五、调频接收电路

调频广播的基本概念与特点

1. 基本概念

（1）调频波:是指用音频信号去调制高频载波的频率，使高频载波的频率随音频信号的变化而变化，高频载波的幅度不变。

（2）频偏(Δƒ):是指调频波的瞬时频率ƒ与原高频载波频率ƒ0之差，即Δƒ＝ƒ ƒ0。调频广播允许的最大频偏为Δƒm= ±75kHz。

（3）调制度(m):是指调制信号振幅变化引起的频偏Δƒ与最大的频偏Δƒm的百分比，即：调制度（m）＝Δƒ／Δƒm×100%。

（4）频带宽度(B)。当音频信号的频率为F，最大频偏为Δƒm时，调频波的有效带宽为B＝2（Δƒm + F）。在调频广播中，频带宽度B为180kHz。

（5）频率范围和传输特性。

1）频率范围：87～108MHz。

2）传播特性：调频广播采用超短波，所以只能在地球表面沿直线传播。调频广播传播距离较近，一般在50km左右。

2. 调频广播的特点

调频广播有以下几个特点。

（1）频带宽，音质好，动态范围大。

调频广播电台间隔为200kHz，音频频率范围可达30 Hz～15kHz，能够很好地反映节目源的真实情况。

（2）信噪比高，抗干扰能力强。

由于调频广播的调制方式和限幅器、预加重、去加重等措施，使调频广播比调幅广播具有较高的信噪比，从而增强了抗干扰能力。

（3）解决电台拥挤问题。

调频广播在超短波频段，传播半径只有50km左右，因此本地电台与外地电台不会引起干扰，从而解决了广播电台频率拥挤的问题。

调频头电路

1．调频头电路的作用与要求

（1）作用：1）选择电台；2）高频放大；3）变换载波频率。

（2）要求：1）良好的选择性和较高的传输系数；2）正确的覆盖范围和较小的

噪声系数；3）一定的增益和较大动态范围；4）能防止本振信号向外辐射。

2. 调频头电路组成：调频头电路由天线、输入回路、高频放大器、混频器和本机振荡器组成。其电路框图如图所示。

3.调频头电路工作原理

（1）输入回路

1）固定调谐式输入回路。通常用于普通的调频接收机中，由LC电路或陶瓷滤波器构成一个88～108MHz带通滤波器（BPF）。

2）机械调谐式输入回路。用于高档调频接收机中，由可变电容器来构成LC谐振回路，使其与所要接收的电台频率发生谐振。

3）电调谐式输入回路。用于高档数字调谐器中，是利用变容二极管的结电容随外加电压的大小而变化的特性来替代机械式的可变电容器，进行谐振回路的调谐。电调谐式调谐器具有体积小、重量轻、可靠性好、宜实现自动控制等优点。（2）高频放大电路。调频接收机中都设有高频放大电路。高频放大电路是一个高频调谐放大器，它可以对输入回路选出的信号进行放大和进一步选频，以提高整机的增益和信噪比。

（3）变频级电路及AFC电路。变频级电路由本机振荡与混频电路组成，其基本原理与调幅机相同。但由于调频本振频率较高，故本振电路一般采用电容三点式，变频后得到的中频信号频率为10.7MHz。

（4） AFC电路。自动频率控制（AFC）电路是利用鉴频输出信号的直流电压来控制本机振荡器，以保证本频率稳定。

4．典型调频头电路分析

由TA7335P集成电路构成的典型调频头电路如下图所示。

调频中放电路

1．调频中放电路的作用与要求

（1）作用：1）进一步选择中频；2）对中频信号进限幅放大。

（2）要求：1）较高的增益和良好的选择性、稳定性；2）较宽的频带和良好的限幅特性。

2．集成中放电路

TA7640AP为常用的集成中放电路，具有调频中放、移相乘积鉴频、AFC驱动和调谐指示电路等。调幅部分包括变频、中放、检波和AGC电路、调频中放共有六级，均采用差动放大器，并在第四级和第三级之间加入负反馈电路。电路的稳定性很高，增益可达60～80 dB。

3．限幅电路

限幅器的作用是切除输入信号的幅度变化，提供一个恒幅的输出，即将混有幅度干扰的调频信号变为一个等幅调频波。

集成放大电路中通常采用恒流源差分限幅器电路。如图所示。

为恒流源，VD与R构成VT3的恒流偏置电路，流过VT3的电流I0为图中VT

3

恒定电流。

由于I0=I1+I2，故只要该电路的输入信号足够大（中放电路有足够的增益），就能具有良好的限幅特性。

鉴频器

1．鉴频器的作用与要求

鉴频器也叫频率检波器或调频检波器，鉴频是调频的逆过程。

（1）作用：从10.7MHz的中频调频波中取出音频信号（接收立体声广播时，解调出立体声复合信号）。

（2）要求：主要有4点：

1）要有线性鉴频特性；

2）鉴频灵敏度要高；

3）通频带要足够宽（要求鉴频器有300kHz的带宽）；

4）对寄生调幅要有一定的抑制能力。

2．鉴频器的结构与原理

鉴频器的种类：在集成电路中，鉴频器常用移相乘积型鉴频器、脉冲计数式鉴频器和锁相环鉴频器。

（l）移相乘积型鉴频器。

1）组成：

移相乘积鉴频器又称为正交相位鉴频器，其电路的结构是由限幅器、移相器、乘法器和低通滤波器组成，电路如图所示。

移相器是将频率的变化转换为相位的变化；

乘法器是将两个相位差变化的输入的信号进行乘法处理；

低通滤波器是将乘法器输出的和频分量进行滤除。

2）原理：限幅后的中频信号U１分成两路，一路直接送到乘法器，另一路经过移相器后形成调频移相信号U2后也被送入乘法器。这样使U1，U2两路信号的相位产生差异。相位差Δφ与信号的频偏Δƒ成比例，从而使输入信号的频偏变化成为U1，U2相位差的变化。在乘法器中，U1与U2相乘后得到输出信号U out，这时输出脉冲信号的占空比也随相位差异而变化，这种变化经低通滤波器平滑后的平均值反映出来，最终将频偏变化为信号的幅度变化，实现了鉴频作用。3）鉴频特性曲线：鉴频特性曲线是指鉴频器的输出信号的大小随输入信号的频偏变化的关系曲线，通常称为S形鉴频特性曲线，如下图所示。

S曲线斜率越大，则输出信号幅值越大，鉴频器效率也越高。