[工学]西安电子科技大学高频电子线路课件第7章

n
U J (m )cos( n)t
Jn(mf )
C m0
(1)n ( m f )n2m 2
m!(n m)!
nf
c
5
7.1.1
mf增大时的频谱：
调频信号分析
6
7.1.1
1）NBFM
调频信号分析
|Jn (mf ) | ≥0. 1 0.15
nmax m f 1
鉴频器的主要性能指标： （1）鉴频器中心频率 （2）鉴频带宽 （3）线性度 （4）鉴频跨导
鉴频特性曲线：f —uO变换曲线
22
7.4.2
1，振幅鉴频
法 uFM
uFM AM
uO u
鉴频方法
2，相位鉴频法
uFM
uFM PM
uO u
23
7.5.0 基于振幅鉴频法的鉴频
一、微分鉴频器
t
k f 0 f (
)
uO UO[C k f f (t)]
24
7.5.0 基于振幅鉴频法的鉴频
二、斜率鉴频器 1，单失谐
25
7.5.0 基于振幅鉴频法的鉴频
2，双失谐
26
7.5.0 基于相位鉴频法的鉴频
一、乘积型相位鉴频
设

(
f
)

2

tg 1(2Q0
f
/
f0)
，us=Us cos(ωct+ mfsin t )
36
7.5.2
自限幅原理：
比例鉴频器
1 uo 2 ( uc2 uc1 ) U C 1 uc1 / uc2
2 1 uc1 / uc2
37
wk.baidu.com
uuFFMM
(t)
(t)
UUcocso[s[ct ct
kf
k0
f
f t( )d ]
f ( )d ]
0
u
u


uuFFMdMt((t)t dt
)UU[[cc
kf
f (t
kf
)f](stin)][sicnt [kcft
t
0
f ( )td ]
调相：即相位调制（PM），是相位按调制信号的规
律变化，振幅保持不变。调相信号的解调称为鉴相 或相位检波。
调角：调频和调相统称为角度调制，属于频谱的非
线性变换，其抗干扰和噪声的能力较强。
2
7.1.1
kf

m U
m k fU
m
f

k
fU


调频信号分析
u U cos t , uC UC cos c t
=UCucoFMsω(ctt)·coUs(mC fRsine[t)-UJCns(inmωfc)t e·sj(inc(tmnfsitn) ]t )
n

uFM (t) UCC Re[ Jn (mJf )nc(oms(f)ec j(nctn)tt) ]
n
A1m cos t

A2m2
cos2
t

)
c

A2
m2c

A1mc cos t

A2
m2 19 c
co
7.3.1 直接调频电路
二、晶振直接调频电路
f1

f q [1

Cq 2(CL
] C0 )
C
L1
C
11
C
21
C
1 j
C
j

(1
C0 u / U
)
则us’=Us ’cos(ωct+ mfsin t +)
uO' UO' cos(2ct 2mf sin t ) UO' cos[( f )]
f uO UO ( 2Q0 f / fo ) 27
7.5.3 正交鉴频器
实际电路： ——集成正交鉴频器
28
7.5.0 基于相位鉴频法的鉴频
U D2

U 1

U 2 2
uc1 uo1 uc2 uo2
7.5.2 比例鉴频器
比例运算：
uo (i2 i1 )RL
uo

uc2 uc1 R / RL 2
uc2 uc1 2
uo

1 2 ( uc2
uc1
)
UC 2

1 1
uc1 uc1
/ /
uc2 uc2
(t) c k f U cos t
t
(t ) () d 0

ct

k
f U
sin
t
uFM=UC
cos(ωct+
mf
sin
t ) 3
7.1.1
uC
调频信号分析
u
I FM
4
7.1.1 调频信号分析
uFM=UC cos(ωct+ mfsin t )
Bs 2 nmax F 2 (m f 1) F
7

7.1PnP.A1FMMJuF2n2R2M调(L1R(mt)频L fU)信c2 号1 分Pc 析
PFM

1 2RL

U
2 c
n
J
2 n
(m
f
)

J
2 n
(m
f
)

1
n
12
8
7.1.2 PM分析与FM/PM比较
Cj

C0 (1 u / U )
C jQ

C0 (1UQ /
U
)
14
7.3.1 直接调频电路
一、变容二极管直接调频电路
15
7.3.1 直接调频电路
一、变容二极管直接调频电路

1 LC
C Cj

1 LC j
(t)
Cj

(1
C0 u / U
)
uUQ u
u C j (t )
(t)
1 LC j
/2
c (1 m cos t)
2） 2：
18
7.3.1 直接调频电路
C CCC11CCCC1C2122(C1CCCjC2j2m2(C1CcCoj2CsjmQ Ctc)o2CsQCtQ) CQ

1
(t )
LC

c (1

U 2 2
U
D2

U1

U 2 2
uo K d(U D1 UD2 )
32
7.5.1 叠加型相位鉴频电路
uo K d (U D1 UD2 )
1）特性曲线： 2）参 数：
33
7.5.1 叠加型相位鉴频电路
（二） 电容耦合相位鉴频器
34
鉴频分析：
U D1

U 1

U 2 2
调频特性曲线：u——f 变换曲线 12
7.2.2 调频方法
直接调频法：
振荡器与调制器合二为一。这种方法是用调制信号(电压 或电流)直接控制振荡器的振荡频率。
间接调频法
间接调频时，调制器与振荡器是分开的。这种方法先将 调制信号积分，然后对载波进行调相，即可实现调频。
13
7.3.1 直接调频电路
一、变容二极管直接调频电路
二、叠加型相位鉴频
29
7.5.1 叠加型相位鉴频电路
（一）互感耦合相位鉴频器
30
7.5.1 叠加型相位鉴频电路
H ( j ) U 2 / U1
H( j)
U 2 U 1

jA 1 jξ
( ) π tg 1ξ
2
31
7.5.1 叠加型相位鉴频电路
U
D1

U1
kp

m U
m kpU
mp k p U
u U cos t , uC UC cos c t
(t) ct k p U cos t
m kpU
mf

m
或 fm F
B s 2(m p 1)F
非恒定带宽
(t) d(t) / dt c k f U sin t
16
7.3.1 直接调频电路
Cj(t )
C0
(1
UQ u U
)
C j Q (1 m cos t )
1
/2
(t ) LC j c (1 m cos t )
1） =2 ：
(t) c mc cos t u
17
7.3.1 直接调频电路
第7章 角度调制与解调
7.1 角度调制信号分析 7.2 调频器与调频方法 7.3 调 频 电 路 7.4 鉴频器与鉴频方法 7.5 鉴 频 电 路
7.1.0 概 述
调频：即频率调制（FM），是使高频振荡信号的频
率按调制信号的规律变化，而振幅保持恒定的一种 调制方式。调频信号的解调称为鉴频或频率检波。
uPM=UC cos(ωct+ mpsin t )
9
7.1.2 PM分析与FM/PM比较
iC u
i PM


10
7.1.2 PM分析与FM/PM比较
11
7.2.1 调频器
调频器：实现调频的电路或部件称 为调频器。
对调频器的主要要求： （1）调制特性线性度要好 （2）最大频偏满足要求，线性范围大 （3）调制灵敏度要高 （4）载波性能要好
uUQ u
u C j f1
20
7.3.2 间接调频电路
uo Uo cos (c t )
2Q f
f0
f

1 2p

mfo
cos
t
uoUocQosm(cosctt ) u Ω
21
7.4.1 鉴频器
鉴频器：调频波解调电路称为频率检波器或鉴频器(FD)。