【正文】 電路 、 乘積型鑒相電路 )。 (2)被控的振蕩器種類 ① LC、 晶體振蕩器 (產(chǎn)生調(diào)頻 正弦波 )； ② 張弛振蕩器 (產(chǎn)生調(diào)頻非正弦波 ， 可通過濾波等方式將調(diào)頻非正弦波變換為調(diào)頻正弦波 )。 (2)方法 將調(diào)制信號(hào)進(jìn)行積分 ， 用得到的值進(jìn)行調(diào)相 ， 便得到所需的調(diào)頻信號(hào) 。 ② 若附加相移受到 v?(t) 的積分值 [k1 ]的控制 ，則輸出的調(diào)制信號(hào)為 ttvt Ω d)(0?vO(t) = Vmcos[?ct +kpk1 ] ttvt Ω d)(0?與調(diào)頻波的表達(dá)式 形式相同。 調(diào)相器是實(shí)現(xiàn)間接調(diào)頻的關(guān)鍵 ， 其作用是產(chǎn)生受調(diào)制信號(hào)振幅 V?m 線性控制的附加相移 ?(?c) 。 二、調(diào)頻電路的性能要求 1．調(diào)頻特性 (1)定義 描述瞬時(shí)頻率偏移 ?f (= f ? fc) 隨調(diào)制電壓 v? 變化的特性 。 (3)要求 在特定調(diào)制電壓范圍內(nèi)是線性的 。 (2)要求 當(dāng) v?(t) = V?mcos? t 時(shí) ， 畫出的 ?f(t) 波形如 圖 522 所示 。 3． 調(diào)頻特性的非線性 (1)中心頻率偏離量 若調(diào)頻特性非線性 ， 則由余弦調(diào)制電壓產(chǎn)生的 ?f(t)為非余弦波形 ， 它的傅里葉級(jí)數(shù)展開式為 ?f(t) = ?f0 + ?fm1cos? t + ?fm2cos2? t + ??? 式中 ， ?f0 = f0 – fc 為 ?f(t) 的平均分量 ， 表示調(diào)頻信號(hào)的中心頻率由 fc 偏離到 f0 ， 稱為 中心頻率偏離量 。 在正弦振蕩器中實(shí)現(xiàn) 直接調(diào)頻 一、工作原理及其性能分析 1． 工作原理 將可變電抗器件接入 LC 振蕩回路中 ， 其電容或電感量受調(diào)制信號(hào)控制 ， 便可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻 。 電感可變器件 ， 用在掃頻儀中 ， 改變通過附加線圈的電流可控制磁場(chǎng)的變化 ， 使磁芯導(dǎo)磁率變化 ， 從而改變主線圈的電感量 。 電容可變器件 用于便攜式調(diào)頻發(fā)射機(jī) ， 將聲波的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化。 ③ 變?nèi)荻O管 。 優(yōu) 點(diǎn)：工作頻率高 、 固有損耗小 、 使用方便 。 Cj ：變?nèi)荻O管的結(jié)電容，與 L 共同構(gòu)成振蕩器的振蕩回路 (全接入 )。 變?nèi)荻O管總電壓 v = ?( VQ + v? )， 且 |v? | VQ， 代入 nnnnnnxCVVvVVCVVvVVVVVCVvVVVVVVCVvVCvC)1(11)0()0()0(1)0()(QjQBBQjQBQBBQBjBQBQBQBjBQjj????????????????????????????????????????? ??????????? ???????(528) (528) nxCvC)1()(Qjj ?? 式中， (529) ，nVVCC )/1( )0(BQjQj ??BQ VVvx Ω??CjQ 為變 容二極管在靜態(tài)工作點(diǎn) Q 上的結(jié)電容 ， x 為 歸一化 的調(diào)制信號(hào)電壓 ， 其值 恒小于 1。 Qjc1LC??2)1()1(1 cQjj0o s cnxLCxLCn?????? ??? (5210) 上式為歸一化調(diào)頻特性曲線方程 ， 反映了振蕩角頻率 ?osc 隨 x(即 v? )變化的關(guān)系式 。 ?f / fc 隨 x 變化的曲線 如圖 524 所示 ， 可見 ， 除 n = 2 外 ， 調(diào)頻特性曲線均為非線性曲線 。 否則 ， 調(diào)制器將出現(xiàn)非線性失真 ， 或使中心頻率偏離 ?c 值 。 在滿足 kf2 和 ??c的條件下 ， 提高 ?c 可以增大調(diào)頻波的最大角頻偏值 ??m。 cm 2 ?? mn?? ③ 變?nèi)荻O管由 PN 結(jié)組成 ， 其性能受溫度影響較大 ，為減少影響 ， 可采用 部分接入 電路 。 (2)性能分析 回路總電容為 j2j21 CCCCCC????nxCC)1(jQj ??代入，則 Qj2Qj21Qj2Qj21Σ )1()1]()1([CxCCCCxxCCCCCC nnn?????????))1((11)(Qj2Qj21o s cCxCCCCLLCxn ???????相應(yīng)的調(diào)頻特性方程 (3)討論 若將回路總電容視作一個(gè)等效的變?nèi)荻O管，則等效變?nèi)葜笖?shù) n 必將小于變?nèi)荻O管指數(shù)，故為實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻： ① 必 須選用 n 大于 2 的變?nèi)荻O管。 部分接入，結(jié)電容僅為回路總電容的一部分，對(duì)振蕩頻率的調(diào)變能力比全部接入低。 部分接入，最大角頻偏： )(1Qj2Qj21cCCCCCL????pmn cm 2?? ?? 式中 p = (1 + p1)(1 + p2 + p1 p2) p1 = CjQ / C2， p2 = C1 / CjQ cm 2 ?? mn??比較全部接入最大角頻偏： 可見，減小了 1/p，而 p 恒大 于 1。 二、電路組成 控制電路的接入原則：既可將 VQ 和 v? 加到變?nèi)荻O管上 ， 實(shí)現(xiàn)控制作用 ，又不影響振蕩器的正常工作 。 C2：高頻濾波電容，對(duì)高頻短路，對(duì)調(diào)制頻率開路。 對(duì)高頻短路 ， 對(duì)調(diào)制頻率開路 ， VQ 和 v? 可有效加到變?nèi)荻O管上 。 ② 對(duì)于直流和調(diào)制頻率 ， C1 阻斷 ， 因而 VQ 和 v? 可有效地加到變?nèi)荻O管上 ， 不受振蕩回路影響 。 ① T 的直流偏置： 雙電源供電 ② 振蕩電路變?nèi)莨苋尤氲碾姼腥c(diǎn)式 ③ D 的直流偏置 ④ 調(diào)制信號(hào)接入 ? 型濾波 (2) 中心頻率為 90 MHz 的直接調(diào)頻電路 ① 振蕩電路：變?nèi)莨懿糠纸尤?、 電容三點(diǎn)式 ② 變?nèi)莨芸刂齐娐? ③ 調(diào)制電路：v?(t) 經(jīng) 47 ?F 隔直電容和 47 ?H 高頻扼流圈加到變?nèi)莨苌? (3) 100 MHz 晶體振蕩器的變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路 T1：音頻放大器； T2 ：皮爾斯晶體振蕩器 諧振回路：調(diào)諧在三次諧波 間接調(diào)頻電路 ——調(diào)相電路 實(shí)現(xiàn)間接調(diào)頻電路的關(guān)鍵：調(diào)相電路。 vO(t) =Vmcos?ct cos(Mpcos? t) ? Vmsin?ct sin(Mpcos? t) ? Vmcos?ct ?Vm Mpcos? t sin?ct 近似由載波信號(hào) (Vmcos?ct)和雙邊帶信號(hào) (Vm Mp cos? t sin ?ct)疊加而成 。 (2)實(shí)現(xiàn)模型 (a) (b) 圖 5219 矢量合成法調(diào)諧電路的實(shí)現(xiàn)模型及其矢量合成原理 (a)實(shí)現(xiàn)模型 (b)矢量合成原理 如圖 5219 所示 ， 設(shè) AM = 1， 原理上 ， 這種方法只能不失真地產(chǎn)生 Mp (?/12) 的窄帶調(diào)相波 。 二、可變相移法調(diào)相電路 1． 實(shí)現(xiàn)原理 載波電壓 Vmcos?ct 通過可控相移網(wǎng)絡(luò) [這個(gè)網(wǎng)絡(luò)在 ?c 上產(chǎn)生的相移 ?(?c) 受調(diào)制電壓的控制 ]， 且呈線性關(guān)系即 ?(?c) = kpv?(t) = Mpcos? t， 其輸出電壓便為所需的調(diào)相波 ， 即 vo(t) = Vmcos[?ct + ?(?c)] = Vmcos(?ct + Mpcos?t) 2． 實(shí)現(xiàn)方法 ——變?nèi)荻O管調(diào)相電路 (1)原理圖 圖 5224 可變時(shí)延法調(diào)相電路的實(shí)現(xiàn)模型 Cj (D)、 L 組成諧振回路，由角頻為 ?c 的電流源 iS(t) = Ismcos?ct 激勵(lì)； Re：回路的諧振電阻。 因此 ， iS(t) 在回路上產(chǎn)生的電壓將是相位受 v? 調(diào)變的調(diào)相信號(hào) 。 BQmΩVVVm??(2)對(duì) Mp 的限制 根據(jù)正切函數(shù)特性，當(dāng) 時(shí)， tan?z(?) ? ?z(?)，由此引入的誤差小于 10%，工程上是允許的。 )()(2)()(2a r c t a n)(00e00ez ttQttQ???????? ??????e0c00c0ccecz )()(2)()]([2)( QttttQ?????????????????????6c o sc o s)(Δ2)(peec0cz????? ΩtMΩtnmt????結(jié)論： 不失真調(diào)相條件 選用 n = 2 的變?nèi)荻O管。 限制 Mp 小于 ?/6。 R1 和 R2 ：隔離電阻隔離諧振回路輸入和輸出 。 C C2 、 C3 ： 隔直耦合電容。 三、可變時(shí)延法調(diào)相電路 1． 原理 將載波電壓通過可控時(shí)延網(wǎng)絡(luò)， 如圖 5224 所示 。 即 vo(t) ? Vmcos(?ct ? ?ckd v?) = Vmcos(?ct ? Mpcos? t) 式中 ， Mp = ?ckdV?m 。 對(duì)間接調(diào)頻 Mf = kp(k1V?m/?) = ??m/? (523) 故 ??m = kpk1V?m ， 調(diào)相電路選定后 ， 只與 V?m 有關(guān)而與 ?c 無關(guān) 。 對(duì) 直接調(diào)頻 (5212) 與 ?c 成正比 ， ?c 增加 ， ??m 隨之提高 ， 故 限制的是最大相對(duì)頻偏 。 增大 ?c， 可以增大直接調(diào)頻電路中的 ??m， 對(duì)間接調(diào)頻電路中的 ??m 無濟(jì)于事 。 擴(kuò)展最大頻偏的方法 1． 問題的提出 ??m 是頻率調(diào)制器的主要性能指標(biāo) ， 若實(shí)際調(diào)頻設(shè)備需要的 ??m不能達(dá)到 ， 則需擴(kuò)展 。可見倍頻器可不失真地將 ?c 和 ??m 同時(shí)增大 n 倍 ， 而相對(duì)角頻偏 (n ??m /n?c ? ??m /?c) 不變 。 可見 ， 混頻器可以在保持最大角頻偏不變的條件下 ， 不失真地改變調(diào)頻波的相對(duì)角頻偏 。 例： 某調(diào)頻發(fā)射機(jī) ， 采用矢量合成法調(diào)相電路 ， 欲產(chǎn)生載波頻率為 100 MHz， 最大頻偏為 75 kHz 的調(diào)頻波 。 方案 如圖 5228 所示 。 限幅鑒頻實(shí)現(xiàn)方法概述 調(diào)頻波解調(diào)電路 斜率鑒頻電路 相位鑒頻電路 1． 概念 2． 作用 從已調(diào)波中檢出反映在頻率或相位變化上的調(diào)制信號(hào) 。 3．特點(diǎn) 限幅與鑒頻一般聯(lián)用 ——統(tǒng)稱 限幅鑒頻器 。 鑒頻時(shí) ， 上述寄生調(diào)幅會(huì)反映在輸出解調(diào)電壓上 ， 產(chǎn)生解調(diào)失真 。 限幅鑒頻實(shí)現(xiàn)方法概述 一、鑒頻電路性能要求 1． 功能 將輸入調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率變換為相應(yīng)解調(diào)輸出電壓。 圖 531 鑒頻特性 3． 鑒頻跨導(dǎo) 鑒頻特性原點(diǎn)處的斜率 c)( cODffffvS????? 單位 V/Hz。 4． 對(duì)鑒頻電路性能要求 ① 通頻帶大于調(diào)制信號(hào)的最高頻率 ?max 。 ② 大的鑒頻跨導(dǎo) SD ③ 滿足線性和非線性失真的要求。 再通過檢波 、 低通濾波器輸出所需的解調(diào)電壓 。 ② 通過 包絡(luò)檢波器 輸出反映振幅變化的解調(diào)電壓。 ② 相位檢波器 將它與輸入調(diào)頻波的瞬時(shí)相位進(jìn)行比較 ，檢出反映附加相移變化的解調(diào)電壓 。 ② 由低通濾波器輸出反映平均分量變化的解調(diào)電壓。 根據(jù)線性系統(tǒng)理論，若已知線性網(wǎng)絡(luò)的頻率特性為 )(j Ae)()j( ???? AA ? 令： F 1(j?)= F [v1(t)]、 F 2(j?)= F [v2(t)](對(duì) v v2 的傅里葉變換 )， F –1——傅里葉反變換 。 1． 等幅調(diào)頻波通過 理想微分網(wǎng)絡(luò) 的響應(yīng)特性 一個(gè)理想的微分網(wǎng)絡(luò)，其頻率特性 A(j?