?? Ukm pp可以看出調(diào)相制的信號(hào)帶寬隨調(diào)制信號(hào)頻率的升高而增加，而調(diào)頻波則不變，有時(shí)把調(diào)頻制叫做恒定帶寬調(diào)制。所以： ?? ???????????01212 s i n])12s i n ()(2[c o s]2c o s)(2)([)(nononno ttnmJUttnmJmJUtu ??又利用三角函數(shù)積化和差公式： ???????????????)c os (21)c os (21s i ns i n)c os (21)c os (21c osc os????????????所以上式可表示為 : ????????non tnmJUtu )c o s ()()( ?第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)角信號(hào)的分析 調(diào)角信號(hào)的頻譜與帶寬 討論： 單一頻率信號(hào)調(diào)制下調(diào)角信號(hào)頻譜具有如下特點(diǎn)： (1)FM/PM信號(hào)的頻譜由載頻 和無限對(duì)上，下邊頻分量 組成其中分量 的幅度為 ，其大小決定于 m； 上下邊頻分量 的幅度為 其大小與 m和 n的大小有關(guān)。 。 第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)角信號(hào)的分析 調(diào)角信號(hào)的頻譜與帶寬 實(shí)際上可以把調(diào)角信號(hào)認(rèn)為是有限帶寬的信號(hào)，這取決于實(shí)際應(yīng)用中允許解調(diào)后信號(hào)的失真程度。即 由 Bessel function可得： BFM=2(mf+1)F 在實(shí)際應(yīng)用中也常區(qū)分為： ???????????????)(22,10)1(2,1)(,2,1為最大頻偏稱為寬帶調(diào)頻波頻帶相同與稱為窄帶調(diào)頻mmfFMffFMfFMfffFmBmFmBmAMFBm第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)角信號(hào)的分析 調(diào)角信號(hào)的頻譜與帶寬 第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)角信號(hào)的分析 調(diào)角信號(hào)的頻譜與帶寬 對(duì)有限頻帶的調(diào)制信號(hào)，即 F= F min— F max， 調(diào)角信號(hào)的頻帶為： ???????????????m a xm a xm a x,2,10)1(2,12,1mFffBmFmBmFBmmm時(shí)時(shí)時(shí)第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)頻電路 實(shí)現(xiàn)調(diào)頻、調(diào)相的方法 由相位與頻率之間的關(guān)系： ??????? ?)/(,)()()(,)()(0sr addttdtr addtttt????在同一調(diào)制信號(hào) 的控制下，形成的 FM波和 PM波的表達(dá)式為： )(tu?)](c os [)(])(c os [)(0tuktUtudttuktUtupoPMtfoFM?????? ???以上的過程為直接調(diào)頻或直接調(diào)相。 微分 調(diào)頻(1)如果把 先積分后，再經(jīng)過調(diào)相器，也可得到對(duì) 而言的調(diào)頻波，也稱為間接調(diào)頻。 在直接調(diào)頻法中常采用壓控振蕩器作為頻率調(diào)制器來產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)。 )()( f tukt o ??? ??VCO的特點(diǎn)：瞬時(shí)頻率隨外加控制信號(hào)的變化而變化。 VCO中最常用的壓控元件： 變?nèi)荻O管 由晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管組成的電抗電路。 第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)頻電路 壓控振蕩器直接調(diào)頻電路 第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)頻電路 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路 1. 變?nèi)荻O管 擴(kuò)散電容：正向偏置時(shí)起主要作用； 勢(shì)壘電容：反向偏置起主要作用 。 PN結(jié)反向偏置時(shí)電容會(huì)隨外加反向偏壓而變化，而專用的變?nèi)荻O管，是經(jīng)過特殊工藝處理（控制半導(dǎo)體的摻雜濃度和摻雜的分布）使勢(shì)壘電容能靈敏地隨反向偏置電壓的變化而呈現(xiàn)較大變化的壓控變?nèi)菰? ???:Ge:Siγ ：結(jié)電容變化指數(shù)，通常 γ =1/2— 1/3，經(jīng)特殊工藝制成的超突變結(jié)電容 γ =1— 5。 第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)頻電路 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路 ? ?? ?? ? ? ?? ?? ?? ????????????????????????????????????tmCtmUUCtUUUUUUCUtUUCUtUUCCjQDooDDoDDoDojc os1c os11c os1c os1)c os(10000設(shè)在變?nèi)荻O管上加一個(gè)靜態(tài)工作電壓 Uo和一個(gè)單頻調(diào)制信號(hào) tUtu ?? ?? c o s)( ，則結(jié)反偏電壓： tUUtuUtu ooR ????? ?? c o s)()(而結(jié)電容： 第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)頻電路 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路 其中： ? ??DojQUUCC??10為靜態(tài)工作點(diǎn)的結(jié)電容。 Cj uR UQ uR t C j t CjQ 第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)頻電路 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路 第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)頻電路 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路 + uR L Cj C1 C2 VT L Cj C1 C2 VT LD C3 C4 EC R2 + uΩ R1 + Uo 為了突出調(diào)頻性能的分析，下圖只畫出了它的高頻交流等效電路，沒有畫出直流饋電電路。 L C1 C2 Cj VT + uR DooffoDooooUUktUktUUUtmt????????????????????其中,c osc os]c os1[)(則 討論 : (1)設(shè) γ =2 即滿足線性調(diào)頻 。 4)定義調(diào)頻靈敏度 ： DoooDomfUUUUUUUmUS????????????????????2220調(diào)制信號(hào)振幅最大角頻偏第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)頻電路 間接調(diào)頻電路 高穩(wěn)定度載波振蕩器 相位 調(diào)制器 積分 電路 多級(jí)倍頻 和混頻器 寬帶 )(tuFM)(tu?dttu )(??窄帶 )(tuFM間接調(diào)頻法就是利用調(diào)相方法來實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。 采用高穩(wěn)定度的晶體振蕩器作為主振級(jí)，然后再對(duì)這個(gè)穩(wěn)定的載頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)相，這樣一來就可得中心頻率穩(wěn)定度高的調(diào)頻信號(hào)。 但在實(shí)現(xiàn)線性調(diào)相時(shí) ， 要求最大瞬時(shí)相位偏移 ， 因而線性調(diào)相的范圍很窄 ， 因此轉(zhuǎn)換成的調(diào)頻波的最大頻偏 很小 ， 即： mf1， 這是間接調(diào)頻法的主要缺點(diǎn) 。調(diào)制信號(hào)的作用是使諧振回路諧振頻率改變，當(dāng)載波通過這個(gè)回路時(shí)由于失諧而產(chǎn)生相移，從而獲得調(diào)相功能。 如果將調(diào)制電壓 uΩ (t)先積分后再加在變?nèi)荻O管上 ， 則單級(jí) LC諧振回路輸出電壓的瞬時(shí)頻率 ω (t)就與輸入調(diào)制電壓 uΩ (t)成線性關(guān)系 ， 即可實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)制電壓 uΩ (t)的間接調(diào)頻 。 ? ??? ])(c o s [ dttumtUu oFM ?)(tu?第一種方法 ， 將調(diào)頻波通過頻率 — 幅度線性變換網(wǎng)絡(luò) ， 將調(diào)頻波變換成調(diào)頻 — 調(diào)幅波 ， 再通過包絡(luò)檢波器檢測(cè)出反映幅度變化的解調(diào)電壓 。 將調(diào)頻波進(jìn)行特定的波形變換 ， 根據(jù)波形變換特點(diǎn)的不同 ， 可歸納以下幾種實(shí)現(xiàn)方法： 頻率 — 幅度線 性變換網(wǎng)絡(luò) 包絡(luò)檢波器 uΩ t uFM t uFMAM t 第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)頻波的解調(diào)原理及電路 鑒頻方法及其實(shí)現(xiàn)模型 振幅鑒頻器電路模型 第 6章 角度調(diào)制和解調(diào) 調(diào)頻波的解調(diào)原理及電路 鑒頻方法及其實(shí)現(xiàn)模型 第二種方法 ， 將調(diào)頻波通過頻率 — 相位線性變換網(wǎng)絡(luò) ， 變換成調(diào)頻 — 調(diào)相波 ， 再通過鑒相器檢測(cè)出反映相位變化的解調(diào)電壓 。 頻率 — 相位 線性變換網(wǎng)絡(luò) 相位檢波器 uFM uFMPM uΩ 相位鑒頻器電路模型 第三種方法 ， 是隨著近年來集成電路的廣泛應(yīng)用 ，在集成電路調(diào)頻機(jī)中較多采用的移相乘積鑒頻器 。 相乘器 低通濾波器 u