调频波解调电路
射频通信电路- 调制与解调电路
2020/7/28
Information&Communication Engineering Dept. XJTU
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9·1 调制与解调器
1、平衡调制器电路
vD1 vc vW , iD1 gD (vc vW )s(wct)
R
C
vo
设输入信号（普通调幅波AM信号）
vi (t) Vim (1 ma cos Wt) coswct
RC滤波器的取值原则一般为：
➢ RC>>1/wc，以保证电容C对高频载波近似短路，
滤除输出信号的高频部分； ➢ RC<1/Wmax，保证低频调制信号可以通过RC低通 滤波器。
2020/7/28
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9·2 包络检波电路
把二极管用折线特性逼近，并考虑到平均直流偏压Vo对 二极管构成的负偏压，可以得到：
i
gD 0
(vD
VD
)
vD VD vD 0
vD vi Vo Vim coswct Vo i gD (Vim coswct Vo VD )
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9·2 包络检波电路
输入信号vi(t)是一普通调幅波AM信号:
vi (t) Vim (1 ma cos Wt) coswct iD (t) a0 a1Vim (1 ma cos Wt) coswct
电路基础原理模拟信号的调频与解调频
电路基础原理模拟信号的调频与解调频在电路领域中，模拟信号的调频与解调频是非常重要的概念。
调频（Frequency Modulation, FM）可以理解为改变信号的频率，而解调频（Demodulation）则是将调频后的信号恢复成原始信号。
本文将介绍一些关于电路基础原理中模拟信号调频与解调频的基本知识。
一、调频调频是一种通过改变信号的频率来传输数据的方法，其基本原理是在信号中添加一个载波信号，使得信号的频率随着载波的频率的变化而改变。
调频可以实现更好的抗干扰能力和更高的传输质量。
首先，我们需要了解AM调制（Amplitude Modulation）和PM调制（Phase Modulation）这两种调制方式。
AM调制是通过改变信号的幅度来传输信息，而PM调制则是通过改变信号的相位来传输信息。
这两种调制方式不同于FM调制，它们都是通过改变信号的幅度或相位来实现数据传输。
调频，则是通过改变信号的频率来传输信息。
在调频中，信号会与一个高频的载波信号进行混合。
在混合过程中，如果信号的幅度较大，则信号的频率将上升，如果信号的幅度较小，则信号的频率将下降。
这样，我们就可以将信息通过信号频率的变化来传输了。
调频具有较好的抗噪声能力，适用于高质量的音频和视频传输。
二、解调频解调频是将调频后的信号恢复为原始信号的过程。
解调频的方法有很多种，其中最常见的是相干解调法。
相干解调法是通过与一个已知频率和相位的参考信号进行比较，来恢复调频信号中的原始信息。
在相干解调法中，我们需要使用一个称为鉴频器（Discriminator）的电路来实现解调。
鉴频器会将经过混频的信号与参考信号进行比较，从而得到原始信号的频率和相位信息。
在解调过程中，我们还需要使用一个称为低通滤波器（Low Pass Filter）的电路来去除高频成分。
因为解调后的信号中会存在由载波信号引入的高频分量，所以低通滤波器可以将这些高频分量去除，得到干净的原始信号。
高频电路原理和分析课件第7章_频率调制和解调
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 7.6 调频收发信机及附属电路 7.7 调频多重广播
第7章 角度调制与解调
概述
在无线通信中，频率调制和相位调制是又一类重要的 调制方式。
1、频率调制又称调频(FM)——模拟信号调制，它是使 高频振荡信号的频率按调制信号的规律变化(瞬时频率变化 的大小与调制信号成线性关系)，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。
些边频对称地分布在载频两边，其幅度取决于调制指数mf ；
(2) 由于mf=Δ ωm/Ω=Δ fm/F，且Δ ωm=kfUΩ，因此调制指 数mf既取决于最大频偏，又取决于调制信号频率F。 (3) 由于相邻两根谱线的间隔为调制信号频率，因此调制信 号频率越大，谱线间隔越大，在相同的调制指数mf时，最 大频偏也越大。
（7-3）
第7章 角度调制与解调
式中， m
m f 为调频指数。FM波的表示式为
u F M ( t ) U C c o s (c t m fs i n t ) R e [ U C e j e t e j m fs i n t ]
(7-4)
图7-1画出了频率调制过程中调制信号、调频信号及 相应的瞬时频率和瞬时相位波形。
J
2 n
(mf
)
1
n
PFM
1 2RL
Uc2
Pc
（7-14） （7-15）
第7章 角度调制与解调
(7-15)式说明，调频波的平均功率与未调载波的平均 功率相等。当调制指数mf由零增加时，已调制的载波功 率下降，而分散给其他边频分量。这就是说，调频的过 程就是进行功率的重新分配，而总功率不变，即调频器 可以看作是一个功率分配器。
高频电子线路第五章3
sinΩ(t−τ0)≈ sinΩt− cosΩtΩτ0 − ≈ −
(3) 脉冲计数式鉴频器 调频波通过非线性变换网络变成调频等宽脉冲序列。 非线性变换网络变成调频等宽脉冲序列 ① 调频波通过非线性变换网络变成调频等宽脉冲序列。 由低通滤波器输出反映平均分量变化的解调电压。 ② 由低通滤波器输出反映平均分量变化的解调电压。
调频电压→ 调频方波→ 微分脉冲→ 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 调频方波→
A( jω ) = A(ω )e jφ A (ω )
1．等幅调频波通过理想微分网络的响应特性 ．等幅调频波通过理想微分网络的响应特性 理想微分网络 一个理想的微分网络， 一个理想的微分网络，其频率特性 A(jω) = jA0ω 幅频特性： A(ω ) = A0ω ω > 0 幅频特性：线性 π 相频特性： ω > 0 相频特性：恒值 ϕ A (ω ) = 2 它的输出响应( 它的输出响应(由5-3-5)为 ) v2(t) = F−1 [F 1(jω)A(jω)] = F −1 [jA0ωF1(jω)] 利用付里叶变换的微分特性
(2) 相位鉴频器 将输入调频波通过具有合适频率特性的线性网络， 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 相移按照瞬时频率的规律变化 输出调频波的附加相移按照瞬时频率的规律变化 。 相位检波器将它与输入调频波的瞬时相位进行比较 将它与输入调频波的瞬时相位进行比较， 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。 检出反映附加相移变化的解调电压。
第四章调制解调电路
第四章调制解调电路第四章信号调制解调电路第⼀节调制解调的功⽤与类型1、什么是信号调制？调制就是⽤⼀个信号（称为调制信号）去控制另⼀个做为载体的信号（称为载波信号），让后者的某⼀特征参数按前者变化。
2、什么是解调？在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放⼤等处理后，还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这⼀过程称为解调。
3、在测控系统中为什么要采⽤信号调制？在测控系统中，进⼊测控电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。
⽽传感器的输出信号⼀般⼜很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测控电路的⼀项重要任务。
为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋予⼀定特征，这就是调制的主要功⽤。
4、在测控系统中常⽤的调制⽅法有哪⼏种？在信号调制中常以⼀个⾼频正弦信号作为载波信号。
⼀个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进⾏调制，分别称为调幅、调频和调相。
也可以⽤脉冲信号作载波信号。
可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常⽤的是对脉冲的宽度进⾏调制，称为脉冲调宽。
5、什么是调制信号、载波信号、已调信号？调制是给测量信号赋予⼀定特征，这个特征由作为载体的信号提供。
常以⼀个⾼频正弦信号或脉冲信号作为载体，这个载体称为载波信号。
⽤来改变载波信号的某⼀参数，如幅值、频率、相位的信号称为调制信号。
在测控系统中，通常就⽤测量信号作调制信号。
经过调制的载波信号叫已调信号。
第⼆节调幅式测量电路⼀、调幅原理与⽅法（⼀）1、什么是调幅？写出调幅信号的数学表达式，画出其波形。
调幅就是⽤调制信号x去控制⾼频载波信号的幅值。
常⽤的是线性调幅，即让调幅信号的幅值按调制信号x的线性函数变化。
调幅信号的⼀般表达式可写为：u s=(U m+mx)cos wcta)调制信号b)载波信号c)双边带调幅信号2、何谓双边带调幅？写出其数学表达式，画出波形假设调制信号x是⾓频率为Ω的余弦信号x=X mcosΩt，由式（3-1）调幅信号可写为：u s=U mcosωc t+ [mX mcos(ωc+Ω)t + mX mcos(ωc-Ω)t]/2它包含三个不同频率的信号: ⾓频率为ωc的载波信号和⾓频率分别为ωc±Ω的上下边频信号。
幅度调制与解调电路
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4. 4混频器
4.互调干扰(互调失真) 互调干扰是指两个或多个干扰信号同时作用在混频器输入端.经
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4. 4混频器
2.外来干扰与本振的组合频率干扰(副波道干扰) 这种干扰是指在混频器输入回路选择性不好的条件下.外来强干
扰信号进入了混频器。这些干扰信号与本振信号同样也会形成接近中 频的组合频率干扰。 3.交叉调制干扰(交调失真)
如果接收机前端电路的选择性不够好.使有用信号与干扰信号同 时加到接收机输入端.而且这两种信号都是受音频调制的.就会出现交 叉调制干扰现象。这种现象就是当接收机调谐在有用信号的频率上时. 干扰电台的调制信号也能听得清楚.而当接收机的有用信号消失时.干 扰也消失。
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4. 3幅度解调电路
4.负峰切割失真 为把检波器的输出电压藕合到下一级电路.需要有一个容量较大
的电容C与下级电路相连。下级电路的输入电阻作为检波器的负载.电 路如图4-23(a)所示。负峰切割失真指藕合电容公通过电阻R放电.对二 极管引入一个附加偏置电压.导致二极管截止而引入的失真。失真波 形如图4-23(b)、图4-23(c)所示。
可得实现普通调幅的电路模型如图4-4所示.关键在于用模拟乘法 器实现调制信号与载波的相乘。
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4.1概述
2.双边带调幅(DSB) 1)双边带调幅信号数学表达式
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4.1概述
2)双边带调幅信号波形与频谱 图4-5所示为双边带调幅信号的波形与频谱图。双边带信号的包
调频解调电路工作原理
调频解调电路工作原理
调频解调电路工作原理：
调频解调电路是一种用于将调频信号还原为原来的频率信号的电路。
其工作原理基于调频信号的特点，即频率会随着信号中的信息内容而变化。
调频信号可以表示为：fm(t) = Ac * cos(2π * (fc + kf * m(t)) * t)，其中fm(t)为调频信号，Ac为载波幅度，fc为载波频率，kf为
调制系数，m(t)为调制信号。
调频解调电路主要包括两个部分：解调器和滤波器。
解调器的作用是提取调频信号中的调制信号，一般采用频率鉴频器或相干解调器来完成。
频率鉴频器通过与载波频率同步，将调频信号的频率变化转换为振幅变化，然后通过一个包络检波器来提取调制信号。
相干解调器则通过与载波信号相干检波的方式，将调频信号还原为基带信号。
滤波器的作用是去除解调过程中产生的干扰，保留所需的调制信号。
解调过程中可能会引入一些高频噪声或者其他信号，需要使用滤波器将它们滤除，只保留所需的调制信号。
通过解调器和滤波器的协同工作，调频解调电路可以将调频信号还原为原来的频率信号，从而实现对调频信号的解调。
cd4046构成的fsk调制解调电路
cd4046构成的fsk调制解调电路全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：CD4046是一种集成电路，常用于FSK调制和解调电路中。
FSK （Frequency Shift Keying）调制技术是一种数字调制技术，通过改变信号的频率来携带数字信息。
在通信系统中，FSK调制技术被广泛应用于数据传输和调频调制解调。
本文将详细介绍CD4046构成的FSK 调制解调电路的原理和应用。
一、CD4046简介CD4046是一种集成数字数字锁相环PLL（Phase Locked Loop）电路，由德州仪器公司生产。
它由一个相位比较器、一个VCO （Voltage Controlled Oscillator）和一个低通滤波器组成。
CD4046可以将输入信号的频率与VCO的频率进行比较，并自动调节VCO的频率，使得输入信号与VCO的频率同步。
这种锁相环的原理可以用于FSK调制和解调电路中。
二、FSK调制解调电路原理1. FSK调制原理：在FSK调制中，输入的数字信号被转换成两种不同频率的信号，并分别控制两个不同频率的载波信号。
这两种载波信号通过一个开关切换器，使得输出信号在两种频率之间切换，从而携带数字信息。
2. FSK解调原理：在FSK解调中，接收到的信号经过解调器解调，得到两种不同频率的信号。
这两种信号再经过一个比较器比较，得到解调后的数字信号。
CD4046通过其内部的相位比较器和VCO实现了FSK调制解调电路。
其电路连接如下：1. 输入信号经过一个低通滤波器，去除噪声和高频成分，然后输入到CD4046的相位比较器。
2. CD4046的VCO的频率由输入信号的频率控制，当输入信号的频率高于VCO的频率时，VCO的频率会增加；反之，当输入信号的频率低于VCO的频率时，VCO的频率会减小。
3. CD4046的输出信号通过一个比较器进行信号处理，得到FSK调制或解调后的数字信号。
1. 数据传输：FSK调制技术可以将数字信号转换成模拟信号进行传输，提高数据传输效率和可靠性。
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图5.6.9 晶体管限幅器电路
图5.6.10 谐振功率放大器的限幅特性
3、差分对管限幅器 差分对管限幅器由单端输入——单端输出的差分放 大器组成，如图5.6.11（a）所示，其电流传输特性如 图（b）所示。显然具有明显的双向限幅的作用。
图5.6.11 差分对管限幅器 （a） 限幅电路 （b） 限幅特性
选用截止频率 fT (5 : 10) fc 的晶体管，限幅二极管对
D1、D2 并联反接在回路两端，是一个零偏二极管限幅
器，当信号电平小于
0.5 V时，二极管基本
不导通，对回路影响
很小，但当信号电压
大于0.5V时，二极管
导通，信号被二极管
旁路，所以输出电压 被限制在峰一峰值
图5.6.8 150 MHz晶体管调频接收机中的限幅器
3、脉冲计数式鉴频器（Pulse Count Discriminator）
这种方法的实现模型如图5.6.4所示。
（脉冲计数式 鉴频器动画）
脉冲计数式鉴频器是先将输入调频波通过具有合适特 性的非线性变换网络，将它变换为调频等宽脉冲序列。 由于该等宽脉冲序列含有反映瞬时频率变化的平均分量， 因而，通过低通滤波器就能输出反映平均分量变化的解 调电压。也可将该调频等宽脉冲序列直接通过脉冲计数 器得到反映瞬时频率变化的解调电压。
Vp p 1V 上。
2、晶体管限幅器 晶体管限幅器电路如图 5.6.9所示，从形式上看， 它和一般调谐放大器没有什 么区别，只是作为限幅使用， 工作点的设计应使放大器的 线性范围小，使得调频信号 正半周时的寄生调幅部分进 入饱和区。而负半周时的寄 生调幅部分进入截止区，从 而消除寄生调幅。如图 5.6.10中负载线Ⅱ所示。
当输入调频信号
s 的振幅Vsm大于门限
电压 Vth时，输出电流
iC 2 波形的上、下端被
削平，此后 Vsm 继续增
大，iC 2 则是趋近于恒定
幅度的方波，因而其中包含的基波分量振幅也基本恒 定。通过谐振于基频的LC并联谐振回路，可在输出端 得到已限幅的调频波。
5.6.2 斜率鉴频器
一．失谐回路斜率鉴频器 1、单失谐回路斜率鉴频器原理
这种鉴频方法有多种实现电路，为 了便于了解这种方法的基本工作原 理，图5.6.5示出了一个实例，包括 其组成方框［图（a）］和相应的波 形[图（b）～图（f）]。
4、锁相鉴频器 锁相鉴频器是利用锁相环路实现鉴频。这种方法将 在第6章中讨论。
四、限幅器 限幅器的作用是将输入信号的振幅变化去掉，得到等 幅信号的一种非线性电路。限幅器的限幅特性可以用其 输入电压s (t) 和输出电压 o (t)来表示。典型的限幅特性
(V Hz 或 V kHz)
显然，鉴频灵敏度越高，意味着鉴频特性曲线越陡 峭，鉴频能力越强。
三、实现鉴频的方法 实现鉴频的方法很多，但常用的有以下几种：
（调频波解调方法之一二动画）
1、斜率鉴频器（Slope Discriminator） 斜率鉴频的实现模型如图5.6.2所示。
先将输入调频波FM (t) 通过具有合适频率特性
的线性网络，经变换后得到调频调幅波，其幅度正比 于输入调频波瞬时频率的变化，然后通过包络检波器 输出反映振幅变化的解调电压。
2、相位鉴频器（Phase Discriminator） 相位鉴频器的实现模型如图5.6.3所示。
先将输入调频波通过具有合适频率特性的线性变 换网络，将调频波变换成调频调相波，其相位的变 化与输入调频波瞬时频率的变化成正比，再经相位 检波器（鉴相器）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。
用是将输入调频波变换为等幅方波。
而斜率鉴频器和
相位鉴频器前接入
的限幅器属于振幅
限幅器，它的作用
是将具有寄生调幅
的调频波变换为等
幅的调频波。如图 5.6.7所示。
图5.6.7 振幅限幅器的作用 （限幅器作用动画）
1、二极管限幅器
二极管限幅器 属于瞬时双向限幅 电路。
图5.6.8所示电路 为150 MHz晶体管 调频接收机中的限 幅器。信号频率 （中频）fc 2MHz 图5.6.8 150 MHz晶体管调频接收机中的限幅器
就其功能而言，尽管鉴频器的输出 o (t) 是在输入信号 i (t) 作用下产生的，但二者却是截然不同的两种信号， 如图5.6.1(a)所示。
鉴频器将输入调
频波的瞬时频率
f (t)[或频偏 f (t) ]的
图5.6.1 （a）鉴频器的功能
变化变换成了输出电压
o (t) 的变化，将这种变换特性称为鉴频特性。
表明鉴频器实现不失真的解调所允许的频率变化范 围。因此要求
2fmax 应大于输入调频波最大频偏的两倍，即
2fmax 2fm
2fmax 也可以称为鉴频器的带宽。
2．鉴频灵敏度Sd ：在中心频率附近，单位频偏产生
的解调输出电压的大小。
f (t) f（c f (t) 0）附近曲线的斜率Sd Nhomakorabeao
f
f (t) fc
5.6 调频波解调电路
5.6.1概述
一．鉴相器的功能及鉴频特性曲线
从频率（相位）已调波中不失真地还原出原调制 信号的过程，为调频（调相）波的解调过程，称为 频率（相位）检波，简称为鉴频（FM Detector , Discriminator）（鉴相（Fhase Detector））。 它们的任务是把载波频率（或相位）的变化变换成 电压的变化，实现鉴频（鉴相）的电路称为鉴频 （相）器。
曲线如图5.6.6所示。输入电压的幅值超过 Vth 时，限幅 器输出电压o (t)保持VO不变。Vth称为限幅器的限幅门限电 压或限幅灵敏度， 其值越小越好。越 小对前级增益的要 求越低。
图5.6.6 典型的限幅特性曲线
限幅器分为瞬时限幅和振幅限幅两种。 脉冲数字式鉴频器中的限幅属于瞬时限幅器，它的作
用曲线表示为解调输出 电压与输入高频信号瞬 时频率 f (t)[或频偏 f (t)]
之间的关系曲线，称为鉴
频特性曲线。
图5.6.1 （b）鉴频特性曲线 （鉴频特性动画）
在线性解调的理想情况下，此曲线为直线，但
实际上往往有弯曲，呈“S”形，简称“S” 曲线，
如图5.6.1(b）所示。
二、鉴频器的主要指标 1．鉴频线性范围：鉴频线性范围是指鉴频特性曲 线中近似直线段的频率范围，用 2fmax表示。