2019年 第5章 角度调制与解调电路ppt课件.ppt

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1、第5章　角度调制与解调电路5.2调频电路5.2.1调频电路概述5.2.2直接调频5.2.3张弛振荡电路实现直接调频5.2.4间接调频电路——调相电路5.2.5扩展最大频偏的方法5.2.1调频电路概述一、直接调频和间接调频1．直接调频(1)定义调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其不失真地反映调制信号的变化规律。(2)被控的振荡器种类①LC、晶体振荡器(产生调频正弦波图5-2-2)；②张弛振荡器(产生调频非正弦波，可通过滤波等方式将调频非正弦波变换为调频正弦波图5-2-3)。2．间接调频(图5-2-4)(1)定义通过调相实现调频的方法。(2)方法由调频与调相

2、的内在联系，将调制信号进行积分，用其值进行调相，便得到所需的调频信号。图5-2-1①正弦波振荡器产生角频率为c的载波电压Vmcosct，通过调相器后引入一个附加相移(c)，即vO(t)=Vmcos[ct+(c)]。②若附加相移受到v(t)的积分值[k1]的控制，则输出的调制信号为vO(t)=Vmcos[ct+kpk1]比较调频波的表达式输出为调频波。vO(t)=Vmcos[ct+kf]间接调频vO(t)=Vmcos[ct+kf]当v(t)=Vmcost时，上式可表示为vO(t)=Vmcos(ct+Mfsint)vO(t)=V

3、mcos[ct+kpk1]式中，Mf=kp(k1Vm/)=m/，m=kpk1VmMf：调频指数，与调制信号振幅Vm成正比。调相器：实现间接调频的关键，作用：产生受调制信号振幅Vm线性控制的附加相移(c)。优点：调相电路的实现比较灵活。二、调频电路的性能要求1．调频特性(1)定义描述瞬时频率偏移f(=f-fc)随调制电压v变化的特性。(2)特性如图5-2-1所示。图5-2-1　间接调频电路组成方框图(3)要求在特定调制电压范围内是线性的。2．调频灵敏度(1)定义原点上的斜率单位为Hz/V，SF越大，调制信号对瞬时频率的控制能力就

4、越强。(2)要求当v(t)=Vmcost时，画出的f(t)波形如图5-2-2所示。图中，fm即为调频信号的最大频偏。3．调频特性的非线性(1)中心频率偏离量若调频特性非线性，则由余弦调制电压产生的f(t)为非余弦波形，它的傅里叶级数展开式为f(t)=f0+fm1cost+fm2cos2t+式中，f0=f0–fc为f(t)的平均分量，表示调频信号的中心频率由fc偏离到f0，称为中心频率偏离量。(2)非线性失真系数评价调频特性非线性的参数为4．中心频率准确度和稳定度使接收机正常接收所必须满足的重要性能指标，否则，将造成信号失真

5、，并干扰邻近电台信号。5.2.2直接调频正弦振荡器张弛振荡器实现方法一、工作原理及其性能分析1．工作原理将可变电抗器件接入LC振荡回路中，其电容或电感量受调制信号控制，便可实现调频。2．可变电抗器件的种类②铁氧化磁芯绕制的线圈。电感可变器件，用在扫频仪中，改变通过附加线圈的电流可控制磁场的变化，使磁芯导磁率变化，从而改变主线圈的电感量。①驻极体话筒或电容式话筒。电容可变器件用于便携式调频发射机，将声波的强弱变化转换为电容量的变化。接入振荡回路当中，可得瞬时频率按讲话声音强弱变化的调频信号。③变容二极管。利用PN结反偏呈现的势垒电容而构成，应用最为广泛。优　

6、　点：工作频率高、固有损耗小、使用方便。接入方法：全接入、部分接入1．变容二极管作为振荡回路总电容的直接调频电路(1)原理电路为LC正弦振荡器中的谐振回路。Cj：变容二极管的结电容，与L共同构成振荡器的振荡回路(全接入)。振荡频率近似等于回路的谐振频率，即osc0=(2)性能分析①归一化调频特性曲线方程已知变容二极管结电容的变容特性VB：PN结的内建电位差，Cj(0)：v=0时的结电容，n：变容指数，由PN结工艺结构定，在~6之间。变容二极管总电压v=-(VQ+v)，且

7、v

8、

9、　　　　　　(5-2-9)式中，CjQ变容二极管在静态工作点Q上的结电容，x为归一化的调制信号电压，其值恒小于1。将Cj代入osc0=中，得(5-2-10)式中，为v=0的振荡(载波)角频率，与VQ有关。(5-2-10)式(5-2-10)为归一化调频特性曲线方程，反映了振荡角频率osc随x(即v)变化的关系式。②归一化调频特性曲线：指数n不同，f/fc随x变化的曲线。f/fc随x变化的曲线如图5-2-4所示，可见，除n=2外，调频特性曲线均为非线性曲线。图5-2-4　归一化调频特性曲线所以，变容二极管作为振荡回路总电容，应选用n=2的超突变

10、结变容管。否则，调制器将出现非线性失真，或使中心频率偏离c值。③