鉴频器与鉴相器共20页
鉴相器原理与分类
鉴相器原理及分类更新于2010-05-13 03:52:41 文章出处:与非网鉴相器取样鉴频鉴相器-原理特性使输出电压与两个输入信号之间的相位差有确定关系的电路。
表示其间关系的函数称为鉴相特性。
鉴相器是锁相环的基本部件之一，也用于调频和调相信号的解调。
常见的鉴相特性有余弦型、锯齿型与三角型等。
鉴相器特性用ud(t)＝kdf【θe(t)】表示。
式中kd为鉴相器的增益系数；θe(t)＝θ1(t)－θ2(t)，表示两个输入信号之间的相位差。
函数f【·】表示鉴相特性，它反映鉴相器的输出电压ud(t)与相位差的关系。
常见的鉴相特性有余弦型、锯齿型与三角型等。
鉴相器-分类鉴相器可以分为模拟鉴相器和数字鉴相器两种。
二极管平衡鉴相器是一种模拟鉴相器。
两个输入的正弦信号的和与差分别加于检波二极管，检波后的电位差即为鉴相器的输出电压。
其鉴相特性通常为余弦型的。
鉴频鉴相器是一种数字鉴相器。
两个输入信号是脉冲序列，其前沿（或后沿）分别代表各自的相位。
比较这两个脉冲序列的频率和相位即可得到与相位差有关的输出。
这种鉴相器的鉴相特性为锯齿形。
因它兼具鉴频作用，故称鉴频鉴相器二极管平衡鉴相器这是一种模拟鉴相器，原理电路如图1。
二极管D1、D2和C1R1、C2R2构成两个峰值检波器。
两个输入的正弦信号u1(t)=U1sin(ωt+θ1)、u2(t)＝U2sin(ωt+θ2)的和与差分别加于检波二极管D1和D2，检波后的电压差即为鉴相器的输出电压ud。
当U2U1时,ud∝U1cos(θ1－θ2)。
在这种情况下,它的鉴相特性是余弦型的(图2a)。
鉴频鉴相器这是一种数字鉴相器。
两个输入信号是脉冲序列，其前沿(或后沿)分别代表各自的相位。
比较这两个脉冲序列的频率和相位即可得到与相位差有关的输出。
图3是一种鉴频鉴相器的框图。
比相器可由触发器构成。
当两个输入信号u1和u2同频同相时,触发器没有输出,充电电流等于零。
当u1脉冲序列超前于u2时，触发器产生一个其宽度与相位差成正比的正脉冲，充电电路被充电，其输出电压为正值，大小与充电脉冲宽度成正比。
第5章第3讲_鉴频器
u1
u2
u e 3 , u e 4 分别加到差分对T ，T 的输 5 6
入端，经放大后由T6集电极单端输出
u o A u ( u e 3 u e 4 ) A u K (U 1 U 2 )
而 (t ) k P u (t )
ur (t )
而另一输入信号 u r ( t ) 为 u s ( t ) 的同频正交载波。
即： r ( t ) U r cos( o t u 则相乘器的输出信号
uo (t )
2
)
为：
u o ( t ) ku s ( t ) u r ( t ) kU 1 2
u C
C
o1
2
. U
－ － u o2
uo
2
RL － V
D2
C ＋
－
E
c
分析C0和L3不能开路也不能短路的原因
斜率鉴频器 1/3/2013 9:01 PM 34
第5章 角度调制与解调
斜率鉴频器
1/3/2013 9:01 PM
35
第5章 角度调制与解调
一 电路结构和基本原理 1.移相网络：互感为M 的初，次级双调谐耦合 回路组成的移相网络。 FM波经移相网络生成 FM-PM波 2.平衡式鉴相器： 上下检波器的输入端高频电压为：
斜率鉴频器
1/3/2013 9:01 PM
18
第5章 角度调制与解调
单元电路_双失谐电路仿真结果
斜率鉴频器
1/3/2013 9:01 PM
鉴频器与鉴频方法
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。
图9―30 单回路斜率鉴频器
图9―31 双离谐平衡鉴频器
(7―66)
图9―49 移相网络机器相频特性
9.2.4 其它鉴频电路 1.差分峰值斜率鉴频器 差分峰值斜率鉴频器是一种在集成电路中常用的振幅鉴频器。图9―50(a)是一个在电视接收机伴音信号处理电路(如D7176AP ,TA7243P)等集成电路中采用的差分峰值斜率鉴频器。
图9―37 直接脉冲计数式鉴频器
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(Foster―Seeley)鉴频器，图9-38是其典型电路。相移网络为耦合回路。
图9―38 互感耦合相位鉴频器
(7―59)
(7―60)
当f=fc时，UD1=UD2, i1=i2,但以相反方向流过负载RL,所以输出电压为零； 当f>fc时，UD1>UD2, i1>i2,输出电压为负； 当f<fc时，UD1<UD2, i1<i2，输出电压为正。
图9―46 比例鉴频器电路及特性
自动频率控制系统中要特别注意。当然，通过改变两个二极管连接的方向或耦合线圈的绕向(同名端)，可以使鉴频特性反向。另一方面，输出电压也可由下式导出：
(7―61)
3.自限幅原理 (1)回路的无载Q0值要足够高，以便当检波器输入电阻Ri随输入电压幅度变化时，能引起回路Qe明显的变化。 (2)要保证时常数(R1+R2)C大于寄生调幅干扰的几个周期。比例鉴频器存在着过抑制与阻塞现象。
7.4鉴频器与鉴频方法(精)
再经过低通滤波器后的输出电压为：
KU1U 2 2Q0 Δf uo sin arctan 2 f0
KU1U 2Q0 f 当 1时 ，u0 f0 f0
可见鉴频器输出与输入信号的频偏成正比。
f
这种电路既可以实现鉴频，也可以实现鉴相。通常情况 下，其中的乘法器采用集成模拟乘法器或(双)平衡调制器实 现。当两输入信号幅度都很大时，由于乘法器内部的限幅作 用，鉴相特性趋近于三角形。
鉴频器的工作原理是先将频率变化的调频波转换成与音频 信号相应的幅度变化的调频-调幅波，再经过幅度检波，检 出音频信号。
2. 鉴频器的主要技术指标
描述鉴频方法的质量好坏的指标主要有：
① 鉴频特性：表示为输出电压uo与瞬时频率f 或频偏Δf 之间 的关系曲线，称为鉴频特性曲线。在线性解调的理想情况 下，此曲线为一直线，但实际往往有弯曲，呈“S”形，简 称“S”曲线。
U2 U1 U ( t ) U2 1 sin t 或 U ( t ) U 1 sin t e 1 e U U1 2
设： 2 1 ，则：
U1 cosc t 1 U 2 cos us us t c 2 2 U1 cosc tcos 1 sinc tsin 1 U 2 cosc tsin 2 sinc tcos 2 U1cos 1 U 2 sin 2 cosc t U1 sin 1 U 2 cos 2 sinc t Ucosc t
4) 回路参数的选择
鉴频特性与耦合因子A有很大关系。因为A=KQ，所以 改变K和Q都会使鉴频特性发生改变。
鉴频特性的一般表达式：
uo Kd Re I 4 2 A 4 2 A
第18讲鉴频方法
u FM
ui
Uo
u FM
ui
Uo
0
0
0
t
t
tபைடு நூலகம்
工作 区(线 性区)
(a)
Ui
Ui
0
f
0
t
fc
f0
f (t)
fm
t (b)
图18-9 单失谐回路斜率鉴频器
f01 ＝fc uFM Ⅰ
f02
＋＋
Ⅱ u1
Uo1
－ －
Uo
Ⅲ u2
Uo2
＋
－
f03
(a)
ωc处于ω1与 ω2的中点
图18-10 双失谐平衡鉴频器
鉴频电路
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 ]
对此式直接微分可得
u
uFM (t) dt
U[c
k
f
f
(t)]sin[ct
k
f
t 0
f ( )d ]
鉴频电路
uFM d u 包络检波 uo dt
图18-3 微分鉴频原理
Ⅲ
Ⅱ
f03 fc f02
f f (t)
(b) t
uFM 0
Uo
t
(a)
弯曲部分互相补偿
Uo1
0 (b)
Uo2
0 (c)
Uo
0
(d)
图18-11 各点波形
t
0 fA
f
t
线性鉴频范围增大
t
Bm
图18-12 双失谐鉴频器 的鉴频特性
鉴频电路
18.3 已调波信号在发送、传输和接收过程中, 信
鉴频器工作原理
鉴频器工作原理
鉴频器是一种用于测定信号频率的仪器，下面将介绍其工作原理。
鉴频器的工作原理基于振荡原理和电路的共振现象。
鉴频器通常由一个LC振荡电路和一个检波器构成。
LC振荡电路包括一个电感器和一个电容器，当给电路加以直流电源时，电感器和电容器会相互作用，形成一个谐振电路。
此时，当输入信号与谐振频率相等或非常接近时，电路中将会产生较大的交流电流。
然后，检波器将交流电流转换为直流电压进行测量。
检波器通常采用二极管，当交流电流通过二极管时，二极管将只允许电流的一个方向通过，并将其转换为相应的直流电压。
通过测量这个直流电压的大小，我们可以确定输入信号的频率。
鉴频器的精确度和灵敏度取决于振荡电路的谐振频率和检波器的性能。
因此，在设计鉴频器时需要考虑到振荡电路的参数选择以及检波器的特性。
一般来说，使用高质量的电感器和电容器可以提高鉴频器的精确度和灵敏度。
总结来说，鉴频器通过电路的振荡和共振现象，将输入信号转换为交流电流，并通过检波器将其转换为直流电压进行测量，从而确定信号的频率。
无线电通信-8.3-相位鉴频器及比例鉴频器ppt课件
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
任务4-6 鉴频与鉴相
任务4-7 鉴频与鉴相4-6-1资讯准备任务描述1．了解鉴频的概念、方法及鉴频的主要技术要求；2．理解各类鉴频电路的组成、工作原理、分析方法及主要特点。
资讯指南导学材料 一、鉴频方法综述调频信号解调又称为频率检波，是从调频波中取出原调制信号，即输出电压与输入信号的瞬时频率偏移成正比，又称为鉴频器，简称鉴频。
它是把调频信号的频率)()(t t c ωωω∆+=与载波频率c ω比较，得到频差)()(t f t m ωω∆=∆，从而实现频率检波。
1．鉴频的方法鉴频的方法很多，其工作原理都是将输入的调频信号进行特定的变换，使变换后的波形包含反映瞬时频率变化的量，再通过低通滤波器滤波就可以得到原调制信号。
常用的鉴频方法有以下几种：(1)斜率鉴频器它先将输入等幅的调频波通过线性网络进行频率-幅度变换，得到振幅随瞬时频率变化的调频波，然后用包络检波器将信号的振幅变化取出来；其输出信号就是原调制信号。
(2)相位鉴频器它先将输入等幅的调频波通过线性网络进行频率-相位变换，得到附加相位随瞬时频率变化的调频波，然后用鉴相器将它的附加相移变化取出来，其输出信号就是原调制信号。
(3)脉冲计数式鉴频器它先将输入等幅的调频波通过非线性变换网络进行波形变换，得到数目与瞬时频率成正比、但幅度和形状相同的调频脉冲序列，然后将信号通过低通滤波器，其输出信号就是原调制信号。
2．鉴频器的主要技术要求鉴频器的输出电压u o随输入调频的瞬时频率f的变化特性称为鉴频特性。
为了实现不失真的解调，u o应与f成线性关系，即鉴频特性曲线应为一条直线。
但是，实际的鉴频特性往往是一条曲线，所以它只能在有限频率范围内实现线性鉴频。
图4-6-1为一典型的鉴频特性曲线，由于该曲线与英文字母“S”相似，故又称为S曲线。
由图可以看出，对应于调频波的中心频率f c，输出电压u o=0；当信号频率向左右偏离时，u o分别为正负值。
图4-6-1 鉴频特性曲线对鉴频器主要技术要求有：(1)鉴频特性为线性鉴频电路输出低频解调电压与输入调频信号瞬时频偏的关系称为鉴频特性，理想的鉴频特性应是线性的。
相位鉴频器.ppt
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
鉴相器
鉴相器开放分类：电子电子技术电子术语通信编辑词条分享英文名：phasedetector鉴相器，顾名思义，就是能够鉴别出输入信号的相差的器件。
它是PLL，即锁相环的重要组成部分。
锁相环通常由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分组使输出电压与两个输入信号之间的相位差有确定关系的电路。
表示其间关系的函数称为鉴相特性。
鉴相器是锁相环的基本部件之一，也用于调频和调相信号的解调。
常见的鉴相特性有余弦型、锯齿型与三角型等。
鉴相器特性用u d(t)＝k d f【θe(t)】表示。
式中k d为鉴相器的增益系数；θe(t)＝θ1(t)－θ2(t)，表示两个输入信号之间的相位差。
函数f【²】表示鉴相特性，它反映鉴相器的输出电压u d(t)与相位差的关系。
常见的鉴相特性有余弦型、锯齿型与三角型等。
鉴相器鉴相器可以分为模拟鉴相器和数字鉴相器两种。
二极管平衡鉴相器是一种模拟鉴相器。
两个输入的正弦信号的和与差分别加于检波二极管，检波后的电位差即为鉴相器的输出电压。
其鉴相特性通常为余弦型的。
鉴频鉴相器是一种数字鉴相器。
两个输入信号是脉冲序列，其前沿（或后沿）分别代表各自的相位。
比较这两个脉冲序列的频率和相位即可得到与相位差有关的输出。
这种鉴相器的鉴相特性为锯齿形。
因它兼具鉴频作用，故称鉴频鉴相器二极管平衡鉴相器这是一种模拟鉴相器，原理电路如图1。
二极管D1、D2和C1R1、C2R2构成两个峰值检波器。
两个输入的正弦信号u1(t)=U1sin(ωt+θ1)、u2(t)＝U2sin(ωt+θ2) 的和与差分别加于检波二极管D1和D2，检波后的电压差即为鉴相器的输出电压u d。
当U2U1时,u d∝U1cos(θ1－θ2)。
在这种情况下,它的鉴相特性是余弦型的(图2a)。
鉴相器鉴频鉴相器这是一种数字鉴相器。
两个输入信号是脉冲序列，其前沿(或后沿)分别代表各自的相位。
比较这两个脉冲序列的频率和相位即可得到与相位差有关的输出。
鉴频鉴相器原理
鉴频鉴相器原理鉴频鉴相器是通信、雷达、导航等电子系统中常用的部件，其作用是检测频率和相位差，以便对信号进行精确的调制、解调或同步处理。
本文将详细介绍鉴频鉴相器的工作原理。
一、鉴频鉴相器的基本原理鉴频鉴相器基于相位比较原理，通过比较两个输入信号的相位差来检测其频率差或相位差。
当两个信号的频率或相位存在差异时，鉴频鉴相器会产生一个误差信号，该信号的幅度和极性取决于频率或相位差异的大小和方向。
误差信号可以进一步用于控制系统的频率或相位，使其与参考信号同步。
二、鉴频鉴相器的分类根据工作原理和应用场景，鉴频鉴相器可分为模拟鉴频鉴相器和数字鉴频鉴相器两大类。
1. 模拟鉴频鉴相器模拟鉴频鉴相器采用模拟电路实现，通常由RC电路、运算放大器、滤波器等元件组成。
其工作原理是利用RC电路的充放电特性，将频率或相位差转换为电压信号。
该电压信号经过运算放大器和滤波器处理后，输出误差信号。
模拟鉴频鉴相器的优点是简单、易于实现，但精度和稳定性相对较低。
2. 数字鉴频鉴相器数字鉴频鉴相器采用数字信号处理技术实现，通常由AD转换器、FPGA或DSP等硬件组成。
其工作原理是将输入信号进行采样和量化，然后通过数字算法比较两个信号的频率和相位差。
数字鉴频鉴相器的优点是精度高、稳定性好，能够实现复杂的调制和解调算法，但成本较高，且需要专业的数字信号处理技术。
三、鉴频鉴相器的应用1. 通信系统在通信系统中，鉴频鉴相器常用于载波同步、位同步等场合。
在数字通信中，鉴频鉴相器可用于解调数字信号，提取数据；在模拟通信中，鉴频鉴相器可用于提取载波频率，实现载波同步。
2. 雷达系统在雷达系统中，鉴频鉴相器可用于检测目标回波的频率和相位差，实现精确的距离和速度测量。
通过比较发射信号和接收信号的频率和相位差，可以计算出目标的距离和速度信息。
3. 导航系统在导航系统中，鉴频鉴相器可用于接收和处理GPS、北斗等卫星信号。
通过比较接收信号和本地复制信号的频率和相位差，可以计算出接收机的位置信息和时间信息。
4_鉴相器(PD)
本
节 掌握正弦波相位检波的基本工作原理
学
习
要
点
和 要
了解脉冲抽样保持相位比较器基本原理
求
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鉴 相 器 ( P D ) 主 页学习主页
藏族老汉
正弦波相位检波器
脉冲抽样保持相位比较器
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2、基本工作原理
VCC
(1)锯齿波形成
恒电流源
参考 频率
fR
ICH
fR 开关(形
成锯齿波)
抽样 Cch 开关
fV
误差信号 (直流)VD
Cd记电忆容
压控抽
锯齿波形成开关 实际是一个脉冲控 制电子开关。
样频率
脉冲抽样保持相位比较器基本原理框图
抽样开关实 际是一个脉冲
控制电子开关。
本继页续完
鉴 相 器 ( P D ) 分析锯齿波上升沿的形成
二、脉冲抽样保持相位比较器
2、基本工作原理 (1)锯齿波形成
电压 TR
Vmax
O
Vmin
VCC
恒电流源
参考 频率
fR
ICH
fR 开关(形 +
抽样
成锯齿波) - Cch 开关
fV
误差信号 (直流)VD
Cd记电忆容
压控抽 样频率
t 脉冲抽样保持相位比较器基本原理框图
当vR=0时，开关断开，
恒流源对Cch线性充电，
令
Kd=2b2RVRmVVm
则vd(t)=Kdsin(θV-θR)=Kdsinθe
上式说明，鉴相器输出的误
差直流电压vd(t)与两频率的相位
《鉴频器与鉴相器》课件
鉴频器的工作原理
鉴频器的工作原理基于振荡器的频率与输入信号的频率之 间的耦合关系。当输入信号的频率发生变化时，振荡器的 频率也会相应地发生变化，这个变化可以被计数器检测并 测量。
鉴频器通常由一个可调谐的振荡器和一个计数器组成。振 荡器的频率可以通过外部控制信号进行调节，当输入信号 的频率发生变化时，振荡器的频率也会随之变化。计数器 则用来测量振荡器频率的变化，并将测量结果输出。
鉴相器的应用场景
• 鉴相器在许多领域都有应用，例 如通信、雷达、导航、自动控制 系统等。在通信领域，鉴相器可 用于频率合成器和调频解调器中 ，实现信号的调制和解调。在雷 达和导航领域，鉴相器可用于检 测目标的距离和速度。在自动控 制系统中，鉴相器可用于实现闭 环控制和同步控制。
03
鉴频器与鉴相器的比较
应用领域发展趋势
通信领域
随着通信技术的发展，鉴频器和鉴相器在通信领域的应用越来越广泛，如卫星通信、移动通信和 光纤通信等。
雷达与导航领域
鉴频器和鉴相器在雷达与导航领域的应用也日益增多，如雷达测距、目标跟踪和卫星导航等。
电子战与对抗领域
鉴频器和鉴相器在电子战与对抗领域的应用也受到重视，如信号识别、干扰源定位和电子侦察等 。
雷达测距系统利用鉴相器来测量发射信号与反射信号之间的相位差，从而计算出目标距离。
鉴频器与鉴相器的联合应用案例
调频解调器
调频解调器同时使用鉴频器和鉴相器，先通过鉴频器解调出调频信号，再通过鉴相器提取相位信息。
无线通信接收机
无线通信接收机中，鉴频器和鉴相器常配合使用，以实现信号的解调和信号处理。
THANKS
05
鉴频器与鉴相器的实际案例
相位鉴频器
相位鉴频器一、相位鉴频原理鉴频是调频的逆过程，广泛采用的鉴频电路是相位鉴频器。
调频波的特点是振幅保持不变,而瞬时频率随调制信号的大小线形变化，调制信号代表所要传送的信息。
鉴频的目的就是从调频波中检出低频调制信号，即完成频率—电压的变换作用，能完成这种作用的电路被称为鉴频器。
相位鉴频器是利用双耦合回路的相位-频率特性将调频波变成调幅调频波,通过振幅检波器实现鉴频的一种鉴频器。
常用的相位鉴频器根据其耦合方式可分为互感耦合和电容耦合两种鉴频器。
相位鉴频器鉴频方式是：先将调频波经过一个线性移相网络变换成调频调相波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。
因此实现鉴频的核心部件是相位检波器。
二、设计方案（一）应用软件：本次设计是在Multisim 软件下进行的，Multisim 软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的EDA 工具软件，具有很强大的功能，Multisim 计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。
学员可以很好、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。
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（二）工作原理及定性分析1、相位鉴频器原理图1互感耦合相位鉴频器的基本电路如图1所示是互感耦合相位鉴频器的基本电路，由调频-调幅调频变换电路和振幅检波器两部分组成。
调频-调幅调频变换电路是由双耦合回路组成，其初级11C L 和次级22C L 都调谐于输入调频波的中心频率c f ，为了实现调频-调幅调频变换，初级和次级之间采用两种耦合方式，一种是互感M 的耦合，即由1U 通过互感M 在次级产生ab U ,另一是通过电容c C 将1U 耦合到高频扼流圈L 上，因为4C 、c C 对高频可认为短路，这样就可以认为1U 全加在L 上。
另外，c 点为2L 的中心抽头，故变换电路送给检波器电压为振幅检波器是由二极管1D 、2D 和低通滤波器3RC 、4RC 组成。
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u
A
C
B
D
fC f0
f
谐振特性曲线
常用的斜率鉴频器有两种——1）单回路斜率鉴频器； 2）双回路斜率鉴频器。
1）单回路斜率鉴频器
2）当调频信号的载频fC受调制信号控制时，频偏Δf按的变化规律 在Δf ＝ 0的两边正、负范围内变动，鉴频器就检出了调频
信号中所包含的频率变化信息，从而还原了原始调制信号
鉴频器的主要性能指标均可从鉴频特性曲线上得出。
1. 鉴频灵敏度——指在调频信号的中心频率fC附近单位频偏所产
2.
生的输出电压的大小，又称为鉴频跨导，
7-７-2 鉴频电路
分类——1）斜率鉴频器（振幅鉴频器）； 2）比例鉴频器； 3）正交鉴频器。
1．斜率鉴频器（振幅鉴频器） ——利用幅频特性曲线的线性段进行频率-幅度变换，将调 频波变换为调频-调幅波，再用包络检波器将调制信号 恢复出来。 如果把并谐回路的谐振频率f0选得高于或低于调频信号的 载频时，调频信号工作在并联谐振回路的失谐区．
相位鉴频器框图如下所示
ui 调频波
线性网络 频率-相位
us
相位检波器
uΩ
调相-调频波
调制信号
ui 调频波
例如，互感耦合叠加型相位鉴频器电路，调频广播接收机中应用
CC
V D1
M
+
u1 -
C
1
L1
+ u2 L3 R1
L2
R2
C2 -
C3 C4
+ uo1
+
-
uo
+
uo2
-
V D2
要求：有前置限幅放大器（未画出），将输入信号限幅去除干 扰信号（干扰会影响解调性能），形成输入信号u1
u u
o1 o2
有关，
故称之为比例鉴频器。
优点：由图（b）可知，双失谐回路鉴频器的鉴频特性在频带宽 度、线性范围、灵敏度等方面都有很大的改进。
2. 相位鉴频器 ——用鉴相方法完成鉴频
调相原理——首先通过移相网络将调频信号转化为调频-调相 信号，使相位的变化与瞬时频率的变化成正比； 再将调频信号和调频-调相信号送入相位检波器 （即鉴相器），检测出两信号的相位差，从而将 调制信号恢复出来。
Tr
VD
+
+
+
C1
u1
L1
u2 R C2
uO
-
-
-
VD、R、C2：组成大信号包络检波器（功能是将调频-调幅
波u2变成调制信号输出）。 讨论：（1）当f＞fC时，回路失谐↓→输出电压振幅↑；
（2）当f＜fC时，回路失谐↑→输出电压振幅↓； （3）当调频波的瞬时频率随调制信号变化时，使回路输出
电压振幅变化，这时的并联回路L1C1电压u2是一个 调频-调幅波，它的包络变化规律已反映了调制信号
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。
2）双回路斜率鉴频器
VD1
+ u1
C1 L1
+ u21
-
R1
C3
+ uo1
-
+ uo
-
L2 C2
+ u22 R2
-
C4
+ uo2 -
V22
V21
f02 fC f01
f
VD2
(a)
(b)
图（a）中上边L1C1回路的谐振频率f01>fC， 下边L2C2回路的谐振频率f02<fC。
为保证工作的线性范围，可调整f01、f02使(f01－f02)大于输入调 频信号最大频偏Δfm的两倍。
为了使鉴频曲线对称，还应使f01－fC = fC－f02。将上、下两个 单失谐回路鉴频器输出之差作为总输 出，即u0＝u01－u02，与输入调频信号 中携带的调制信号呈比例。
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。
uo
0
Δf
Δ fmax
1）Δf ＝f－fC＝0时，调频信号的瞬时频率f=调频信号的中心频率 （载频）fC，对应的鉴频输出电压uo＝0；
3. 比例鉴频器 互感耦合相位鉴频器不具有自限幅能力，为了抑制寄生调
幅的影响，要求前级中放有限幅器。限幅器要求有较大的输入 信号，这就导致鉴频器前中放、限幅级数的增加，对那些要求 简化线路、缩小体积、降低成本的一般调频广播接收机是不希 望的。
比例鉴频器就是一种类似于互感耦合相位鉴频器，而又有自 动限幅能力的鉴频器，如下图所示电路。
§7-7 鉴频器与鉴相器
学习要点： •了解鉴频特性曲线的含义 •鉴频电路的工作原理 •鉴相器的应用：琐相环
鉴频器与鉴相器
7-７-1 概述 7-７-2 鉴频电路 7-７-３ 鉴相电路
退出
——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
CC
VD1
A
+
u1 -
C
1
ห้องสมุดไป่ตู้
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=
12E0
uo2uo1 uo2uo1
1 2
E0 1
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
谐振回路L1C1和L2C2分别调谐在调频信号的中心频率fC上， 当调频信号的频偏不超过谐振回路的通频带时，通过互感耦合回 路的耦合，得到与输入调频信号u1同频但有附加相移的调频-调相 信号u2。调频信号u1通过CC的耦合，加到扼流圈L3上，与经互感 耦合的电压u2线性叠加，其叠加结果产生调频-调相-调幅波，将 此信号送入包络检波器，取出包络，经差动输出，即上、下两个 包络检波器将直流分量抵消，交流成分加倍，从而完成对调频信 号的解调,得到调制信号uo。
3.
其定义为
gD
=
du o df
f 0
要求鉴频器单位频偏所产生的输出电压要大。
2．最大鉴频带宽——指鉴频器近似线性地解调调频信号时所允许 的最大频偏范围。在上面鉴频特性曲线中， 是指uo轴左、右两个峰值之间所对应的频偏 范围，即。此范围应大于输入调频信号最大 频偏的摆动范围2Δfm，即
Bmax 2fmax 2f m