Chapter 8调角信号解调-111128

§8.2 鉴相器
鉴相电路通常可分为模拟电路型和数字电路型两大类。而在集 成电路系统中，常用的电路有乘积型鉴相和门电路鉴相。 鉴相器除了用于解调调相波外，还可构成移相鉴频电路。在锁 相环路中作为主要组成部分得到了广泛的应用。
一、乘积型鉴相电路
1.思路： 设：调相波
u1=U1m cos[ωct + φ 1(t)]
2.电路结构：
u1 模拟乘法器
u2
ku1u2
低通滤波
uo
其中：u1=U1m cos[ωct + φ 1(t)] u2=U2msin [ωct]
§8.3鉴频器
*鉴频电路分类（可分为三类）： ①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。 ②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。
③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等的单极性等幅等宽脉冲序列，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—调幅调频变换型：
思路：
uFM 变换电路
uFM―uFM-AM
uFM-PM
包 络 鉴相器 检波器
uo
频 — 幅 变换方法之一：
３.说明下图电路功能，以及应具备的条件。
作业： ① 8-2 ② 8-8 ③ 8-9
经低通滤波器滤除第二项高频成分，在负载RL上可得输出电压为:
1 1 uo o mU 1mUU 2 mU L m RL 1 (t 1 (t ) u K K 1m R2 sin sin ) 2 2
1 uo K mU 1m U 2 m RL sin 1 (t ) 2 φ1< ±30°时,sinφ1≈φ1。正弦形鉴相特性近于直线
Ua
ui
Ub b
+
UD2
RL
U ab
( ) Es I2 1 1 jMI 1 1 j M U 1 M U 1e 2 j C 2 j C 2 Z 2 e j C 2 Z 2 e jC 2 Z 2 e jL1 C 2 Z 2 L1
U ab 2
U ab 2
2

o
U02
t


2
(

2
U0
)
(
o
t t

2
)
U ab 2
o
U ab 2
U ab 2
四、比例鉴频器
相位鉴频器的输出电压除了与输入电压的瞬时频率有关外，还与输入电压的振幅有 关。而在实际工作中，调频信号通过传输很难保证是理想的等幅波，特别是寄生调幅的 干扰分量。当输入uFM不为等幅波时，将会带入干扰。解决方法：
脉冲计数式鉴频器的优点是线性好，频带宽，易于集成化。一般能工作 在10MHz左右，是一种应用较广泛的鉴频器。
鉴相器
u1
模拟乘法器 u2
电路复习
其中：u1=U1m cos[ωct + φ 1(t)]
ku1u2
低通滤波
uo
鉴频器
u2=U2msin [ωct] 1 uo K mU 1m U 2 m RL 1 ( t ) 2
解 调
F
fs
低 频 放 大
F
低 频 功 放
F
本地振荡
§8.1 概述
一、调角信号的解调电路的功能
调角信号解调电路的功能是从调角波中取出原调制信号。 调相波解调电路又称为鉴相器.是从调相波中取出原调制信号，即输出电压 与输入信号的瞬时相位偏移成正比。 调频波解调电路又称为鉴频器，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。
+ ic(ωct ) L C
U i
工作区(线性区)
－
0 f c f 0
f
一、单回路斜率鉴频器
1.电路结构：
U i
工作区(线性区) U i 工作区(线性区)
uFM→ uFM-AM
uFM-AM → uΩ
0
f c
f 0
f
0
uFM t
f 0
f c
f
u
FM
f0
u
(fc)
i
U o
t ui o ui
t
o
2.. + U - 1
UD1
RL
Ua
Ub
+
UD2
RL
3.相移乘法鉴频器：
u FM
移相器
b
+ + uo1 C - uo uo2 C + -
uFM-PM
乘法器
uFM-AM
低通滤波
uo
4.脉冲均值型鉴频器：
思考题：
1.如图所示斜率鉴频方法正确的是
uF M
。
uo uF M
频率—振幅 uF M- P M 变换电路 变 换 （a）
调频波 u1 经移相器产生调相调频波 u2 为
在u1和u2 均为小信号的条件下，乘法器的输出电流为
经低通滤波后，在RL上得到电压为
脉冲均值型鉴频器（脉冲计数式鉴频器）：
思路： 将调频信号瞬时频率的变化，直接表现为单位时间内调频信号过零
值点的疏密变化(如图)，若以正过零点触发产生一个单极性矩形脉冲，这样 就把原始调频信号转换成了重复频幅为率与调频信号的瞬时频率相同的单向 矩形脉冲序列。单位时间内矩形脉冲的数目就反映了调频波的瞬时频率。 该脉冲序列的平均值能直接反映单位时间内矩形脉冲的数目。脉冲个数 越多，平均分量越大，脉冲个数越少，平均分量越小。因此实际应用时，只 需用一个低通滤波器取出这一反映单位时间内脉冲个数的平均分量，就能实 现鉴频。
鉴相器
包 络 检波器
频率—振幅 uF M- P M 变换电路 变 换 （b ）
鉴相器
低 通 滤波器
uo
uF M
频率—相位 uF M- P M 变换电路 变 换 （c）
鉴相器
包 络 检波器
uo
uF M
频率—相位 uF M- P M 变换电路 变 换 （d ）
鉴相器
低 通 滤波器
uo
2.说明下图电路功能，以及应具备的条件。
f01 u1 + + U o1 Uo U o2 + -
1.调频—调幅调频变换型：
uFM→ uFMAM
f0=fc uFM-AM → uΩ uFM
u FM (fc)
f0
ui
Uo
f02
Co + . C1 U1 L1 Ec M L2 + . I2 + . U2 C2 2 + . U2 2 -
u2
2.相位鉴频器
o o
t
t
t
二、双失谐回路鉴频器
f0=fc f
01
+
+
uFM
u 1
u FM u 2 f
U o1 U o2 +
Uo
t
U01
-
02
(a)
o U02 o U0
t
t
Uo Uo1 Uo2
t
f02
fc
f01
f
o
实用电路
o
uAF1 t
uAF2
o u01 o u02 o u0= u01 + u02 o t t
t
t
三、相位鉴频器
频—幅 变换方法之二：
u FM
频相变换
u FM-PM
u FM-AM
相幅变换 包络检波
uo
电路组成
放 大
频相转换
相幅转换
包络检波
Co + . C1 U1 L1 Ec M L2 + . . I2 + . U2 C2 2 + . U2 2 -
a
+ L3 . + U - 1
UD1 RL + + uo1 C - uo uo2 C + -
相移乘法鉴频器：
思路：
u FM
移相器
u FM-PM
乘法器
u FM-AM
低通滤波
uo
移相器电路
其中：
+ C 1
频率特性：
uc(ωct )
L
C2
R
－
当 时：
∴产生调相调频波
f fo
乘法器输出： 设原调制信号为 u (t ) Um cost
输入调频波为 u1 U1m cos[ c t m f sint ] u2 U1m cos[ c t m f sint ( )]
①加一级限幅放大器 u FM
限幅放大 相为鉴频
uo
②采用比例鉴频器
M
+ us u1 C2 C1 L1 L2
a
+ u2
VD1 +
A a
+ C3 C4 uo -e + R2 R1 +
C6 C0 E 10μF -
-d + VD2
-
b
EC
B b
RL
比例鉴频器电路
特点： 0 1.a’b’两端并接一个大电容量C0， 使 τ = RC0 ≈ .1S 2.VD2与相位签频器的接法方向相反,使检波输出为： 3.负载接法不同
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