【正文】 0時(shí)的瞬時(shí)頻率 調(diào)相信號(hào)產(chǎn)生方法 矢量合成法 這是一種 窄帶調(diào)相信號(hào) 產(chǎn)生方法， uΩ(t)=UΩ mf(t) 若調(diào)相信號(hào)： uPM(t)=Um0cos［ ωCt+kpuΩ(t)］ =Um0cos[ωCt+mpf(t)］ 根據(jù) 窄帶 (kpuΩ(t)π/6)調(diào)角信號(hào)的定義，上式可近似表示為 uPM(t)≈Um0cosωCtUm0kpuΩ(t)sinωCt 所以，窄帶調(diào)相信號(hào)可 近似 由一個(gè)載波信號(hào) (Um0cosωCt)和一個(gè)雙邊帶信號(hào) (Um0kpuΩ(t)sinωCt)疊加而成。雙邊帶信號(hào)矢量的長(zhǎng)度是按照 kpuΩ(t)的規(guī)律變化的。輸出電壓： 0020( ) c o s ( ) s i n1 ( ) c o s [ a rc t a n ( ( )) ]P M m C m p Cm p C pu t U t U k u t tU k u t t k u t????????? ? ?與調(diào)幅比較？ 這種方法輸出電壓的幅值 不是恒定 的 ， 稱這種起伏為寄生調(diào)幅 。 這種非線性關(guān)系 ， 使相位的變化產(chǎn)生 非線性失真 。 所以這種方法是一種近似方法 ，僅僅適用于產(chǎn)生 窄帶調(diào)相 信號(hào) 。 倍頻器的輸出 0( ) c o s [ ( ) ]P M m C pu t U n t n m f t??? 信號(hào)的載頻與頻偏都被擴(kuò)展了 n倍。 圖 用倍頻方法擴(kuò)展帶寬 晶體振 蕩 器uC 矢 量 合 成 法形 成 調(diào) 相 波Um0c o s [ ?Ct ＋ mp f ( t ) ]倍頻 nu? = U? m f ( t )Um0c o s [ n ?Ct ＋ n mp f ( t ) ]uPM要點(diǎn)回顧： 1. 調(diào)頻信號(hào)的最大偏頻： Δωm=kfUΩm， 調(diào)制指數(shù)： mf= Δωm/ Ω 。 3. 不能用乘法器來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻 /相。 5. 窄帶調(diào)相的矢量合成法。 可變相移法 石英晶體振蕩器產(chǎn)生一個(gè)頻率穩(wěn)定度較高的載波電流信號(hào)： . 0 c o sC mCi I t??并把它通過(guò)一個(gè) 相移可控 的網(wǎng)絡(luò)，它網(wǎng)絡(luò)的阻抗： . ()( ) ( ) jZ Z e ?????? ? ? ?tukt p ?? ?移相網(wǎng)絡(luò)的相移受調(diào)制信號(hào) uΩ(t)控制，相移與信號(hào)電壓 uΩ(t)之間呈線性關(guān)系。 當(dāng)相位的變化速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)地小于載頻 ωC時(shí)，相移網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓就可近似地等于 穩(wěn)態(tài) 情況下的輸出電壓： ? ? ? ? ? ? ? ?? ?ttc o sZItc o sZItu CmCmPM ????? ??? 00 ? 可控相移網(wǎng)絡(luò)的種類很多?；芈返碾娙?(也可以是電感 )的數(shù)值受調(diào)制信號(hào) uΩ(t)的控制 iC受 u?控制C L uPMC = C0＋ k u?( t )0( ) ( )C t C k u t???k為比例常數(shù)，單位： F/V。 當(dāng) kuΩ(t)= kuΩmf(t)＜ C0時(shí) 00000( ) 1()1 ( )( ) [ 1 ( ) ] [ 12]2mor oromorrk U tt f tCt k UftC???? ? ???????? ? ? ?所以 ， 并聯(lián)諧振回路諧振角頻率相對(duì)變化量與 調(diào)制信號(hào)近似 成線性關(guān)系 。 當(dāng)調(diào)制信號(hào)的頻率遠(yuǎn)小于回路的諧振頻率時(shí) ， 也就是說(shuō)回路電容的變化速度非常慢 時(shí) ， 相對(duì)于載波 ， 每個(gè)周期或幾個(gè)周期之內(nèi)可近似認(rèn)為并聯(lián)回路的元件數(shù)值不變 ?；芈穼?duì)其呈現(xiàn)的阻抗為 Z(ωC)，相移為 φ(ωC)。圖中 ω01, ω02, ω03是 ω0變化的三個(gè)取值。 ? ? 6/C ??? ?當(dāng) 時(shí)， ? ? ? ? ? ?? ?t tQt a n CeCC002??????? ????由于 Δωωor， 可認(rèn)為 0001()(()()( ) 2)emorCeporkQ U f tCmfttQt?????????? ? ? ??? 其中， 01p e mm k Q UC ??所以輸出電壓： 0( ) ( ) c o s [ ( ) ]o m o r C pu t I Z m f t???? 顯然這就是一個(gè)調(diào)相信號(hào) 。 可變時(shí)延法 可變時(shí)延法的實(shí)現(xiàn)框圖如圖 。 考慮到超前 、 滯 后的變化 ， τmax應(yīng)該限制的范圍是： m a x 0 .5 CT? ? 調(diào)頻信號(hào)產(chǎn)生方法 實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制的方式有兩種 : 直接調(diào)頻 , 間接調(diào)頻 。 用調(diào)制電壓直接 控制振蕩器 的 振蕩頻率 , 使振蕩頻率按調(diào)制電壓的規(guī)律變化。常用的方法是采用 變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻，由于電路簡(jiǎn)單、性能良好，已成為目前最廣泛的調(diào)頻電路之一。 優(yōu)點(diǎn) ：在實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻的要求下，可獲得較大頻偏； 缺點(diǎn) ：頻率穩(wěn)定度差。 由于這種方法是利用調(diào)相器實(shí)現(xiàn)調(diào)頻 ， 所以把它叫做間接調(diào)頻法 。變?nèi)荻O管調(diào)頻，電抗管調(diào)頻，間接調(diào)頻。 4. 振幅穩(wěn)定度。 線性 （ 非線性失真 ） ；線性范圍 （ 調(diào)頻范圍 ） 最大頻偏也越大 。壓控靈敏度又稱為 調(diào)制靈敏度 ，用 kf表示。 0()futku?? ?????? (3)載波中心頻率的穩(wěn)定度 。 變?nèi)荻O管特性 變?nèi)荻O管是利用 PN結(jié)反向偏置的勢(shì)壘電容構(gòu)成的可控電容 。 r是變?nèi)葜笖?shù) 。 圖 并聯(lián) 、 串聯(lián)電容對(duì)變?nèi)莨芴匦郧€的影響 在實(shí)際應(yīng)用中，變?nèi)荻O管一般串聯(lián)或并聯(lián)一個(gè)電容，其目的就是調(diào)整電容的變化曲線，使之適應(yīng)工作的需要。 變?nèi)荻O管兩端的電壓包括 靜態(tài)電壓 UQ和調(diào)制電壓 uΩ(t)。 圖 變?nèi)荻O管饋電電路 C6u?4 7 ? HR31 0 0 k?C50 . 0 0 1 ? F4 7 ? HL1C1LC2CjVDR15 6 k?R22 2 k?C3C40 . 0 0 1 ? F0 . 0 0 2 ? F( a )EE 圖 (b)示出了直流饋電等效電路 ， 二極管靜態(tài)偏置電壓： R3VDR1R2UQ－ EE( － 9 V )( b )R3VDR2u?R1( c )圖 (c)為調(diào)制信號(hào)饋入的交流等效電路。 C C C4 、 C6~C12是高頻濾波，高頻阻抗近似為零。 L1和 Cj構(gòu)成 LC并聯(lián)振蕩回路 。 它是一個(gè)電感回授式三點(diǎn)式振蕩器 。 振蕩器的工作頻率近似等于回路的自然諧振頻率 ， 它的表示式可以寫為： 222()11( ) ( 1 )1[ 1 ( ) ] [ 1 ( ) ]rBQj j QrrmCBQjQuttUULC LCUf t m f tUULC????? ? ??? ? ? ??rBQjjQ UUCC ????????? ?? 10jQC CL11??QBmUUUm???是靜態(tài)工作點(diǎn)的結(jié)電容。 2( ) [ 1 ( ) ] ( ) ( )c c c c ct m f t m f t f t?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?振蕩器的輸出電壓是線性調(diào)頻電壓， 不存在非線性失真 。 二次諧波調(diào)制的最大頻偏 由此引入的非線性失真系數(shù) 221 ( 1 )42mfmrkm???? ? ??Cm m ???? 22 )12(81 ??? 從以上分析可見(jiàn) ， ΔωC、 Δωm、 Δω2m、 kf2 均隨著 γ的增大和 m的增大而增大 。 在 γ =2時(shí) ， 該電路的壓控靈敏度 2CfBQCfBQkUUrkUU??????uV / F 變換f2r ? 時(shí) 電抗管調(diào)頻電路 電抗管 電抗管就是由一只晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管加上電抗和電阻元件構(gòu)成的 移相網(wǎng)絡(luò) 組成。所以將電抗管接入振蕩器諧振回路，在低頻調(diào)制信號(hào)控制下，電抗管的等效電抗就發(fā)生變化，從而使振蕩器的瞬時(shí)振蕩頻率隨調(diào)制電壓而變，獲得調(diào)頻。 A、B兩端點(diǎn)間的阻抗： Z1Z2IDZAB設(shè)計(jì)使 IDI1, 所以 ..DII?場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電流 與柵源電壓之間關(guān)系為： ..D gsmI g U? gm是場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo) 。 ..12ZZ、 .ABZ各種情況下，等效電抗列于表 表 在各種情況下的等效電抗表 ABZ 如果將低頻調(diào)制信號(hào) 加到場(chǎng)效應(yīng)管的 柵極 ，因?yàn)閳?chǎng)效應(yīng)管的漏極電流與柵極電壓的關(guān)系： ()ut?21 ???????? ??PGSD SSD VuIi式中， IDSS是飽和電流， VP是夾斷電壓。如將調(diào)制信號(hào)加至柵極，則 可用調(diào)制電壓控制跨導(dǎo) ，即可控制等效電抗 ZAB。 電抗管調(diào)頻除電路稍微復(fù)雜一點(diǎn)外，其它的優(yōu)缺點(diǎn)與變?nèi)莨苷{(diào)頻大致相同。 要點(diǎn)回顧： 1. 可變相移網(wǎng)絡(luò) LC并聯(lián)諧振回路實(shí)現(xiàn)調(diào)相的原理； 2. 調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生方法； 3. 調(diào)頻電路的主要指標(biāo)； 4. 變?nèi)荻O管的特性與工作條件與饋電電路； 5. 全部接入式變?nèi)荻O管調(diào)頻電路，最大頻偏，壓控 靈敏度和非線性失真系數(shù)； 6. 電抗管的等效電抗及參數(shù)設(shè)置； 7. 調(diào)頻非正弦波產(chǎn)生調(diào)頻正弦波電路 間接調(diào)頻電路 移相法構(gòu)成的調(diào)頻電路。 獲得相對(duì)大偏頻有兩種方法： 1. 很高載波頻率上直接調(diào)頻 混頻下變頻 2. 較低載波頻率上間接調(diào)頻 倍頻 混頻下變頻 調(diào)角信號(hào)的解調(diào)方法 調(diào)相信號(hào)的解調(diào)叫做相位檢波，簡(jiǎn)稱鑒相。 ?1－?e= ?1－ ?2 k?2uo= k ?e輸入信號(hào) u1的相位 θ1,輸入信號(hào) u2的相位 θ2, uskMu1?2＋ ?eL P F uo( a )?H ( ? ?01?2＋ ?eusu1包絡(luò)檢波uo( b )u1 us或 u1 us另一種是疊加型相位檢波 ，它們的原理框圖與同步檢波的兩種形式相同 ， 但具體條件有所不同 。 + (1)乘積型相位檢波 (乘積型鑒相 )。 即輸入信號(hào)： us=Usmsin(ωst+θ1)； 本地信號(hào)： u1=U1mcos(ωst+θ2) 則乘積型鑒相電路的輸出電壓： 11 2 11( ) s i n ( ) s i n22s m mo m M s m m eUUu t k k U U? ? ?? ? ?輸出電壓 uo與 θe的關(guān)系曲線叫鑒相特性。 在 |θe|≤π/6時(shí)， ?2－?2?e0最 大 鑒 相 范 圍uo11s i n , ( )2e e o M s m m eu t k U U? ? ???乘積型鑒相的線性鑒相范圍是 177。 鑒相靈敏度或鑒相跨導(dǎo) Sp定義是： 0eopeuS?? ????所以乘積型鑒相的靈敏度： 112p M s m mS k U U? (2)疊加型鑒相。 設(shè) us(t)=Usmsin(ωst+θe), u1(t)=U1mcosωst， 且 D=Usm/U1m1， 則由疊加型同步檢波的原理可導(dǎo)出： 21 22( ) 1 1 s i n1o m eDu t U D