2022年高频电路教案第七章

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1、名师精编精品教案章节内容7.1 调频信号分析教学方式理论讲授教学时数2 教学目的与要求1. 掌握调频信号的时域表达式和波形2. 掌握调频信号基本参数（调制度，最大频偏，最大相偏，载波频率，载波幅度，比例系数等）之间的关系3. 了解调频波的频谱结构4掌握调频波的带宽计算方法教学重点与难点重点：1）调频信号的时域表达式和波形2）掌握调频信号基本参数（调制度，最大频偏，最大相偏，载波频率，载波幅度，比例系数等）之间的关系3）调频波的带宽计算方法难点：1）调频波的频谱结构教学实验仪器无教学进程教学主要内容教学方法引入新的教学内容5 分钟新课程讲授20 分钟复习：1、振幅的调制2、混频电路原理与应用3、

2、混频器的干扰新课讲授：一、调频信号的参数与波形 1 、设调制信号为单一频率信号u( t )=U cost , 未调载波电压为 uC= UCcosct , 则根据频率调制的定义 , 调频信号的瞬时角频率为( )( )( )cosccfcmttk utt它是在 c 的基础上 , 增加了与 u(t) 成正比的频率偏移。式中 kf 为比例常数。2、调频波 fm、mf与 F的关系与学生互动板书讲解提问板书Ffmmf0fmmf精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 18 页名师精编精品教案讲授新课25 分钟3、调频波的频谱 1）调频波的展开

3、式因为式（74）中的是周期为 2/ 的周期性时间函数 , 可以将它展开为傅氏级数, 其基波角频率为 , 即式中 Jn(m f) 是宗数为 m f 的 n 阶第一类贝塞尔函数 , 2）调频波的频谱结构和特点二、调频波的信号带宽通常采用的准则是 , 信号的频带宽度应包括幅度大于未调载波 1% 以上的边频分量 , 即 |Jn(m f)| 0.01 当 m f 很大时 , n/ m f 趋近于 1。因此当 m f1 时, 将 n=m f 的边频 包 括 在 频 带 内 , 此 时 带宽 为Bs=2nF=2m f F=2f m 当 mf 很小时 , 如 m ff 0=f c 时，UD1 UD2 ，随着

4、f 的增加，两者差值将加大；f f 0=f c 时，U D1 UD2,随着 f 的增加，两者差值也将加大。2.2 比例鉴频器电路比例鉴频器电路及特性讲解板书讲解板书2U1U21122122DDUUUUUU2U2.2U2.U1.UD1.UD2.2U2.2U2.U1.U1ML2LcVD1RLOC1C2DR1R2CEoABCLUo(a)2U2.U1.2U2.VD1uD1uD2uc1uc2ORLC1CLC2R2R1i1i2D2U2.2U2.U1.0fUo(b)(c)VD2VD2VD1VD2比例鉴频精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共

5、 18 页名师精编精品教案讲授新课10 分钟3. 自限幅原理 (1)回路的无载 Q 0 值要足够高，以便当检波器输入电阻Ri 随输入电压幅度变化时，能引起回路Q e 明显的变化。 (2)要保证时常数 ( R 1+R 2) C大于寄生调幅干扰的几个周期。比例鉴频器存在着过抑制与阻塞现象。2.3 正交鉴频器 1. 正交鉴频原理正交鉴频器实际上是一种乘积型相位鉴频器，它由移相网络、乘法器和低通滤波器三部分组成。调频信号一路直接加至乘法器，另一路经相移网络移相后 ( 参考信号 ) 加至乘法器。由于调频信号和参考信号同频正交，因此，称之为正交鉴频器。1. 集成正交鉴频其中，可见， u1 与 u2(实际上

6、是 ur 与 us) 之间的相位差为当f / f 01时，上式可写为可见，鉴频器的输出与输入调频信号的频偏成正比。在上面电路中，调整L、C和 C1 均可改变回路谐振频率，只要满足2.4 其它鉴频电路 1.差分峰值斜率鉴频器差分峰值斜率鉴频器是一种在集成电路中常用的振幅鉴频 器 。 图 7 50(a) 是 一 个 在 电 视 接 收 机 伴 音 信 号 处 理 电 路 ( 如D7176AP ,TA7243P) 等集成电路中采用的差分峰值斜率鉴频器。图 750 差分峰值斜率鉴频器移相网络接在集成电路的、10脚之间。设从脚向右看的移相电路的谐振频率为 f 01，从 10 脚向左看的移相电路的谐振频率

7、为f02 ，则讲解板书讲解板书20200011,(1)2,()cRfQQQLfL CC22cos()sin22ooooQ fQ ffuUUUQfff011()cL CCC3V5V6RcI0uiV1V3V2V4EcL19u110u20f02f0f01U2U1U1、U2fuo0f02f0f01f(a)(b)(c)C4C1C20111021121212()fL CfL CC精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 18 页名师精编精品教案讲授新课7 分钟内容小结3 分钟2. 晶体鉴频器晶体鉴频器的原理电路如图所示。电容C与晶体串联后接

8、到调频信号源。 VD1 、R1 , C1 和 VD2 、R 2、C2 为两个二极管包络检波器。为了保证电路平衡，通常VD1与 VD2性能相同， R1=R2, C1=C2。晶体鉴频器原理电路3.1 限幅电路振幅限幅器的性能可由图754(b) 所示的限幅特性曲线表示。图中， Up 表示限幅器进入限幅状态的最小输入信号电压，称为门限电压。对限幅器的要求主要是在限幅区内要有平坦的限幅特性，门限电压要尽量小。限幅器及其特性曲线三、内容小结1、了解部分接入变容二级管调频电路工作原理2、了解晶体振荡器、张弛振荡器直接调频电路工作原理3、了解间接调频电路（回路参数移相电路、RC网络移相电路）工作原理4、掌握鉴

9、频器性能指标四、作业7-6，7-7，7-8 讲解板书小结提问uFM(t)R1R2C1CR3C2VD1VD2u非线性器 件滤波器usuo(a)(b)UsmUp0Uom精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 18 页名师精编精品教案章节内容7.6 调频收信机与特殊电路7.7 调频多重广播教学方式理论讲授教学时数2 教学目的与要求1、了解特殊电路原理及应用教学重点与难点重点：预加重和去加重电路参数计算难点：调频广播与特殊电路的应用教学实验仪器无教学进程教学主要内容教学方法引入新的教学内容8 分钟新课程讲授20 分钟复习：1、了解部分

10、接入变容二级管调频电路工作原理2、了解晶体振荡器、张弛振荡器直接调频电路工作原理3、了解间接调频电路（回路参数移相电路、RC网络移相电路）工作原理4、掌握鉴频器性能指标新课讲授：一、调频收发信机及特殊电路1.1 调频发射机一种调频发射机的框图。其载频fc=88108MHz, 输入调制信号频率50Hz 15kHz，最大频偏为75kHz。由图可知，调频方式为间接调频。由高稳定度晶体振荡器产生f c1=200kHz的初始载波信号送入调相器，由经预加重和积分的调制信号对其调相。调相输出的最大频偏为25Hz ，调制指数 m f0.5 。调频发射机框图1.2 调频接收机与学生互动板书讲解提问板书载 波振荡

11、器调相器多级倍频器 1混频器多级倍频器 2功 率放大器积分器预 加重电路200 kHzN164fc1 200 kHzf1m25 kHz12.8 MHz1.82.3 MHzfc88 108 MHzfm75 kHz频率可变本振N248fL1110.5 MHzu (t)间接调频器精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 18 页名师精编精品教案讲授新课15 分钟讲授新课12 分钟图为广播调频接收机典型方框图。为了获得较好的接收机灵敏度和选择性，除限幅级、鉴频器及几个附加电路外，其主要方框均与AM超外差接收机相同。调频广播基本参数与发射

12、机相同。调频接收机方框图1.3 特殊电路 1.预加重及去加重电路理论证明，对于输入白噪声，调幅制的输出噪声频谱呈矩形，在整个调制频率范围内，所有噪声都一样大。调频制的噪声频谱(电压谱) 呈三角形，见图，随着调制频率的增高，噪声也增大。调制频率范围愈宽，输出的噪声也愈大。(a) 功率谱； (b) 电压谱由于调频噪声频谱呈三角形， 或者说与 成线性关系， 使我们联想到将信号作相应的处理，即要求预加重网络的特性为H( j )=j 预加重网络及其特性(a) 预加重网络； (b) 频率响应去加重网络及其频响曲线如图。从图看出，当2 时，预加重和去加重网络总的频率传递函数近似为一常数，这正是使信号不失真所

13、需要的条件。提问例题讲解讲解例题讲解板书讲解提问板书混频器射频放大88108 MHz本振中频放大限幅器鉴频器自动频率控制电路静噪电路去加重电路和音频放大电路输出0Sno( )0U( )(a)(b)R1CR2012|H(j )/dB(a)H(j) k1 j/11 j/2k(1j/1)(b)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 18 页名师精编精品教案讲授新课12 分钟去加重网络及其特性采用预、去加重网络后， 对信号不会产生变化， 但对信噪比却得到较大的改善，如图：2. 静噪电路由于在调频接收中存在门限效应，因此在系统设计时要尽

14、可能地降低门限值。为了获得较高的输出信噪比，在鉴频器的输入端的输入信噪比要在门限值之上。但在调频通信和调频广播中，经常会遇到无信号或弱信号的情况，这时输入信噪比就低于门限值，输出端的噪声就会急剧增加。二、调频多重广播2.1 调频立体声广播1. 调频立体声广播方式图 763 示出了调频立体声广播的系统图。左声道信号( L)和右声道信号 (R) 经 各自 的 预加 重 在 矩 阵 电路 中形 成 和 信号 (L+R ) 和 差信 号( L-R)。和信号 (L+R ) 照原样成为主信道信号，差信号( L-R)经平衡调制器对副载波进行抑制载波的调幅，成为副信道信号。图 763 调频立体声广播发射机的系

15、统图2. 调频立体声接收机调频立体声接收机的框图如图764 所示，在鉴频器之前与单声道调频讲解提问板书讲解提问板书R1C(a)H(j)11 j/101|H(j)|/dB(b)Sno( )去加重前去加重后(a)08160.11/dB10(b)m10预加重预加重LR矩阵电路LR平 衡调制器主信道信号 LR副 信道信号副载波振荡器二分频38 kHzFM发射机导频信号精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 18 页名师精编精品教案新课程讲授10 分钟内容小结3 分钟接收机的组成相同。图 764 调频立体声接收机的框图2.2 电视伴音的

16、多重广播电视伴音的多重广播就是电视伴音的立体声广播。图766 为某电视伴音多重广播的发射机框图。 和信号被作为主信道信号发送，差信号经限幅器、IDC 电路和低通滤波器后作为副信道信号对行扫描频率f H的二倍频信号 ( 副载波 )进行调频，并与主信道信号合成后送到伴音发射机。图 766 电视伴音多重广播的发射机框图在接收端，电视机中的伴音处理电路框图如图767 所示。对图像中放的输出进行检波，取出伴音中频，对它放大后进行鉴频，得到复合伴音信号。它含有主信道信号、副信道信号和控制信号。对此复合信号进行处理和转换即可得到立体声伴音的输出。三、内容小结1、预加重和去2、调频广播与特殊电路的应用四、思考题与作业1、说明调频立体声广播和接收原理？2、调频系统中去加重、预加重的作用与原理？作业： 7-23 7-24 讲解提问板书小结提问混频器高频放大本振中频放大鉴频器立体声解调器低 放与功放低 放与功放左声道扬声器右声道扬声器预加重预加重LR矩阵电路LR限幅器连动声音信号LR限幅器主信道延迟电路IDC低通滤波低通滤波副信道调频器带通滤波声音发射机双工器APC同步分离图像信号图 像发射机2fHfH精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 18 页