高频相位鉴频电路等PPT课件
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第20讲高频相位鉴频电路等
1 s inx cosx s inx
2
2
1 s inx cosx s inx
2
2
所以：uo(t)2
(t)
2KdUssin2
而当
| (t) |
2 12
,
| (t ) |
6
的范围内，
(t
sin
)
(t
)
2
2
所以：uo(t) 2KdUs(t)，可实现线性鉴相。
6
第6章 角度调制与解调
（2）Us Ur 时，同理可推出
u o(t)2K dU rsin (t)
Ud1 Us2Ur22UsUrsin(t)
Ud2 Us2Ur22UsUrsin(t)
由讨论（1），（2）可以看出输出电压 u o
的大小取决于振幅小的输入信号振幅。
（3）当Us Ur 时
可得：|Ud1|=|Ud2|
若设检波器的传输系数为Kd1=Kd2=Kd。
则有：u uoo12K Kdd12||uudd12||kkddU Udd12
所以：u o u o 1 u o 2 K d ( U d 1 U d 2 ) 0
第二十讲 相位鉴频电路等
11/2/2019 5:10 PM
第二十讲 相位鉴频电路等
ud1 C3
u3 u1
C4
ud2
VD2
R1
u o1
uo
R2
u o2
11/2/2019 5:10 PM
9
第6章 角度调制与解调
移相分析
.
.
.
U U
1
I I 1 r1 jL1 Zf
鉴频器与鉴相器ppt课件
CC
VD1
A
+
u1 -
C
1
M + C3 u2 L3
L1
L2
C4
C2 -
+
u_o1 R 1
C
+
_ uo
D
u+_o2 R 2
+ C
-
B
VD2
比例鉴频器的输出电压为
1 uo1
uo=
12 E0
uo2uo1 uo2uo1
12E01
uo2 uo1
uo2
（其中 Eouo1uo2 ）
由上式可见，输出uo与两个检波器负载上的电压比
相位差。
鉴相器的基本功能——将环路输入ui与环路输出 uo进行比较， 产生与相位成一定比例的误差电压ud；
低通滤波器——将其波纹成分滤除，输出直流电压VAPC； 压控振荡器——是在VAPC的作用下，产生与输入信号同频，但
存在一定相位差的正弦信号uo,送到鉴相器进一 步比较，直到uo与ui同频同相为止。
鉴频器与鉴相器
——鉴频器主要用于调频接收机和自动频率控制电路； 鉴相器主要用于相位比较电路如相位鉴频器等
7-７-1 概述
鉴频特性曲线—— 调频波（等幅波）所传送的调制信号信息包含在高频振
荡的频率变化之中，所以鉴频器输出的信号必须与输入调频波的 瞬时频率保持一致，即成线性关系。描述这种变换关系的特性曲 线称为“鉴频特性曲线”，它是鉴频器的输出电压uo与输入调频 信号的频偏Δf（或瞬时频率f）之间的关系曲线，也称为‘S’曲线。 鉴频特性曲线如下图所示。
的变化，通过包络检波器的振幅检波便可还原出调
制信号。
缺点：幅频特性的倾斜部分线性幅频特性还是较窄，解调后 失真也较大。
高频电路原理与分析PPT课件
•15
第1章 绪论
1.3 本课程的特点
高频电子线路是在科学技术和生产实践中发展起 来的, 也只有通过实践才能得到深入的了解。 因此, 在 学习本课程时必须要高度重视实验环节, 坚持理论联系 实际, 在实践中积累丰富的经验。 随着计算机技术和电 子设计自动化（EDA技术）的发展, 越来越多的高频电 子线路可以采用EDA软件进行设计、 仿真分析和电路 板制作, 甚至可以做电磁兼容的分析和实际环境下的仿 真。因此, 掌握先进的高频电路EDA技术, 也是学习高 频电子线路的一个重要内容。
由上面的例子可以总结出无线通信系统的基本组成, 从中也可看出高频电路的基本内容应该包括:
（1）高频振荡器 （2）放大器 （3）混频或变频 （4）调制与解调
•3
第1章 绪论
1.1.2 无线通信系统的类型 按照无线通信系统中关键部分的不同特性, 有以下 一些类型: （1） 按照工作频段或传输手段分类, 有中波通信、 短波通信、 超短波通信、 微波通信和卫星通信等。 所 谓工作频率, 主要指发射与接收的射频（RF）频率。 射频实际上就是“高频”的广义语, 它是指适合无线电 发射和传播的频率。 无线通信的一个发展方向就是开 辟更高的频段。
•13
第1章 绪论
射线
(a) 电离层
(b) 对流层
(c)
(d)
图1— 5
（a） 直射传播; （b） 地波传播; （c） 天波传播; （d） 散射传播
•14
第1章 绪论
5. 调制特性 无线电传播一般都要采用高频（射频）的另一个原 因就是高频适于天线辐射和无线传播。 只有当天线的尺 寸到可以与信号波长相比拟时, 天线的辐射效率才会较高, 从而以较小的信号功率传播较远的距离, 接收天线也才能 有效地接收信号。
第1章 绪论
1.3 本课程的特点
高频电子线路是在科学技术和生产实践中发展起 来的, 也只有通过实践才能得到深入的了解。 因此, 在 学习本课程时必须要高度重视实验环节, 坚持理论联系 实际, 在实践中积累丰富的经验。 随着计算机技术和电 子设计自动化（EDA技术）的发展, 越来越多的高频电 子线路可以采用EDA软件进行设计、 仿真分析和电路 板制作, 甚至可以做电磁兼容的分析和实际环境下的仿 真。因此, 掌握先进的高频电路EDA技术, 也是学习高 频电子线路的一个重要内容。
由上面的例子可以总结出无线通信系统的基本组成, 从中也可看出高频电路的基本内容应该包括:
（1）高频振荡器 （2）放大器 （3）混频或变频 （4）调制与解调
•3
第1章 绪论
1.1.2 无线通信系统的类型 按照无线通信系统中关键部分的不同特性, 有以下 一些类型: （1） 按照工作频段或传输手段分类, 有中波通信、 短波通信、 超短波通信、 微波通信和卫星通信等。 所 谓工作频率, 主要指发射与接收的射频（RF）频率。 射频实际上就是“高频”的广义语, 它是指适合无线电 发射和传播的频率。 无线通信的一个发展方向就是开 辟更高的频段。
•13
第1章 绪论
射线
(a) 电离层
(b) 对流层
(c)
(d)
图1— 5
（a） 直射传播; （b） 地波传播; （c） 天波传播; （d） 散射传播
•14
第1章 绪论
5. 调制特性 无线电传播一般都要采用高频（射频）的另一个原 因就是高频适于天线辐射和无线传播。 只有当天线的尺 寸到可以与信号波长相比拟时, 天线的辐射效率才会较高, 从而以较小的信号功率传播较远的距离, 接收天线也才能 有效地接收信号。
无线电通信-8.3-相位鉴频器及比例鉴频器ppt课件
压。
21
相位鉴频器和比例鉴频器的比较
相位鉴频器：输出比比例鉴频器大一倍，线性更好 比例鉴频器：能提供一个适合自动增益控制的电压
抗干扰好
22
式中， 是Z2的模，其值为
9是Z2的相角，其值为
将Z2的关系式代入上式，得
该式表明，当信号频率高于中心频率时， Z2呈感性， θ>0 ， 次级回路电压
超前于初级回路电压 一个小于 的角度
。
12
③ 当fin＜f0时， Z2呈容性， θ<0
Z2呈容性， θ<0即
的相角
。
超前于
一个大于
13
根据式(8.8.1)、式(8.8.2)和上面的相位关系的分析， 画出图所示的矢量图。
方 单位时间内的数目正比于调频波的瞬时频率；
法 ③第三类鉴频方法：利用移相器与符合门电路配合实现。
实用的鉴频器：
①振幅鉴频器(斜率鉴频器) ②相位鉴频器
③比例鉴频器
④脉冲计数器鉴频等
1
鉴频器的主要技术指标:
鉴频特性曲线 1、鉴频跨导S
中心频率附近，单位频偏引起的输出电压的变化量：
鉴频跨导越大，鉴频特性曲线越陡峭，鉴频能力越强
(8.8.1) (8.8.2)
8
为了使分析简单起见，先作两个合乎实际的假定：
1) 初次级回路的品质因数均较高； 2) 初、次级回路之间的互感耦合比较弱。 这样，在估算初级回路电流时，就不必考虑初级回路 自身的损耗电阻和从次级反射到初级的损耗电阻。
近似得到右图所示等效电路，
(8.8.3)
初级电流在次级回路中感应产生串 联电动势
17
频正 曲极 线性
鉴频负 曲极 线性鉴 Nhomakorabea原因：当频率超过一定范围，超出了输入电路通频带，耦 合回路的频率响应曲线的影响变得显著，导致输出电压大 小也随着频移的加大而下降，最后反而使鉴频器的输出电 压下降。因此， S型鉴频特性曲线的线性区间两边的边界 应对应于耦合回路频率响应曲线通频带的两个半边界点， 即半功率点。
21
相位鉴频器和比例鉴频器的比较
相位鉴频器：输出比比例鉴频器大一倍，线性更好 比例鉴频器：能提供一个适合自动增益控制的电压
抗干扰好
22
式中， 是Z2的模，其值为
9是Z2的相角，其值为
将Z2的关系式代入上式，得
该式表明，当信号频率高于中心频率时， Z2呈感性， θ>0 ， 次级回路电压
超前于初级回路电压 一个小于 的角度
。
12
③ 当fin＜f0时， Z2呈容性， θ<0
Z2呈容性， θ<0即
的相角
。
超前于
一个大于
13
根据式(8.8.1)、式(8.8.2)和上面的相位关系的分析， 画出图所示的矢量图。
方 单位时间内的数目正比于调频波的瞬时频率；
法 ③第三类鉴频方法：利用移相器与符合门电路配合实现。
实用的鉴频器：
①振幅鉴频器(斜率鉴频器) ②相位鉴频器
③比例鉴频器
④脉冲计数器鉴频等
1
鉴频器的主要技术指标:
鉴频特性曲线 1、鉴频跨导S
中心频率附近，单位频偏引起的输出电压的变化量：
鉴频跨导越大，鉴频特性曲线越陡峭，鉴频能力越强
(8.8.1) (8.8.2)
8
为了使分析简单起见，先作两个合乎实际的假定：
1) 初次级回路的品质因数均较高； 2) 初、次级回路之间的互感耦合比较弱。 这样，在估算初级回路电流时，就不必考虑初级回路 自身的损耗电阻和从次级反射到初级的损耗电阻。
近似得到右图所示等效电路，
(8.8.3)
初级电流在次级回路中感应产生串 联电动势
17
频正 曲极 线性
鉴频负 曲极 线性鉴 Nhomakorabea原因：当频率超过一定范围，超出了输入电路通频带，耦 合回路的频率响应曲线的影响变得显著，导致输出电压大 小也随着频移的加大而下降，最后反而使鉴频器的输出电 压下降。因此， S型鉴频特性曲线的线性区间两边的边界 应对应于耦合回路频率响应曲线通频带的两个半边界点， 即半功率点。
高频电子电路_8.4.3_相位鉴频器
1 )] C 2
L2 （3）当f < fo 时，
1 0 次级回路呈电容性。 C 2 M u1 M u1 (900 ) 所以： u2 j L1 Z 2C 2 L | Z 2 | C 2 1 u2 1 ud 1 2 Z 2 r2 j(L2 ) 其中： C 2 u1 1 | L2 | C 2 arctg 1 r2 u2
oC 2 M u1 M u1 u j 900 则有： 2 L1 0C 2 r2 L1 0C 2 r2
u1
1 u2 2
即有：u2 超前u1 相位差π/2，由矢量图 可得：|Ud1|=|Ud2| 若设检波器的传输系数为Kd1=Kd2=Kd。
则有：uo1 K d 1 | ud 1 | kd U d 1 所以： uo
uo ( t )
us (t ) ud 2 (t )
而 o 利用三角函数公式： o1 o 2 d d1 d2 仿真 ( t ) k u ( t ) u ( t ) U sin[ t ( t )] x x u ( t ) 设输入调相波 s 为： s s o p 1 si n x cos si n 讨论：（1）当 U U r s uss ( t ) ud 1 ur ( t ) U 而同频正交载波信号为： ur ( t ) Ur 2 sin[ o t 2 ] 则： Us 2 Us U ： U d 2 U r [1 sin ( t )] s ( t ) 2 同 理 ( t ) U U 1 ( ) 2 sin ( t ) U 1 2 sin ( t ) 利用矢量图可得合成电压振幅 u(dt2) | ) U urs ( t ) u ( t的范围内， d1 r r | | 而当 , | 所以： uo ( t ) U 2 2K drU s si n U U 6 2 12 r r U U 2 U 2 2U 2 (t ) uo ( t ) 2 K d Us sin ( t ) s r sU r si n d1 U ( t ) s ( t ) U r [1 sin2( t )] 所以： sin 2 uoU (t )si n 2 K d U s (t ) ，可实现线性鉴相。 U U U 2 U ( t ) U 2 2 d 2 s r s r r
相位鉴频器.ppt
t f 0 1
V s i n [ t k ( t ) d t ( t ) ] 2 m c f 1
t 0
1、 2 分别送入由T 3 T 4 、 T 5 T 6 及 T 7 T 8 T 9 组成的双差分
对电路中，在满足线性输入条件下，其单端输出电流 为
I I i 0 2 t h ( 1 ) 0V s i n [ t () t] k ( t) 2 m 2 22 V 2 V 4 V T T T I 4 4 0 V s i n [ t () t] [ c o s t c o s 3 t ] 2 m 4 V 3 T
R R （ C C ） R 1 L L 0
在 0
附近，
C R j C R j V 2 1 A (j )。 0 1 1 1 j V 1
A（ ）
0C 1R
1 2
（ ） arctan A 2
—广义失真
注：仅在 0 附近很小的范围内，才能近似认为 A() 为恒值， () 在 上、下变化 。 2 3．鉴频输出电压 T ,T 设相频转换网络调谐在 上，即 ， 的增益为1，则，V V ，
S
1 1
7 8
2
。j C R R 1 V I V 1 2 1 2 1 j 1 j 。 。
低通电路得到鉴频电压 v 1.频相转换网络
0 0 Q （ ） 2 Q e e 0 0
0
1 L（ C ） 1 C
Q e
。
o
(t )
。 图5-3-26
当 (t ) 时， s i n () t () t，输出为
V s i n [ t k ( t ) d t ( t ) ] 2 m c f 1
t 0
1、 2 分别送入由T 3 T 4 、 T 5 T 6 及 T 7 T 8 T 9 组成的双差分
对电路中，在满足线性输入条件下，其单端输出电流 为
I I i 0 2 t h ( 1 ) 0V s i n [ t () t] k ( t) 2 m 2 22 V 2 V 4 V T T T I 4 4 0 V s i n [ t () t] [ c o s t c o s 3 t ] 2 m 4 V 3 T
R R （ C C ） R 1 L L 0
在 0
附近，
C R j C R j V 2 1 A (j )。 0 1 1 1 j V 1
A（ ）
0C 1R
1 2
（ ） arctan A 2
—广义失真
注：仅在 0 附近很小的范围内，才能近似认为 A() 为恒值， () 在 上、下变化 。 2 3．鉴频输出电压 T ,T 设相频转换网络调谐在 上，即 ， 的增益为1，则，V V ，
S
1 1
7 8
2
。j C R R 1 V I V 1 2 1 2 1 j 1 j 。 。
低通电路得到鉴频电压 v 1.频相转换网络
0 0 Q （ ） 2 Q e e 0 0
0
1 L（ C ） 1 C
Q e
。
o
(t )
。 图5-3-26
当 (t ) 时， s i n () t () t，输出为
2024年《高频电路教案》PPT课件
互感耦合正弦波振荡器的一个绕组是选频网络中的电感L，另 一个绕组作为反响网络。
判断互感耦合振荡器能否起振，就是要判断互感绕组能否 满足相位条件，即能否保证电路构成正反响。
课题一 高频正弦波振荡器 实际电路分析
Developmen t
判断电路能否起振：根据相位平衡条件〔即正反响条件〕判断
➢ 判断放大电路的组态：一般在振荡器中为共基/共射电路。 共基：基极、射极输入，基极、集电极输出，输入输出同相。 共射：射极、基极输入，射极、集电极输出，输入输出反相。
➢ 接通直通电源时的电脉冲； ➢ 内部噪声等。
② 如果放大器不加选择地放大全部输入信号，那么输出包含不 同频率的分量，得不到固定频率的信号输出。
③ 为了保证输出信号的频率单一固定，使用选频网络作为放大 器的负载，确保只输出特定频率的信号。
选频网络
LC谐振回路 石英晶体
LC正弦波振荡器 石英晶体振荡器
b) 根据同名端定义，L 1 下端应 为负。L 1 中间抽头信号应为 正，此为反馈信号，则反馈 信号与输入信号同相，为正 反馈。因此，电路能振荡。
课题一 高频正弦波振荡器
Developmen
t
互感耦合振荡器的实际电路分析〔判断电路能否振荡〕
实例3：发射极调谐型振荡器
(+) (+)
(+)
(+)
(+)
课题一 高频正弦波振荡器
反馈振荡器的基本工作原理
Developmen t
+
uo
-
并联谐振回路
小结：当谐振即 f f0 时，回路阻抗Z 最大且为纯电阻，失谐
时阻抗变小，f f0 时，φ>0，回路呈感性，f f0 时，φ<0,
高频电路课件
cj
u
PN结呈电容效应: PN结正偏时,扩散电容cD起主要作用; PN结反偏时,势垒电容(结电容) cj起主要 作用。
在PN结反偏时经过特殊处理使cj有较大变 化范围—变容二极管 2.晶体管 场效应管 高频小功率管:高增益,低噪声,工作频率可达
几GHz。 高频大功率管：高增益,较大输出功率。
几百MHz下，输出功率可达10-1000w。 场效应管：同高频率下，增益同级，噪声
通常用波形图或数学表达式描述，f(t) 2.频谱特性
(角)频率和振幅之间的关系。F(ω) 有幅频特性和相频特性。 周期信号离散的频谱；非周期信号连续的 频谱。 较复杂的信号用频谱表示较为方便。 重要参数是频带宽度。 例：语音范围在 100HZ-6KHZ， 一般在 300-3400HZ，
调幅带宽为 9KHZ， 调频带宽为 200KHZ， 电视带宽为 8MHZ。 频分复用是无线通信采用高频原因之一。 三.频率特性 指无线电信号的频率或波长。 无线电波在电磁波频谱中的位置看p5，在 电磁波中无线电波频率相对较低，波长相 对较长。 无线电波波段划分：p5
第二章 高频电路基础
• § 2.1 高频电路中的元器件
一.高频电路中的元件
1.高频电阻
cR
LR
R
LR—引线电感; cR —分布电R容 LR cR越小,高频特性越好, 高频特性与制作电阻的材料、封装形式和
尺寸大小有关。
金属膜电阻比碳膜电阻高频特性好；
碳膜电阻比线绕电阻高频特性好；
表面贴装电阻比引线电阻高频特性好；
更低。 一种砷化镓场效应管，工作频率可达十几 GHz。 金属氧化物场效应管，几GHz频率上， 输出功率能达几瓦。 3.集成电路 高频比低频品种少 通用有:宽带集成放大器,100-200 MHz,
u
PN结呈电容效应: PN结正偏时,扩散电容cD起主要作用; PN结反偏时,势垒电容(结电容) cj起主要 作用。
在PN结反偏时经过特殊处理使cj有较大变 化范围—变容二极管 2.晶体管 场效应管 高频小功率管:高增益,低噪声,工作频率可达
几GHz。 高频大功率管：高增益,较大输出功率。
几百MHz下，输出功率可达10-1000w。 场效应管：同高频率下，增益同级，噪声
通常用波形图或数学表达式描述，f(t) 2.频谱特性
(角)频率和振幅之间的关系。F(ω) 有幅频特性和相频特性。 周期信号离散的频谱；非周期信号连续的 频谱。 较复杂的信号用频谱表示较为方便。 重要参数是频带宽度。 例：语音范围在 100HZ-6KHZ， 一般在 300-3400HZ，
调幅带宽为 9KHZ， 调频带宽为 200KHZ， 电视带宽为 8MHZ。 频分复用是无线通信采用高频原因之一。 三.频率特性 指无线电信号的频率或波长。 无线电波在电磁波频谱中的位置看p5，在 电磁波中无线电波频率相对较低，波长相 对较长。 无线电波波段划分：p5
第二章 高频电路基础
• § 2.1 高频电路中的元器件
一.高频电路中的元件
1.高频电阻
cR
LR
R
LR—引线电感; cR —分布电R容 LR cR越小,高频特性越好, 高频特性与制作电阻的材料、封装形式和
尺寸大小有关。
金属膜电阻比碳膜电阻高频特性好；
碳膜电阻比线绕电阻高频特性好；
表面贴装电阻比引线电阻高频特性好；
更低。 一种砷化镓场效应管，工作频率可达十几 GHz。 金属氧化物场效应管，几GHz频率上， 输出功率能达几瓦。 3.集成电路 高频比低频品种少 通用有:宽带集成放大器,100-200 MHz,
高频电子线路课件_第八章
双失谐回路鉴频器的实用电路：
８.３
比例鉴频器
相位鉴频器的输出电压除了与输入电压的 瞬时频率有关外，还与输入电压的振幅有关。 而在实际工作中，调频信号通过传输很难保证 是理想的等幅波，特别是寄生调幅的干扰分量 必须尽可能去掉或减小。因而在相位鉴频器前 通常是需加一级限幅放大．以消除寄生调幅。 对于要求不太高的设备，例如调频广播和电视 接收中，常采用一种兼有抑制寄生调幅能力的 鉴频器，这就是比例鉴频器。
原理电路：
8.1.2 相位鉴频器的工作原理 一、电路形式
1、波形变换部分 2、包络检波部分
Vab 2 Vab 2
二、工作原理
V12
Vab VD1 = + V12 2 Vab VD 2 = − + V12 2
2、初、次级回路电压V12、Vab之间的相位差
R2
V12
L2 Vs Vs
C2
Vab
I2
V12
I1
3、鉴频特性 1）fin=fo
第八章 角度解调电路
8.1 相位鉴频器
8.1.1 鉴频的方法 1、利用波形变换电路进行鉴频
2、脉冲计数式鉴频器 3、符合门鉴频器
4、对鉴频器的要求
1）鉴频跨导 ——每单位频偏所产生的输出电压 的大小 2）鉴频灵敏度 ——为使鉴频器正常工作所需的输 入调频波的幅度 鉴频特性曲线 3）鉴频频带宽度
4）对寄生调幅应有一定的抑制能力 5）尽可能减小产生调频波失真的各种因素的影响， 提高对电源和温度变化的稳定性
Vab
Vab VD1 = + V12 2
VD 2
Vab =− + V12 2
V12
V12
Vab 2 Vab 2
高频电路分析讲解教程54页PPT
f1)
2
所以
BW 0.7
=f2-f1=
f0 Q0
(1.2.13)
可见， 通频带与回路Ｑ值成反比。 也就是说， 通频带与
回路Ｑ值(即选择性)是互相矛盾的两个性能指标。 选择性是指
谐振回路对不需要信号的抑制能力， 即要求在通频带之外，
谐振曲线Ｎ（ｆ）应陡峭下降。所以，Ｑ值越高，谐振曲线越
陡峭， 选择性越好，但通频带却越窄。一个理想的谐振回路，
串联谐振回路空载时阻抗的幅频特性和相频特性表达式 分别为：
Z=r+j r2 (wL 1 )2 wc
wL 1
arctan wc
r
并联谐振回路空载时阻抗的幅频特性和相频特性表达式分
别为：
z
1
ge20
(wc
1 )2 wL
wc 1
arctan wL
ge0
图１．２．４（ａ）、 （ｂ）分别是串联谐振回路与并 联谐振回路空载时的阻抗特性曲线。由图可见，前者在谐振频 率点的阻抗最小，相频特性曲线斜率为正； 后者在谐振频率 点的阻抗最大，相频特性曲线斜率为负。所以，串联回路在谐 振时，通过电流Ｉ00最大； 并联回路在谐振时，两端电压U 00最大。 在实际选频应用时，串联回路适合与信号源和负载 串联连接，使有用信号通过回路有效地传送给负载；并联回路 适合与信号源和负载并联连接，使有用信号在负载上的电压振 幅增大。
由上式可知， 一个单谐振回路的矩形系数是一个定值， 与其回路Ｑ值和谐振频率无关，且这个数值较大，接近１０， 说明单谐振回路的幅频特性不大理想。
1.2.2
图１．２．３是串联ＬＣ谐振回路的基本形式， 其中ｒ是 电感Ｌ的损耗电阻，ＲL是负载电阻。
下面按照与并联ＬＣ回路的对偶关系， 直接给出串联ＬＣ 回路的主要基本参数。
【2019年整理】第20讲高频相位鉴频电路等
鉴相器
uo ( t )
1 (t )
u2 ( t )
即 uo (t ) f [1 (t ) 2 (t )]
2 (t )
当线性鉴相的情况下:
uo (t ) k[1 (t ) 2 (t )]
鉴相器可实现 PM 信号的解调，但也广泛用于解调 FM 信 号，以及锁相技术及频率合成技术中。
（3）当U s U r 时
Ud1 Ud 2 2U s 1 si n ( t ) 2U s 1 si n ( t )
us (t ) ud 1 (t )
ur ( t )
uo ( t )
所以： uo (t ) 2KdUs [ 1 sin (t ) 1 sin (t ) ]
us (t ) ud 1 (t )
ur ( t )
uo ( t )
us (t ) U s sin[ o t (t )]
(t ) k p u (t )
而同频正交载波信号为： ur ( t ) U r sin[ o t ] 2 ud 1 ur ( t ) us ( t ) 则： ud 2 u ( t ) us ( t )
第6章 角度调制与解调
（2）U s
Ur 时，同理可推出
uo (t ) 2 K d U r sin (t )
由讨论（1），（2）可以看出输出电压 uo 的大小取决于振幅小的输入信号振幅。
U U 2 U 2 2U U sin ( t ) s r s r d1 2 2 U U U s r 2U sU r sin ( t ) d2
相加器
ud 1 (t )
包络 检波器 相加器
uo ( t )
uo ( t )
1 (t )
u2 ( t )
即 uo (t ) f [1 (t ) 2 (t )]
2 (t )
当线性鉴相的情况下:
uo (t ) k[1 (t ) 2 (t )]
鉴相器可实现 PM 信号的解调，但也广泛用于解调 FM 信 号，以及锁相技术及频率合成技术中。
（3）当U s U r 时
Ud1 Ud 2 2U s 1 si n ( t ) 2U s 1 si n ( t )
us (t ) ud 1 (t )
ur ( t )
uo ( t )
所以： uo (t ) 2KdUs [ 1 sin (t ) 1 sin (t ) ]
us (t ) ud 1 (t )
ur ( t )
uo ( t )
us (t ) U s sin[ o t (t )]
(t ) k p u (t )
而同频正交载波信号为： ur ( t ) U r sin[ o t ] 2 ud 1 ur ( t ) us ( t ) 则： ud 2 u ( t ) us ( t )
第6章 角度调制与解调
（2）U s
Ur 时，同理可推出
uo (t ) 2 K d U r sin (t )
由讨论（1），（2）可以看出输出电压 uo 的大小取决于振幅小的输入信号振幅。
U U 2 U 2 2U U sin ( t ) s r s r d1 2 2 U U U s r 2U sU r sin ( t ) d2
相加器
ud 1 (t )
包络 检波器 相加器
uo ( t )
《鉴频电路》课件
03
鉴频电路的工作过程
信号的输入
将需要鉴频的信号输入到鉴频电路中，通常采用调频信号作为输入信号。
信号的处理
对输入信号进行必要的预处理，如滤波、放大等，以使其满足鉴频电路的要求。
调整参数
根据实际需要，调整鉴频电路中的相关参数，如鉴频带宽、鉴频灵敏度等，以获得最佳的鉴频效果。
优化性能
通过改进电路设计、选用高性能元件等方法，提高鉴频电路的性能，如提高鉴频精度、降低噪声等。
《鉴频电路》PPT课件
鉴频电路概述鉴频电路的组成鉴频电路的工作过程鉴频电路的性能指标鉴频电路的实现方式鉴频电路的发展趋势与展望
01
鉴频电路概述
01
02
它通常由振荡器、比较器和一些辅助元件组成，能够将输入信号的频率变化转换为电平变化，以便后续处理。
鉴频电路是一种用于检测和识别信号频率的电子电路。
本地振荡器的频率应保持稳定，以减小鉴频误差。
频率稳定性
产生参考信号
相位检测器检测输入信号与本地振荡器产生的信号之间的相位差。
相位差检测
相位检测器将相位差转换为控制信号，用于调整本地振荡器的频率或相位。
输出控制信号
滤除噪声
低通滤波器滤除鉴频电路中的噪声和干扰，提高鉴频精度。
平滑输出
低通滤波器对相位检测器的输出进行平滑处理，减小输出信号的波动。
缺点
06
鉴频电路的发展趋势与展望
新型鉴频电路
01
随着电子技术的不断发展，新型鉴频电路的研究与开发成为趋势。这些新型鉴频电路具有更高的性能指标，如更宽的频率范围、更高的分辨率和更低的噪声等。
技术创新
02
为了实现更好的性能，研究者们不断探索新的电路设计和技术创新，如采用新型材料、优化电路结构、引入人工智能算法等。
频率和相位的测量PPT课件
• (3)控制电路
• 控制电路在所选择的基准时间内打开主闸门，允许整形后的被测脉冲信号输 入到计数器中。
• (4)计数器和显示器
• 对控制门输出的信号进行计数，并显示计数值。
第16页/共92页
通用计数器的基本组成和工作方式 通用计数器一般都具有测频和测周两种方式。基本 组成如图所示。
第17页/共92页
第37页/共92页
Hale Waihona Puke 四、电动系三相相位表工作原理
• 电动系三相相位表只适用于负载对称的三相三线制，使用时可动线圈B1通过电阻 R1接A、B相，可动线圈B2不接电感而是通过电阻R2接A、C相。从相量图可知：
I I1 30
I I2 30
cos cos( )
I2 cos(30 I1 cos(30
• 将被测频率与标准频率相比较，通过检测差拍、李沙育图形或混频后的频率求得 被测频率。
差拍法 混频法
李沙育图形测频率
第10页/共92页
2.无源测量法
• 无源测量法是指测量电路不需要另加电源，直接用被测信号进行测量如文氏电桥 测频率 和谐振回路测频率。
(R1
1
jX
C1
)
R4
( 1/
R2
1
jX C2
2 .电动系频率表工作原理 • 按接线图，两可动线圈所受力矩分别为:
^
M1 k1II1 cos cos (II1)
k1IUC0 cos (
L 1/ C0 R2 (L 1/ C0 ) 1
^
M 2 k2II2 cos(90 ) cos(II2 )
•
由
于
两
个
力
矩
方
向相k反2 IU，
• 控制电路在所选择的基准时间内打开主闸门，允许整形后的被测脉冲信号输 入到计数器中。
• (4)计数器和显示器
• 对控制门输出的信号进行计数，并显示计数值。
第16页/共92页
通用计数器的基本组成和工作方式 通用计数器一般都具有测频和测周两种方式。基本 组成如图所示。
第17页/共92页
第37页/共92页
Hale Waihona Puke 四、电动系三相相位表工作原理
• 电动系三相相位表只适用于负载对称的三相三线制，使用时可动线圈B1通过电阻 R1接A、B相，可动线圈B2不接电感而是通过电阻R2接A、C相。从相量图可知：
I I1 30
I I2 30
cos cos( )
I2 cos(30 I1 cos(30
• 将被测频率与标准频率相比较，通过检测差拍、李沙育图形或混频后的频率求得 被测频率。
差拍法 混频法
李沙育图形测频率
第10页/共92页
2.无源测量法
• 无源测量法是指测量电路不需要另加电源，直接用被测信号进行测量如文氏电桥 测频率 和谐振回路测频率。
(R1
1
jX
C1
)
R4
( 1/
R2
1
jX C2
2 .电动系频率表工作原理 • 按接线图，两可动线圈所受力矩分别为:
^
M1 k1II1 cos cos (II1)
k1IUC0 cos (
L 1/ C0 R2 (L 1/ C0 ) 1
^
M 2 k2II2 cos(90 ) cos(II2 )
•
由
于
两
个
力
矩
方
向相k反2 IU，
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的大小取决于振幅小的输入信号振幅。
（3）当Us Ur 时
us(t) ud1(t)
Ud1 2Us 1sin(t)
ur (t )
பைடு நூலகம்
u o(t)
Ud2 2Us 1sin(t)
us(t)
所以：u o (t)2 K d U s [1 si(t) n 1 si(t) n ]
ud 2 (t )
利用三角函数公式：
鉴相器
uo (t )
u2(t) 2(t)
即 u o(t)f[1(t)2(t)]
当线性鉴相的情况下: u o(t)k [1(t)2(t)]
鉴相器可实现PM信号的解调，但也广泛用于解调FM信 号，以及锁相技术及频率合成技术中。
鉴相器的实现方法：
乘积型鉴相器 叠加型鉴相器
第二十讲 相位鉴频电路等
11/25/2020 12:13
C4
R2
波 u2，并使 |U1|=|U2|
Ec
VD2
2.平衡式鉴相器：
VD1
上下检波器的输入端高频电压为：
1 2 u2
1 ud1 u1 2 u2
1 ud2 u1 2u2
1 2 u2
两个检波器的输出电压为：uo uo1uo2
第二十讲 相位鉴频电路等
ud1 C3 u o1
u3 u1
C4 u o 2
| (t) |
12
第二十讲 相位鉴频电路等
11/25/2020 12:13
第6章 角度调制与解调
（2）Us Ur 时，同理可推出
u o(t)2K dU rsin (t)
Ud1 Us2Ur22UsUrsin(t)
Ud2 Us2Ur22UsUrsin(t)
由讨论（1），（2）可以看出输出电压 u o
第二十讲 相位鉴频电路等
11/25/2020 12:13
第6章 角度调制与解调
一 电路结构和基本原理
C0 VD1
1.移相网络：互感为M
VT
+
的 初 ， 次级双调谐耦合回 uFM 路组成的移相网络。 FM波
u1 -
M C1 L1 L2
+ C2
C3
u2
L3
- + u3 -
R1
u1 经 移 相 网 络 生 成 FM-PM
第6章 角度调制与解调
1) 叠加型相位鉴频法
us (t )
相加器
ur (t)
包络检波器 uo (t )
叠加型鉴相器
us(t) ud1(t)
ur (t )
us(t) ud2(t)
第二十讲 相位鉴频电路等
us(t) 相加器
u o ( t ) ur (t )
ud1(t )
包络 检波器
uo (t) 相加器
ud2
VD2
11/25/2020 12:13
R1
uo
R2
第6章 角度调制与解调
移相分析
.
.
U U
1
I I 1 r1 jL1 Zf
.
1
.
1
j L1
I1次级回路中产生的感应电动势:
＋ .
.
I1 L
L
＋ .
U1
C
C U2
r
r
－
－
E2
jM1i
M L1 u1
L
. I2
＋ .
.
C U2
r －
E2
＋
－
次级回路电流 i2为： (ai)2r2j(E L 2 21 C2) (bM L ) 1[r2j(L u1 21 C2)]
次级回路两端 电压u2为：
u2j C i22jM L1C2[r2j(u 1L21 C2)]
第二十讲 相位鉴频电路等
u 2jM L 1C u 2 1Z 2M L 1C 2 u |1Z 2| 900
第6章 角度调制与解调
叠加型相位鉴频电路
互感耦合相位鉴频器
旧版： 第7.5.1 章节
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
C
uo1 －
－
uo
RL
uo2
－
C ＋
－
VD2
分析C0和L3不能开路也不能短路的原因
ur(t)Ursino[t2]
则：uudd12
ur(t)us(t) u (t)us(t)
us(t) ud1(t)
ur (t )
us(t) ud2(t)
ur (t )
u o(t)
ud1(t )
利用矢量图可得合成电压振幅
ud 2 (t )
us (t )
Ud1 Us2Ur22UsUrsin(t)
Ud2 Us2Ur22UsUrsin(t)
1 s inx cosx s inx
2
2
1 s inx cosx s inx
2
2
所以：uo(t)2
(t)
2KdUssin2
而当
(t)
|
|
2 12
,
| (t ) |
6
的范围内，
sin(t ) (t )
2
2
所以：uo(t) 2KdUs(t)，可实现线性鉴相。
第二十讲 相位鉴频电路等
11/25/2020 12:13
us(t)
(t )
第二十讲 相位鉴频电路等
11/25/2020 12:13
第6章 角度调制与解调
如果设包络检波器的传输系数为 Kd1=Kd2=Kd，则两个包络检波器 的输出电压为：
uuoo12
KdUd1 KdUd 2
为调相调幅波
ud 2 (t )
而 u o (t) u o 1 u o 2 K d [U d 1 U d 2 ] us(t)
讨论：（1）当 Us Ur
ur (t )
ud1(t )
us (t )
(t )
Ud1Ur
1(U Urs)22U Urssin (t)Ur
12Ussin (t)
Ur
Ur[1U Urssin (t)]
同理U： d2 Ur[1U Urs sin(t)]
uo(t)2KdUssin(t)
可见：这时的鉴相器具有正弦鉴相特性，其线性鉴相范围为：
技术指标要求
针对FM信号实现鉴频 1.载波频率1MHz 2.频偏40KHz 3.调制信号频率4KHz
第二十讲 相位鉴频电路等
11/25/2020 12:13
第6章 角度调制与解调
鉴相器是用来比较两个同频输入电压u1(t)和u2(t)的相 位，而输出电压u0(t)是两个输入电压相位差的函数，
u1(t) 1(t)
第6章 角度调制与解调
6.4.3 相位鉴频器
旧版： 第7.4.2.2 章节 相位鉴频法
第二十讲 相位鉴频电路等
11/25/2020 12:13
第6章 角度调制与解调
请四班、五班第五批同学:实现叠加型相位鉴频电路仿真 请一班、二班第六批同学:实现比例鉴频电路仿真 请三班、四班第六批同学:实现乘积型相位鉴频电路仿真
us(t)
相加器
包络
ud 2 (t ) 检波器
平衡叠加型鉴相器
11/25/2020 12:13
第6章 角度调制与解调
参考叠加型同步检波：P181，图6-49 思考：为什么同步鉴频需要正交信号？
设输入调相波us(t)为：
u s(t) U ssin o t [(t)]
(t)kpu(t)
而同频正交载波信号为：
（3）当Us Ur 时
us(t) ud1(t)
Ud1 2Us 1sin(t)
ur (t )
பைடு நூலகம்
u o(t)
Ud2 2Us 1sin(t)
us(t)
所以：u o (t)2 K d U s [1 si(t) n 1 si(t) n ]
ud 2 (t )
利用三角函数公式：
鉴相器
uo (t )
u2(t) 2(t)
即 u o(t)f[1(t)2(t)]
当线性鉴相的情况下: u o(t)k [1(t)2(t)]
鉴相器可实现PM信号的解调，但也广泛用于解调FM信 号，以及锁相技术及频率合成技术中。
鉴相器的实现方法：
乘积型鉴相器 叠加型鉴相器
第二十讲 相位鉴频电路等
11/25/2020 12:13
C4
R2
波 u2，并使 |U1|=|U2|
Ec
VD2
2.平衡式鉴相器：
VD1
上下检波器的输入端高频电压为：
1 2 u2
1 ud1 u1 2 u2
1 ud2 u1 2u2
1 2 u2
两个检波器的输出电压为：uo uo1uo2
第二十讲 相位鉴频电路等
ud1 C3 u o1
u3 u1
C4 u o 2
| (t) |
12
第二十讲 相位鉴频电路等
11/25/2020 12:13
第6章 角度调制与解调
（2）Us Ur 时，同理可推出
u o(t)2K dU rsin (t)
Ud1 Us2Ur22UsUrsin(t)
Ud2 Us2Ur22UsUrsin(t)
由讨论（1），（2）可以看出输出电压 u o
第二十讲 相位鉴频电路等
11/25/2020 12:13
第6章 角度调制与解调
一 电路结构和基本原理
C0 VD1
1.移相网络：互感为M
VT
+
的 初 ， 次级双调谐耦合回 uFM 路组成的移相网络。 FM波
u1 -
M C1 L1 L2
+ C2
C3
u2
L3
- + u3 -
R1
u1 经 移 相 网 络 生 成 FM-PM
第6章 角度调制与解调
1) 叠加型相位鉴频法
us (t )
相加器
ur (t)
包络检波器 uo (t )
叠加型鉴相器
us(t) ud1(t)
ur (t )
us(t) ud2(t)
第二十讲 相位鉴频电路等
us(t) 相加器
u o ( t ) ur (t )
ud1(t )
包络 检波器
uo (t) 相加器
ud2
VD2
11/25/2020 12:13
R1
uo
R2
第6章 角度调制与解调
移相分析
.
.
U U
1
I I 1 r1 jL1 Zf
.
1
.
1
j L1
I1次级回路中产生的感应电动势:
＋ .
.
I1 L
L
＋ .
U1
C
C U2
r
r
－
－
E2
jM1i
M L1 u1
L
. I2
＋ .
.
C U2
r －
E2
＋
－
次级回路电流 i2为： (ai)2r2j(E L 2 21 C2) (bM L ) 1[r2j(L u1 21 C2)]
次级回路两端 电压u2为：
u2j C i22jM L1C2[r2j(u 1L21 C2)]
第二十讲 相位鉴频电路等
u 2jM L 1C u 2 1Z 2M L 1C 2 u |1Z 2| 900
第6章 角度调制与解调
叠加型相位鉴频电路
互感耦合相位鉴频器
旧版： 第7.5.1 章节
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
C
uo1 －
－
uo
RL
uo2
－
C ＋
－
VD2
分析C0和L3不能开路也不能短路的原因
ur(t)Ursino[t2]
则：uudd12
ur(t)us(t) u (t)us(t)
us(t) ud1(t)
ur (t )
us(t) ud2(t)
ur (t )
u o(t)
ud1(t )
利用矢量图可得合成电压振幅
ud 2 (t )
us (t )
Ud1 Us2Ur22UsUrsin(t)
Ud2 Us2Ur22UsUrsin(t)
1 s inx cosx s inx
2
2
1 s inx cosx s inx
2
2
所以：uo(t)2
(t)
2KdUssin2
而当
(t)
|
|
2 12
,
| (t ) |
6
的范围内，
sin(t ) (t )
2
2
所以：uo(t) 2KdUs(t)，可实现线性鉴相。
第二十讲 相位鉴频电路等
11/25/2020 12:13
us(t)
(t )
第二十讲 相位鉴频电路等
11/25/2020 12:13
第6章 角度调制与解调
如果设包络检波器的传输系数为 Kd1=Kd2=Kd，则两个包络检波器 的输出电压为：
uuoo12
KdUd1 KdUd 2
为调相调幅波
ud 2 (t )
而 u o (t) u o 1 u o 2 K d [U d 1 U d 2 ] us(t)
讨论：（1）当 Us Ur
ur (t )
ud1(t )
us (t )
(t )
Ud1Ur
1(U Urs)22U Urssin (t)Ur
12Ussin (t)
Ur
Ur[1U Urssin (t)]
同理U： d2 Ur[1U Urs sin(t)]
uo(t)2KdUssin(t)
可见：这时的鉴相器具有正弦鉴相特性，其线性鉴相范围为：
技术指标要求
针对FM信号实现鉴频 1.载波频率1MHz 2.频偏40KHz 3.调制信号频率4KHz
第二十讲 相位鉴频电路等
11/25/2020 12:13
第6章 角度调制与解调
鉴相器是用来比较两个同频输入电压u1(t)和u2(t)的相 位，而输出电压u0(t)是两个输入电压相位差的函数，
u1(t) 1(t)
第6章 角度调制与解调
6.4.3 相位鉴频器
旧版： 第7.4.2.2 章节 相位鉴频法
第二十讲 相位鉴频电路等
11/25/2020 12:13
第6章 角度调制与解调
请四班、五班第五批同学:实现叠加型相位鉴频电路仿真 请一班、二班第六批同学:实现比例鉴频电路仿真 请三班、四班第六批同学:实现乘积型相位鉴频电路仿真
us(t)
相加器
包络
ud 2 (t ) 检波器
平衡叠加型鉴相器
11/25/2020 12:13
第6章 角度调制与解调
参考叠加型同步检波：P181，图6-49 思考：为什么同步鉴频需要正交信号？
设输入调相波us(t)为：
u s(t) U ssin o t [(t)]
(t)kpu(t)
而同频正交载波信号为：