《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
u
uFM
变换电路 u 包络检波 uo
0
(a)
c
(b)
(a)振幅鉴频器框图；(b) 图9―27 振幅鉴频器原理
《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
1）直接时域微分法
设调制信号为uΩ=f(t),调频波为
t
uFM (t) U cos[ct k f 0 f ( )d ]

E2

j M

I1

M U1

L1
(7―47)

感应电动势 E 2 在次级回路形成的电流 I 2 为
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第7章 频率调制与解调



I2

r2

E2
j( L2

1
C2
)

M L1
r2

U1
j( L2

1
C2
)


U2
1

I2 j
1
jC2
C2
ξ=2QΔf/f0,则上式变为
第7章 频率调制与解调
9.1 鉴频器与鉴频方法
9.1.1 鉴频器 角调波的解调就是从角调波中恢复出原调制信号
的过程。调频波的解调电路称为频率检波器或鉴频器 （FD）,调相波的解调电路称为相位检波器或鉴相器 （PD）。
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第7章 频率调制与解调
f
uo
变换 器
uo uom ax
fB fc
得,AB间的电压为
1 U2
2

j
1 4
Cm Z 2

U
1
(7―55)
由此可得
Q


U2

j
1 2
Cm
1
Re
j

U
1

j
1 2
Cm
0C 1 j

U
1

jkQ

U
1
1
1
j

j AU 1
1 j
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第7章 频率调制与解调
Cm ＋
. U1
－
C1 L1
L2 C2
ui(t)
ii(t)
Ec
R Cc
Ec
uo
Ro
Co
图9―29 微分鉴频电路 《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
2）斜率鉴频法 双离谐鉴频器的输出是取两个带通响应之差,即该 鉴频器的传输特性或鉴频特性,如图9-33中的实线所示。 其中虚线为两回路的谐振曲线。从图看出,它可获得较 好的线性响应,失真较小,灵敏度也高于单回路鉴频器。
的振U幅D1相等，即UD1=UD2;
②f>f0=fc时，UD1>UD2，随着f的增加，两者差值将
加大；
③f<f0=fc时，UD1<UD2,随着f的增加，两者差值也将 加大。
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第7章 频率调制与解调
.
U2
.
2
UD1
0
.
－
U2 2
. U1 . UD2
(a) f＝fc
.
U2
.
2 UD1
－
C ＋
－
VD2
图9―38 互感耦合相位鉴频器 《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
1) 频率—相位变换
频率—相位变换是由图9―39(a)所示的互感耦合回
路完成的。由图9―39(b)的等效电路可知，初级回路电
感L1中的电流为


I1
U1
r1 j L1 Z f
(7―45)
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《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
uFM
ui
Uo
uFM
ui
Uo
0
0
0
t
t
t
(a) 工作 区(线 性区)
Ui
Ui
0
f0
t
fc f0
f (t)
fm
t (b)
图9―30 单回路斜率鉴频器 《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
f01 ＝fc
uFM
Ⅰ
f02
Ⅱ
u1
Ⅲ
u2
f03 (a)
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第7章 频率调制与解调
uFM
限幅放大 u1
微分 u2
半波整流 u3
单稳 u4
低通滤波 uo
(a)
uFM
t
u1
t
u2
t
u3
t
u4
t
uo
t
(b)
图9―37 直接脉冲计数式鉴频器 《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
9.2 鉴频电路
9.2.1 叠加型相位鉴频电路 1.互感耦合相位鉴频器 互感耦合相位鉴频器又称福斯特―西利
.＋
U2
.
2
－ ＋ U1 －
.＋
U2
.
2
－
UD2
.＋ U2 2－
.＋ U2 2－
. ＋ U1 －
图9―41 图9―38的简化电路 《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
合成矢量的幅度随

U
2
与

U1
间的相位差而变化
(FM―PM ― AM信号)，如图9―42所示。
①f=f0=fc时，

U
与
D2
VD1
. U2
Lc
VD2
(a)
A
C3 R1
C1 L1
L2
C2
Uo
Cm
B
C4
R2
(b)
LC
4C
L 4
Cm (c)
图9―45 电容耦合相位鉴频器 《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
9.2.2 比例鉴频器 1.电路 比例鉴频器是一种类似于叠加型相位鉴频器，而又
具有自限幅(软限幅)能力的鉴频器，其基本电路如图 9―46(a)所示。它与互感耦合相位鉴频器电路的区别在于：
uo uo1 uo2 Kd (uD1 uD2 )
(7―52)
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第7章 频率调制与解调
U
Uo
Uo
0 (f0)
0
f 0 (f)
f (t)
t (a)
t
(b) f0
Uo
f0
(c)
图9―43 鉴频特性曲线 《高频电路原理与分析》
f
(或2 ①
f fa
)
②
f
第7章 频率调制与解调
变换电路 uFM-PM
鉴相 器
uo
图9―34 相位鉴频法的原理框图 《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
相位鉴频法的关键是相位检波器。相位检波器或 鉴相器就是用来检出两个信号之间的相位差，完成相 位差—电压变换作用的部件或电路。设输入鉴相器的两 个信号分别为
u1 U1 cos[ct 1(t)
耦合回路部分单独示于图9―45(b)，其等效电路示
于图9―45(c)。根据耦合电路理论可求出此电路的耦合
系数为
k
Cm
Cm
(Cm C)(Cm 4C) 2C
(7―53)
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第7章 频率调制与解调
设次级回路的并联阻抗Z2为
Z2

Re
1 j
(7―54)
由于Cm很小，满足1/(ωCm)>>p2Z2,p=1/2。分析可
0
.
－
U2 2
. UD2
. U1
(b) f＞fc
. U2 2
0
.
－
U2 2
. UD1
. U1 . UD2
(c) f＜fc


图9―42
不同频率时的U
与
D1
U
D
2
矢量图
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第7章 频率调制与解调
3) 检波输出
设两个包络检波器的检波系数分别为Kd1 ,Kd2(通常 Kd1=Kd12=Kd) ， 则 两 个 包 络 检 波 器 的 输 出 分 别 为 uo1=Kd1UD1 ,uo2=Kd2UD2。鉴频器的输出电压为
第7章 频率调制与解调
2) 相位—幅度变换
根据图中规定的

U2
与

U1
的极性，图9―38电
路可简化为图9―41。这样，在两个检波二极管上的高
频电压分别为

U
D1


U1

U2
2



U D2

U1
U2 2

(7―51)
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第7章 频率调制与解调
. UD1
(Foster―Seeley)鉴频器，图9-38是其典型电路。相移网 络为耦合回路。
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第7章 频率调制与解调
放大
变换网络
Co
＋.
ui
＋
M
. U1
C1 L1
U2
L2
2 －
＋.
－
U2
2 －
Ec
平衡叠加型鉴相器
VD1 ＋
＋＋
C2
L3
. U2
＋
. U1
－
RL