通信电路原理
1、斜率鉴频电路 2、正交鉴频电路 3、相位鉴频器
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6.2.4 调频波的解调方法与电路 6.2.4.1 解调方法(四种)
1、利用锁相环路实现解调。有关这种解调方法的内
容将在第7章锁相环路中讨论。
2、利用调频波的过零信息实现解调:
因为调频波的频率是随调制信号变化的,所以它 们在相同的时间间隔内过零点的数目将不同;当瞬时 频率高时,过零点的数目就多;瞬时频率低时,过零 点的数目就少; 利用调频波的这个特点,可以实现解调。例如BE1 调制度测量仪。
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6.2.4 调频波的解调方法与电路 6.2.4.1 解调方法(四种) 1、利用锁相环路实现解调
2、利用调频波的过零信息实现解调
3、将调频波变换为调相─调频波,使相位的变化与 瞬时频率的变化成正比,然后用相位检波器解调。
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将调频波变换为调相─调频波方框图如下图所示:
为了实现调频波到调相─调频波的变换,通常是用将调频波 延时 t0 时间的方法;
vD
vD t
fc
f0
f
f t
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1、斜率鉴频电路(续3)
双失谐回路鉴频器:
vD1, 2
v FM
D1
v D1
f 01 f 02
D2
vD 2
vD
f
f
f 1.33f m
f 02
vD
fc
f 01
f
vD vD1 vD 2
由于采用了平衡电路,上下两 个失谐回路特性的非线性可以 互相补偿,所以鉴频器输出非 线性失真减少,线性鉴频范围 扩大,鉴频灵敏度提高。缺点 是三个回路互相耦合且为不同 13 频率,调谐不方便。
6.2.4 调频波的解调方法与电路 6.2.4.1 解调方法
1、利用锁相环路实现解调 2、利用调频波的过零信息实现解调 3、将调频波变换为调相 -调频波,然后用相位检波器解调 4、将调频波变换为调幅 -调频波,然后用幅度检波器解调
6.2.4.2 频率解调器的技术指标 6.2.4.3 频率解调器鉴频器)
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6.2.4.2 频率解调器的技术指标
将频率解调器称为频率检波器或鉴频器。它的主要特性是 鉴频特性(S曲线),衡量鉴频特性的主要指标有: 1、灵敏度:鉴频器鉴频特性的灵敏度通常用 fc 处鉴频 特性的斜率定义,鉴频灵敏度的单位为V/Hz。 2、线性范围:鉴频特性近 似为直线的范围,如下图 BWD所示,应该大于调频信 号最大频偏的两倍。 3、非线性失真:由于鉴频 特性不是理想直线,而使解 调信号产生的失真称为鉴频 器的非线性失真。
f 02
fc
f 01
f
• 相位检波器的功能是检测出两个信号之间的 相位差,并将该相位差转换为相应的电压。 鉴相器有乘积型和叠加型两种电路形式。
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2、正交鉴频原理和电路
调频波
调相调频波
vo (t )
低通滤波器
vD (t )
解调输出
vFM (t )
延时网络
为了实现调频波到调相─调频波的变换,通常是将调频波 延时某一时间,使得相位变化和瞬时频率变化成正比;
•在 t0 满足一定条件时,可以得到相位变化与瞬时频率变 化成正比的调相─调频波;
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6.2.4 调频波的解调方法与电路 6.2.4.1 解调方法(四种) 1、利用锁相环路实现解调 2、利用调频波的过零信息实现解调 3、将调频波变换为调相─调频波,使相位的变化与瞬 时频率的变化成正比,然后用相位检波器解调。 4、将等幅调频波变换为幅度变化与频率变化成正 比的调幅-调频波,然后用幅度检波器解调。
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6.2.4.3 频率解调器电路 1、斜率鉴频电路
等幅调频波
线性变换网络
调幅调频波
包络检波器
解调输出
为了实现等幅调频波到调幅─调频波的变换,可以采用对 调频波进行频率域微分(或时间域微分)的方法
VFM(t)=VCMcos[Ct+kFMVF (t)dt]
Vi(t) =dVFM(t)/dt = -VCM[C+kFMVF (t)]·sin[Ct+kFM VF(t)dt]
一种相位检测方法是将调频信号与其延时后的信号相乘, 其方框图如上图所示。这种方案多用于集成电路鉴频器中。
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2、正交鉴频原理和电路(续1)
由单频余弦信号对载波调频所得到的调频信号,
vFM (t ) cos[ct mF sin t ] (V )
再将其延时 t0 后可表示为:
vFM (t t0 ) cos[c (t t0 ) mF sin (t t0 )] (V )
V SD f
vD
f fc
BWD fc 2
△f
f
fc
fc
BWD
BWD 2
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6.2.4.2 频率解调器的技术指标(续1)
限幅鉴频: 调频波是等幅波,若振幅发生了变化,称之为寄生调幅; 寄生调幅会反映到鉴频器的解调电压上,从而产生解调失真; •调频接收机中,天线接收到的调频信号有可能受到干扰信号 的附加幅度调制和相位调制; 即使接收到的是等幅调频波,通过鉴频器前面各级电路后,也 会因电路频率特性不均匀而导致调频信号幅频特性的变化,从 而造成调频信号的振幅发生变化; •因此,一般必须在鉴频前加一限幅器以消除寄生调幅,保证 加到鉴频器上的调频电压是等幅的。
i FM
vD
辩证的观点
• 滤波器:实现的滤波特性往往不能满足要求,“过渡带”惹祸 • 微分器:失谐,斜率鉴频,恰恰因“过渡带”
1、斜率鉴频电路(续2)
单失谐回路鉴频器:准静态条件下的鉴频特性。
• 单失谐回路斜率鉴频器电路简单,但 并联谐振回路幅频特性曲线两边倾斜 部分不是理想直线,调频波频偏很小 时,可以近似认为是线性关系
由于正弦波对时间的微分将使它的幅度 乘以频率因子,因此,从频域来看, 如果线性网络的传输函数幅度和频率成正比关系,则可实 只要使信号幅度随频率改变,就可以 现频率域微分:斜率鉴频。间接完成时域微分的作用。
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瞬时频率项
t
t
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1、斜率鉴频电路(续1)
单失谐回路的频域微分特性:
微分变换 包络检波
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将等幅调频波变换为幅度变化与频率变化成正比的调 幅-调频波。这种方法的方框图如下图所示:
因为调频波的频率变化与调制信号成正比,所以变换 后信号的幅度变化也与调制信号成正比; •然后用幅度解调器解调,即可得到所需信号。 为了实现调频波到调幅─调频波的变换,可以采用:
•时间域微分(差分)的办法;(相位鉴频器)