哈工大高频赵雅琴课件第八章剖析.ppt

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1、8.1概述8.2鉴相器8.3鉴频器8.4数字鉴频与数字鉴相第8章调角电路的解调电路☺掌握典型调角信号解调电路的功能、结构、工作原理、分析方法和性能特点。☺了解数字调角信号解调方式及其实现电路。教学基本要求1.解调电路的功能调角信号解调电路：从调角波中取出原调制信号。调相波的解调电路：是从调相波中取出原调制信号，即输出电压与输入信号的瞬时相位偏移成正比，又称为鉴相器。调频波的解调电路：是从调频波中取出原调制信号，即输出电压与输入信号的瞬时频率偏移成正比，又称为鉴频器。8.1概述输入调相波:输出电压:输入调频波：输出电压

2、：(1)鉴相特性曲线即鉴相器输出电压与输入信号的瞬时相位偏移Δφ的关系。通常要求是线性关系。(2)鉴相跨导鉴相器输出电压与输入信号的瞬时相位偏移Δφ的关系的比例系数。(3)鉴相线性范围通常应大于调相波最大相移的二倍。(4)非线性失真应尽可能小。2.鉴相器的主要技术指标3.鉴频器的主要技术指标(1)鉴频特性曲线即鉴频器输出电压与输入信号的瞬时频率偏移的关系。通常要求是线性关系。(2)鉴频跨导鉴频器输出电压与输入信号的瞬时频率偏移的关系的比例系数。(3)鉴频线性范围通常应大于调频波最大频移的二倍。(4)非线性失真应尽可能

3、小。8.2鉴相器☺通常可分为模拟电路型和数字电路型两大类。☺在集成电路系统中，常用的有：模拟乘法器构成的乘积型鉴相数字门电路构成的门电路鉴相乘法器回顾1.乘积型鉴相电路采用模拟乘法器作为非线性器件进行频率变换，然后通过低通滤波器取出原调制信号。一般来说u1和u2为正交关系，以取得正弦形鉴相特性。例如：u1：是输入的需解调的调相波。u2：是由u1变化来的，或是系统本身产生的与u1有确定关系的参考信号。乘法器低通滤波器u1u2ku1u2uo(1)u1为小信号，u2为小信号当u1和u2均小于26mV时，根据模拟乘法器的特性

4、，输出电流：经低通滤波器滤波，在负载RL可得输出电压为：（2）线性鉴相范围：鉴相特性曲线：φ1(t)是u1和u2的相位差，通常用φe(t)来表示。uo和φe(t)呈正弦关系。小信号正交乘积鉴相特性（1）鉴相跨导Sφ当：时，单位：当：时，，即：乘法器的输出电流i为：双曲正切函数具有开关函数的形式将其按傅氏级数展开：(2)u1为小信号，u2为大信号相乘后的乘法器的输出电流为：低通滤波后在负载上得到输出电压为：鉴相特性曲线（1）鉴相跨导：（2）线性鉴相范围：小信号正交乘积鉴相特性呈正弦关系当时，乘法器的输出电流i为：(3)

5、u1为大信号，u2为大信号开关函数形式展开为傅氏级数u2为大信号，展开：乘法器的输出电流为：鉴相特性曲线经低通滤波器滤波，在负载上得到输出电压：呈三角波关系（1）输出电压为：（3）鉴相跨导：（2）线性鉴相范围：分析：乘积型鉴相器应尽量采用大信号工作状态，这样可以获得较宽的线性鉴相范围。一次和三次叠加一次、三次和五次叠加一次、三次、五次和七次叠加2.门电路鉴相器特点：电路简单、线性鉴相范围大，易于集成化。分类：分为或门鉴相器和异或门鉴相器。异或门鉴相器及波形经低通滤波器滤波后，输出电压ud(φe)与φe的关系为三角形，

6、可表示为：其鉴相跨导为：①或门电路鉴相器②异或门鉴相器③与门鉴相器8.3鉴频器☺由于调频波是等幅波，其解调的过程不是线性频谱搬移。因而不能像调幅那样用非线性器件+低通滤波器组成。而是要先通过变换电路对等幅调频波进行变换，然后再经振幅检波、鉴相器或低通滤波实现。☺鉴频电路可分为调频-调幅调频变换型(双失谐鉴频器、相位鉴频器、比例鉴频器)、相移乘法型和脉冲均值型三类。（1）调频-调幅变换型：将等幅调频波变换成振幅与调频波瞬时频率成正比的调幅调频波，然后用振幅检波器进行振幅检波。（2）相移乘积型：将等幅调频波经移相电路变换

7、成调相调频波，其相位的变化正好与调频波瞬时频率变化成线性关系，然后将调相调频波与原调频波经乘法器鉴相，由低通滤波器输出。（3）脉冲均值型：将调频信号通过过零比较器变换成重复频率与调频波瞬时频率相等的单极性等幅脉冲序列，然后通过低通滤波器取出脉冲序列的平均值实现鉴频。振幅检波器回顾最简单的频—幅变换电路就是并联谐振回路，其工作特点：FM信号工作在并联谐振回路的失谐区，即（fp>f0），当FM波电流流过回路时，由于瞬时频率随调制信号而变化，对于不同的瞬时频偏，失谐回路阻抗不同，回路输出电压u1的振幅将随瞬时频偏△f(t)

8、的变化而变化，即可完成FM→AM变换。fofp利用失调回路中幅频特性曲线的倾斜部分来实现鉴频，解调后失真较大，是一种原始类型的鉴频器，现在已很少采用，但它对理解振幅鉴频器对FM波的解调有很直观的意义。fpius(fo)例：单失谐回路振幅鉴频器1.双失谐回路鉴频器由三个并联调谐回路组成的调频-调幅调频变换电路和上下对称的振幅检波器组成。双失谐回路