频波斜率鉴频电路设计

北方民族大学课程设计报告

院（部、中心）电气信息工程学院

姓名马福广学号 20090444 专业通信工程班级 09级2班

课程名称通信电路课程设计

设计题目名称 1.5MHz频波斜率鉴频电路设计

起止时间2011.12.19——2011.12.23

成绩

指导教师签名

北方民族大学教务处制

摘要

鉴频器使输出电压和输入信号频率相对应的电路。按用途可分为两类。第一类用于调频信号的解调。常见的有斜率鉴频器、相位鉴频器、比例鉴频器等，对这类电路的要求主要是非线性失真小，噪声门限低。第二类用于频率误差测量，如用在自动频率控制环路中产生误差信号的鉴频器。对这类电路的零点漂移限制较严，对非线性失真和噪声门限则要求不高。

实现调频信号解调的鉴频电路可分为三类，第一类是调频—调幅调频变换型。这种类型是先通过线性网络把等幅调频波变换成振幅与调频波瞬时频率成正比的调幅调频波，然后用振幅检波器进行振幅检波。第二类是相移乘法鉴频型。这种类型是将调频波经过移相电路变成调相调频波，其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化成线性关系，然后将调相调频波与原调频波进行相位比较，通过低通滤波器取出解调信号。因为相位比较器通常用乘法器组成，所以称为相移乘法鉴频。第三类是脉冲均值型。这种类型是把调频信号通过过零比较器变换成重复频率与调频信号瞬时频率相同的单极性等幅脉冲序列，然后通过低通滤波器取出脉冲序列的平均值，这就恢复出与瞬时频率变化成正比的信号。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，在分析或实验时，常以低频正弦波为代表。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。率鉴频器：其中，晶体管和LC回路实质上是一个调谐放大器，但回路的谐振频率f0与已调频信号的中心频率fc是失谐的。一旦已调频信号的瞬时频率发生变化,放大器就输出一个与之相对应的调幅-调频波。经二极管检波处理，即可在负载RL上得到与原调制信号变化规律相同的输出。斜率鉴频器的电路比较简单，但回路失谐时其谐振特性曲线不是直线，因而鉴频特性的线性较差。

关键词：

中心频率频偏输入信号

一.课程设计题目

调频波斜率鉴频电路设计

二、课程设计的目的、意义

过课程设计的实践学习，可很好地理解《通信电子线路》课程中所涉及到的基本内容、基本概念、基本电路结构与原理、基本分析方法与简单的计算方法。培养学生设计通信电子线路和解决实际问题的能力。这次课程设计主要以仿真形式进行，使学生基本学会一种优秀的电子电路仿真软件。

三、课程设计电路的要求

中心频率1.5MHz，频偏40KHz，输入信号不大于1V，负载电阻300欧，输出信号大于3V

四、课程设计电路的设计

五、课程设计电路的工作原理

1. 为了获得较好的线性鉴频特性以减小失真，并适用于解调较大频偏的调制信号，采用由两个特性完全相同的单失谐回路对称组成的双失谐回路斜率鉴频器，其原理电路如下图所示。

由上图可知，它共有三个谐振回路，初级回路I 调谐于调频信号的中心频率c f ，01f =c f ，

次级的两个回路II 和III 分别调谐于02f 和03f 两频率，02f >c f ，03f

0203c c f f f f -=-

因此此电路叫做双失谐回路鉴频器或平衡鉴频器。调频信号在回路两端产生的电压1u 和2u 的幅度分别以1U 和2U 表示。假设图中两个二极管检波器参数一致，（1212C =C R =R ，，1D 和2D 参数一样）。1U 和2U 分别经二极管检波器得到输出电压o1U 和o2U ，由于次级回路线圈与1D 和2D 接法相反，所以o1U 和o2U 是反相的，合成输出电压o o1o2U =U U -，当输入调频信号的频率由c f 向升高的方向偏离时，谐振回路II 输出电压大，而回路III 输出电压小，则检波后o1o2U

o o1o2U =U U -<0。当输入调频信号的频率由c f 向降低的方向偏离时，谐振回路II 输出电压小，而回路III 输出电压大，则检波后o1o2U >U ，则o o 1o 2U =U U ->0。可以粗略的认为两个检波器传输系数都近于1，可以得出o 12U U U ≈-。也就是说，

o U 随频率改变的规律应与12U U -随频率改变的规律一致。将1U 和2U 两曲线相减，就可以得出双失谐回路鉴频器的鉴频特性曲线，不仅可以完成鉴频作用，而且鉴频特性的直线性和直线性工作范围都比单失谐回路的振幅鉴频器有显著改善。这是因为，当一边鉴频输出波形有失真，例如正半周大，负半周小时，对称的另一边鉴频输出波形也必定有失真，但却是正半周小，负半周大，因而相互抵消。

双失谐回路鉴频器的鉴频特性

2.二极管包络检波器的原理分析

0max 1

L a

R C f 模块二为将调频、调幅波检波，解调出原调制信号的二极管包络检波器，电路图如下图所示。二极管包络检波器是利用二极管的单向导电性和检波器的负载

L R C 的充放电过程实现检波，所以L R C 时间常数的选择很重要，L R C 时间常数过大会产生惰性失真；L R C 常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足：

式中。a m 为调制度，0f 为载波频率，max Ω为调制信号角频率的最大值。 此电路中检波器用于大信号状态，输入信号电压要大于0.5V ，通常在1V 左右。检波过程就是信号源通过二极管给电容充电与电容对电阻R 放电的交替重复过程

图中回路B 和C 的连接点与检波电容中点一起接地，由于接地点的改变，输出信号o U 从检波电阻的中点输出，此时o U 不再由两检波器输出电压之差决定，而由两检波器电流1I 和2I 之差决定，为了得到电流之差，所以图中把下面的二极管反接过来，这也为空载时构成了检波直流通路。

图3-6 二极管包络检波电路