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1、第八章第八章 调角信号的解调电路调角信号的解调电路第一节第一节 概述概述第二节第二节 鉴相器鉴相器 主要内容主要内容 ：第三节第三节 鉴频器鉴频器1第一节第一节 概述概述 一、调角信号解调电路的功能一、调角信号解调电路的功能 从调角波中取出原调制信号从调角波中取出原调制信号。1、调相波解调电路的功能、调相波解调电路的功能是从调相波中取出原调制信号，也称为鉴相器鉴相器。 当输入调相波 : 2、调频波解调电路的功能、调频波解调电路的功能是从调频波中取出原调制信号，也称鉴频器鉴频器。 输出电压:当输入调频波 : 输出电压:2u鉴相器的技术指标鉴相器的技术指标1 1、鉴相特性曲线鉴相特性曲线:即鉴相器
2、输出电压与输入信号的瞬时相位偏移 的关系。通常要求是线性关系。2 2、鉴相跨导鉴相跨导:鉴相器输出电压与输入信号的瞬时相位偏移 的关 系的比例系数。即鉴相特性曲线 的斜率.3 3、鉴相线性范围鉴相线性范围:通常应大于调相波最大相移的二倍。4 4、非线性失真非线性失真:应尽可能小。二、主要技术指标二、主要技术指标3u鉴频器的主要指标鉴频器的主要指标 1 1、鉴频特性曲线鉴频特性曲线:即鉴频器输出电压与输入信号的瞬时频率偏移f 的关系。通常要求是线性关系。2 2、鉴频跨导鉴频跨导: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。即鉴频特性曲线的确斜率,也叫鉴频灵敏度3 3、鉴频线性范围鉴
3、频线性范围:通常应大于调频波最大频偏的二倍。4 4、非线性失真非线性失真:应尽可能小。4一、鉴相器的分类一、鉴相器的分类1、鉴相电路通常可分为模拟电路型模拟电路型和数字电路型数字电路型两大类。2、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器和数字门电路构成的门电路鉴相器。二、乘积型鉴相电路二、乘积型鉴相电路1、电路组成框图、电路组成框图第二节第二节 鉴相器鉴相器 调相信号参考信号解调输出乘法器低通滤波器52、工作原理、工作原理 分析分析 是需解调的信号 :是与 正交的参考信号: 一般来说， 和 为正交关系，以取得正弦形鉴相特性。模拟乘法器的输出电流： 和 大小不同，要采取不同的近似方
4、法，分为以下三种情况讨论： 和 都是小信号 是小信号 ， 是大信号和 都是小信号 6u 和和 均为小信号均为小信号 和 均小于26mV时，根据模拟乘法器的特性，其输出电流 经低通滤波器滤波，在负载 可得输出电压为调相波的相移低频高频7 鉴相特性曲线 主要指标主要指标鉴相跨导鉴相跨导: 线性鉴相范围线性鉴相范围 当 时， ，即 上式中 表示 和 的瞬时相位差。通常用 表示。 随 变化为正弦形。 当鉴相跨导为鉴相跨导为的单位为8u 为小信号，为小信号， 为大信号为大信号 为小信号 ， 为大信号时，乘法器的输出电流为当 的振幅大于100mV时，双曲线函数具有开关函数的形式展开为傅氏级数乘法器输出电流
5、经低通滤波器滤波，在负载 上得到输出电压9鉴相跨导线性鉴相范围u 和和 均为大信号均为大信号 和 均为大信号时，乘法器的输出电流为在 和 的振幅均大于100mV时，与 相似， 也可表示为开关函数形式展开为傅氏级数主要技术指标 鉴相特性是正弦形正弦形10乘法器的输出电流为经低通滤波器滤波，在负载上得到输出电压11鉴相特性为三角波形在 区间，鉴相跨导鉴相线性范围12一、鉴频电路的分类一、鉴频电路的分类1、调频、调频-调幅调频变换型调幅调频变换型 调频波 调幅调频波 检波2、相移乘法鉴频型、相移乘法鉴频型 调频波 调相调频波 鉴相3、脉冲均值型、脉冲均值型 第三节第三节 鉴频器鉴频器把调频信号通过过
6、零比较器变换成重复频率与调频信号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，这就恢复出与瞬时频率变化成正比的信号。 13二、双失谐回路鉴频器二、双失谐回路鉴频器1、双失谐回路鉴频器原理图、双失谐回路鉴频器原理图检波电路检波电路波形变换波形变换LC回路：谐振在 ,带宽较宽L1C1回路：谐振在L2C2回路：谐振在鉴频器输出电压是上下两个检波器输出电压之差。14 当输入调频信号的频率从 向增大方向偏离时， 回路电压大，而回路电压小，经检波后 ，则鉴频器输出电压 。 当输入调频信号的频率从 向减小方向偏离时， 回路电压小，而 回路电压大。经检波后 ，则鉴频器输出电压 。1
7、52、实用电路举例、实用电路举例 两个失谐回路分别调谐于35MHz和40MHz。它们是共基放大器的负载回路。 输入调频波 从两放大器发射极输入，经共基放大，在负载回路产生输 出电压经检波器产生检波电流 和 。在负载上得到电压为 。16三、相位鉴频器三、相位鉴频器1、原理电路、原理电路172、电路特点、电路特点 它是由调频-调幅调频波形变换电路和振幅检波器两部分组成； 它的两个调谐回路 和 均调谐于输入调频波的中心频率 ； 它有两个耦合支路，一是 通过互感 耦合，在次级产生 的电压，另一是 通过电容 耦合，在高频扼流圈ZL上建立 电压，（因为 、 对高频相当于短路）； 它有两个对称的振幅检波器，
8、检波器输入电压为调幅调频波鉴频器输出电压为两检波器输出电压之差，即 ；它本身不具有限幅作用，通常在鉴频器之前要加限幅器 18定性分析的两点假设定性分析的两点假设 初级回路品质因数较高，可忽略 的损耗电阻； 初、次级互感耦合较弱，可忽略次级损耗对初级的影响。次级回路电压次级回路电压 与初级回路电压与初级回路电压 的关系的关系流过电感 的电流 通过互感 在次级回路产生感生电动势 次级回路电压式中， ，是次级回路总电抗。3、相位鉴频器的定性分析、相位鉴频器的定性分析19当输入信号频率 时 ， 。可得表明次级回路电压 滞后 为 ，则电压矢量图如下图所示。矢量合成分析鉴频特性由于 ，鉴频器输出电压 。当
9、输入信号频率 时 ， 则次级回路总阻抗其中， ， 。可得表明次级回路电压 滞后 为 。则电压矢量图如上图所示。由于 鉴频器输出电压 。输入信号频率输入信号频率 与中心频率与中心频率 相差越大，相差越大， 与与 相差越大，相差越大， 负值越负值越负。负。20 当输入信号频率 时， ，则次级回路总阻抗 其中， ， 。可得表明次级回路电压 滞后 为 。则电压矢量如上图所示。 由于 ，鉴频器输出电压 。输入信号频率 与中心频率 相差越大， 与 相差越大，正值也越大。鉴频特性曲线214、实际鉴频特性曲线与电路参数的关系、实际鉴频特性曲线与电路参数的关系鉴频器的的输出电压2223从曲线可以看出从曲线可以看
10、出 :（1） 的鉴频特性的非线性较严重，且线性范围小；（2） 时，线性范围增大，但鉴频跨导比 要小。（3） 时，非线性严重。（4）当 时，对应曲线的 近似等于 。而鉴频特性的两最大值的宽度可认为是鉴频宽度 。由于 ， 则 ，即鉴频宽度与耦合系数有关。结论结论:鉴频特性曲线由鉴频特性曲线由 来决定，来决定， 值一定时，鉴频宽度由值一定时，鉴频宽度由 来决定。来决定。 通过调节互感通过调节互感 和回路品质因数和回路品质因数 来调节鉴频宽度。来调节鉴频宽度。244、鉴频特性曲线的调整、鉴频特性曲线的调整鉴频零点的调整鉴频零点的调整结论：次级回路的谐振点决定鉴频特性曲线的鉴频结论：次级回路的谐振点决定
11、鉴频特性曲线的鉴频 零点零点 若鉴频零点不在若鉴频零点不在 处，调节处，调节 或或 鉴频特性曲线对称性的调整鉴频特性曲线对称性的调整结论：若鉴频特性曲线上下不对称，说明初级回路没有结论：若鉴频特性曲线上下不对称，说明初级回路没有调谐在调谐在 处，应调节处，应调节 或或 25 四、比例鉴频器四、比例鉴频器2、比例鉴频器的原理电路、比例鉴频器的原理电路在 两端并接一个大电容 ，其电容量约为 。由于 和 组成电路时间常数很大。对于15Hz以上的寄生调幅变化，电容器 上的电压 不变。两个二极管中一个与相位鉴频器接法相反。使 为两检波电压之和，即。鉴频器输出电压取自电容 、 的接点 d 和电阻的接点 e
12、 之间。 调频-调幅调频波形变换电路与相位鉴频器相同。263、比例鉴频器基本原理、比例鉴频器基本原理 与 的关系与相位鉴频器相同 、 与检波电压 ， 的关系鉴频器输出电压 取决于两检波器输入电压之差，为相位鉴频器的一半。检波输出电压 而 不变 比例鉴频器牺牲输出电压幅度来换取抑制 寄生调幅的能力274、抑制寄生调幅的原理、抑制寄生调幅的原理比例鉴频器的输出电压的另一种表示形式当输入信号的频率变化时， 与 的变化是一个增大，另一个减小， 变化，则 随频率变化而变，起到鉴频作用。当输入信号振幅变化时， 与 随振幅增大同时增大，随振幅减小同时减小。其比值不变。也就是说，振幅变化对鉴频输出没有影响。因
13、此具有抑制寄生调幅的能力。28五、相移乘法鉴频器五、相移乘法鉴频器1、相移乘法鉴频器的组成、相移乘法鉴频器的组成由移相器将调频波变成调相调频波，然后经乘法器与原调频波进行相位比较，从低通滤波器取出原调制信号。29右图是电容 和单调谐回路 组成的分压传输移相网络。其输出电压 为2、移相网络及其特性、移相网络及其特性输出电压与输入电压的关系30移相网络传输的幅频特性和相频特性如右图所示 对于输入调频信号来说，其瞬时频率 ,中心频率 ，则当 变化较小，即 时， ，令 ， ，则 在 附近变化时，式中， 为广义失谐。31 3、相移乘法鉴频器鉴频原理、相移乘法鉴频器鉴频原理 输入信号 是调制信号 的调频波。 经移相网络得 经乘法器相乘，乘法器输出电流为（设 、 均为小信号）经低通滤波器滤波（设通带内传输系数 ），在负载 上得输出电压当 时，则32作业； 8-5 8-6 8-7 8-1133MC2833集成调频发射机34
