调频波解调电路.

1．利用反馈环路(例如锁相环)实现鉴频。(第 5 章， 不作介绍)
2．利用波形变换——将输入的调频信号进行特 定的波形变换，使变换后的波形含有反映瞬时频率变 化的平均分量。再通过低通滤波器输出所需的解调电 压。 这类鉴频器可由三种方法实现。
(1) 斜率鉴频器
① 将输入调频波通过具有合适频率特性的线性网 络，使输出调频波的振幅按照瞬时频率的规律变化 ② 通过包络检波器输出反映振幅变化的解调电压。
典型电路：三极管振幅限幅器、差分对振幅限幅 器。
1．三极管振幅限幅器
(1) 特性：丙类谐振放大器的放大特性
(2) 电路：工作在过压状态的谐振功率放大器
2．差分对振幅限幅器 (1) 电路
(2) 原理
输入 vS 较大，iC 上下削平，后接谐振回路
5.3.2 斜率鉴频器
5.3.1 限幅鉴频实现方法概述
一、鉴频电路性能要求
1．鉴频电路的功能 将输入调频信号的瞬时频率 f 变换为相应解调输 出电压 vO 2．鉴频特性 描述 vO 随瞬时频偏 (f - fc)的 变化特性，如图。 3．鉴频跨导 鉴频特性原点处的斜率
v O SD ( f - f c )
f fc
dv1 (t ) v 2 (t ) A0 dt
当 v1 = V1mcos(ct + Mfsint) 时 (Mf= m/)
v2(t) = -A0Vlm(c +mcost)sin(ct + Mfsint)
V2m A0V1m ( c m cos Ωt )
(5-3-8)
上式说明，只要网络满足准静态条件，其输出响应 就是一个振幅和相位随 (t) 变化的调频波。 (3) 网络满足准静态的条件：若网络的3dB带宽为 BW0.7，输入调频波的最大角频偏和调制的频率分别为 m 和 ，则当 m Ω BW02 .7 时(或 Ω BW0.7 / Mf
或 m Mf BW0.7 时)，网络就可满足准静态条件。 许多网络满足此条件。 四、振幅限幅器 作用：将具有寄生调幅的调频信号 vS(t) 变换为等 幅的调频信号。
A( ) A0 π A ( ) 2
0 0
它的输出响应(由5-3-5)为 v2(t) = F-1 [F 1(j)A(j)] = F -1 [jA0F1(j)]
利用付里叶变换的微分特性
dv1 (t ) F[ ] jF1 ( j ) dt
得
v 2 (t ) A( j ) ( t ) v1 (t )
若 (t) = c + mcost，即 v1(t) Vlmcos(ct + Mfsint)， 则
v 2 (t ) V1m A( ) ( t ) cos[ c t M f sin Ωt A ( ) ( t ) ] V1m A( c m cos Ωt ) cos[ c t M f sin Ωt A ( c m cos Ωt )]
v 2 (t ) A0V1m cos[ c (t - 0 ) M f sin Ω(t - 0 )]
其中
sin(t-0)= sintcos0- costsin0
若0 ≤ /12，则 cos0 1，sin0 0，v2(t) 便可近似表示为 v2(t) A0Vlmcos[(ct + Mfsint) - Mf0cost - c0]
② 通过 LP 输出反映平均分量变化的解调电压(该 等宽脉冲序列含有反映瞬时频率变化的平均分量)。
调频电压→ 限幅器 →调频方波→ 微分电路→微分脉冲 →脉冲形成电路→调频方波→低通滤波器→解调电压
三、调频信号通过线性网络的响应 在讨论鉴频器工作原理和进行性能分析时，必然 涉及调频波通过线性网络的分析。由于调频波是非简 谐波，由众多频率分量组成，因此讨论调频波通过线 性网络的分析十分困难。 根据线性系统理论，若已知线性网络的频率特性 为
A( j ) A( )e jA( )
令：F 1(j)= F [v1(t)]、F 2(j)= F [v2(t)](对v1 、v2 的付氏变换)，F –1—— 反付氏变换。
当线性网络输入端作用着调频信号 v1(t) 时，它的 输出 v2(t) 响应为 v2(t) = F-1 [F 2(j)] = F -1 [F 1(j)A(j)] (5-3-5)
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3．准静态条件下的响应特性 (1) 准静态条件：网络的瞬变过程速率远高于输入 调频信号的瞬时频率变化速率。 (2) 准静态条件下的响应特性：在准静态条件下， 网络对输入调频波的响应近似为网络对频率变化的正 弦波的稳态响应。 对于瞬时角频率为 (t) 的输入调频信号，可方便 地写出它在网络输出端的响应为
上式表明，通过理想时延网络，当 0 ≤ /12 时， 输出调频波中附加相移为 = -c0 - Mf0 cost = -c0 - m0 cost 其中，c0 为恒定相移，m0 cost 反映了输入调频 波的瞬时频率变化。因而理论上，相位鉴频器可用下面 的模型实现。
单位 V/Hz。 SD 越大，鉴频器将输入瞬时频偏变换为输出解调 电压的能力越强。 4．对鉴频电路性能要求
(1) 通频带大于调制信号的最高频率 max 。在传 输视频信号时，还必须满足相位失真和瞬变失真的要 求。
(2) 大的鉴频跨导 SD (3) 满足线性和非线性失真的要求。
二、鉴频的实现方法
5.3 调频波解调电路
1．概念： 调频波的解调：频率检波，简称鉴频。 调相波的解调：相位检波，简称鉴相。 2．作用：从已调波中检出反映在频率或相位变化 上的调制信号。 鉴频鉴相采用的方法不尽相同，本章重点讨论调 频波的解调——鉴频。
3．特点： 限幅与鉴频一般连用——统称限幅鉴频器。 在调频接收机中，因多种原因(如频率特性不均、 干扰等)会导致调频信号振幅发生变化。鉴频时，上述 寄生调幅会反映在输出解调电压上，产生解调失真。解 决办法——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。
一理想时延网络，频率特性，即幅频特性恒值， 相频特性线性 根据付里叶变换的时延特性
F [v1 (t - 0 )] F1 ( j )e - j 0
求得输出响应为
v 2 ( t ) F -1[ A0 F1 ( j )e - j 0 ] A0 v1 ( t - 0 )
当 v1(t) = Vlmcos(ct + Mfsint) 时，
一般情况下，上述分析是十分困难的，而要给出 一个满足要求的线性网络就更困难。只有在个别理想 情况下才能方便求解，并得出所需结果。
1．等幅调频波通过理想微分网络的响应特性—— 变成幅度按调制规律变化的调频波
一个理想的微分网络，其频率特性 A(j) = jA0， 即有线性的幅频特性和恒值的相频特性：
此式表明，经过理想微分网络以后，等幅调频波 变成了幅度按调制规律变化的调频波，信号的瞬时频 率变化不失真地反映在输出调频信号的振幅 V2m 上， 通过包络检波器就可以得所需的解调电压。因此，理 论上斜率鉴频器用下述模型来实现。
2．等幅调频波通过理想时延网络的响应特性— —变为幅度按调制规律变化的调频波
(2) 相位鉴频器 ① 将输入调频波通过具有合适频率特性的线性网 络，使输出调频波的附加相移按照瞬时频率的规律变 化。
② 相位检波器将它与输入调频波的瞬时相位进行 比较，检出反映附加相移变化的解调电压。
以上均涉及线性网络对输入调频信号的响应特性， 将在三中讨论
(3) 脉冲计数式鉴频器
① 将输入调频波通过一非线性变换网络变成调频 等宽脉冲序列。