1、第七章 角度調(diào)制與解調(diào)電路第七章 角度調(diào)制與解調(diào)電路u主要內(nèi)容主要內(nèi)容概述概述調(diào)角波的基本性質(zhì)調(diào)角波的基本性質(zhì)調(diào)頻方法的概述調(diào)頻方法的概述變?nèi)荻O管調(diào)頻電路變?nèi)荻O管調(diào)頻電路石英晶體振蕩器直接調(diào)頻石英晶體振蕩器直接調(diào)頻調(diào)相電路調(diào)相電路任意正弦波信號：任意正弦波信號： )()()(tCOSUtCOSUtuomooomo 如果利用調(diào)制信號如果利用調(diào)制信號 ( )utU COSt去控制三個參量中的某個，去控制三個參量中的某個， 可產(chǎn)生調(diào)制的作用可產(chǎn)生調(diào)制的作用:Amphitude Modulation AM: )cos1()(tmUtUomom Frequency Modulation FM :)(

2、)(tuktfc Phase Modulation PM: )()(tukttpo 角度調(diào)制角度調(diào)制 AM調(diào)制方式中調(diào)制方式中 AM DSB 屬于頻譜屬于頻譜線性搬移電路線性搬移電路,調(diào)制信號寄生于已調(diào)調(diào)制信號寄生于已調(diào)信號的振幅變化中信號的振幅變化中FMPM 調(diào)制方式中調(diào)制方式中：屬于頻譜的非線性搬移電路屬于頻譜的非線性搬移電路,已調(diào)波為等幅波已調(diào)波為等幅波,調(diào)調(diào)制信息寄生于已調(diào)波的頻率和相位變化中制信息寄生于已調(diào)波的頻率和相位變化中 SSB 其中：其中： oot) t ( 為總相角，為總相角，為振幅，為振幅， o 為角頻率為角頻率 ，o 為初相角為初相角 omU第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第一

3、節(jié)第一節(jié) 概概 述述 ut 高頻振蕩的振幅不變，而瞬時相位隨高頻振蕩的振幅不變，而瞬時相位隨調(diào)制信號調(diào)制信號按一定關系變化。按一定關系變化。 （簡稱調(diào)角）（簡稱調(diào)角）一、角度調(diào)制的定義與分類一、角度調(diào)制的定義與分類定義：定義：相位調(diào)制（簡稱調(diào)相）：相位調(diào)制（簡稱調(diào)相）： ut 高頻振蕩的振幅不變，而其高頻振蕩的振幅不變，而其瞬時角頻率瞬時角頻率隨調(diào)制信號隨調(diào)制信號 線性關系變化。線性關系變化。 FM頻率調(diào)制（簡稱調(diào)頻）：頻率調(diào)制（簡稱調(diào)頻）： ut 高頻振蕩的振幅不變，而其高頻振蕩的振幅不變，而其瞬時相位瞬時相位隨調(diào)制信號隨調(diào)制信號 線性關系變化。線性關系變化。 PM二、角度調(diào)制的優(yōu)點與用途二

4、、角度調(diào)制的優(yōu)點與用途優(yōu)點：優(yōu)點： 抗干擾能力強、抗干擾能力強、載波功率利用率高載波功率利用率高用途：用途：FM： 調(diào)頻廣播、廣播電視、通信及遙控遙測等調(diào)頻廣播、廣播電視、通信及遙控遙測等PM： 數(shù)字通信等數(shù)字通信等分分類：類： 相對振幅調(diào)制而言，抗相對振幅調(diào)制而言，抗干擾能力更強。因為其有用干擾能力更強。因為其有用信息包含在頻率中而不是振信息包含在頻率中而不是振幅中。幅中。FM，PM從已調(diào)波中檢取出原調(diào)制信號的過程稱為解調(diào)從已調(diào)波中檢取出原調(diào)制信號的過程稱為解調(diào)(AM)(AM)振幅解調(diào)振幅解調(diào)檢波檢波 (FM)(FM)頻率解調(diào)頻率解調(diào)鑒頻鑒頻 (detection)(detection) (

5、frequency discrimination)(frequency discrimination)(PM)(PM)相位解調(diào)相位解調(diào)鑒相鑒相(phase detection) (phase detection) vAMtV000cosvtVcosvtV000cosvtVcosv 0D D m 0+D D mAMFM調(diào)角信號與調(diào)幅信號的比較調(diào)角信號與調(diào)幅信號的比較調(diào)角信號比之調(diào)幅信號的優(yōu)缺點：調(diào)角信號比之調(diào)幅信號的優(yōu)缺點： 調(diào)角信號功率等于調(diào)角信號功率等于未調(diào)制時的載波功率未調(diào)制時的載波功率，與調(diào)制指數(shù)，與調(diào)制指數(shù)m無關，因此不論無關，因此不論m為多大，發(fā)射機末級均可工作在最大為多大，發(fā)射機末

6、級均可工作在最大功率狀態(tài)，從而可提高發(fā)送設備的功率利用率。功率狀態(tài)，從而可提高發(fā)送設備的功率利用率。 故故角度調(diào)制角度調(diào)制不宜在信道擁擠、且頻率范圍不寬的短波波不宜在信道擁擠、且頻率范圍不寬的短波波段使用，而段使用，而適合在頻率范圍很寬的超高頻或微波波段使用適合在頻率范圍很寬的超高頻或微波波段使用。 優(yōu)點：優(yōu)點： （1）抗干擾能力強抗干擾能力強（2）功率利用率高功率利用率高 因為因為調(diào)角信號為等幅信號，其幅度不攜帶信息，故可調(diào)角信號為等幅信號，其幅度不攜帶信息，故可采用限幅電路消除干擾所引起的寄生調(diào)幅。采用限幅電路消除干擾所引起的寄生調(diào)幅。 缺點：缺點：有效帶寬比調(diào)幅信號大得多，且有效帶寬與有

7、效帶寬比調(diào)幅信號大得多，且有效帶寬與m相關。相關。載波信號載波信號的受控參量的受控參量解調(diào)方式解調(diào)方式解調(diào)方式解調(diào)方式的差別的差別特點特點用途用途幅度幅度調(diào)制調(diào)制調(diào)幅調(diào)幅AM振幅振幅相干解調(diào)相干解調(diào)或或非相干解調(diào)非相干解調(diào)頻譜線性搬頻譜線性搬移頻譜結(jié)構(gòu)移頻譜結(jié)構(gòu)無變化無變化頻帶窄頻帶窄頻帶利頻帶利用率高用率高廣播廣播角度角度調(diào)制調(diào)制調(diào)頻調(diào)頻FM頻率頻率鑒頻鑒頻或或頻率檢波頻率檢波頻譜非線性頻譜非線性頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化屬于生變化屬于非線性頻率非線性頻率變換變換頻帶寬頻帶寬頻帶利頻帶利用不經(jīng)用不經(jīng)濟、抗?jié)?、抗干擾性干擾性強強廣播廣播電視電視通信通信遙測遙測調(diào)相調(diào)相PM相位相位鑒相鑒相或或相

8、位檢波相位檢波數(shù)字數(shù)字通信通信二，角度調(diào)制的優(yōu)點：二，角度調(diào)制的優(yōu)點： 相對振幅調(diào)制而言，抗干擾能力更強。因相對振幅調(diào)制而言，抗干擾能力更強。因為其為其有用信息包含在頻率中有用信息包含在頻率中而不是振幅中。而不是振幅中。tUtuccmccos)(設載波為瞬時角頻率與瞬時相位關系：瞬時角頻率與瞬時相位關系：tttcc)()(瞬時相位：則瞬時角頻率：dttdtdttt)()()()(0關系：關系：當當進行角度調(diào)制進行角度調(diào)制 （FMFM或或PMPM）后）后 , ,其已調(diào)波的角頻率將是時間的函數(shù)其已調(diào)波的角頻率將是時間的函數(shù)即即 ?？捎眯D(zhuǎn)矢量表示?？捎眯D(zhuǎn)矢量表示 (t)t= t(t)o )t(

9、t =0實軸實軸設旋轉(zhuǎn)矢量的長度為設旋轉(zhuǎn)矢量的長度為omU, , 且當且當t=0時，時， 初相角為初相角為 ，t=t 時，時， o 矢量與實軸之間的瞬時相角為矢量與實軸之間的瞬時相角為 )(t ，顯然有：，顯然有： 關關系系瞬瞬時時頻頻率率與與瞬瞬時時相相角角的的 todtttdttdt0)()()()( 而該矢量在實軸上的投影：而該矢量在實軸上的投影：)(cos)(tUtuomo 一、瞬時頻率和瞬時相位一、瞬時頻率和瞬時相位如果設高頻載波信號為如果設高頻載波信號為 ： ( )cos()cos ( )oomooomu tUtUt第二節(jié)第二節(jié) 調(diào)角波的基本性質(zhì)調(diào)角波的基本性質(zhì) 調(diào)制信號：調(diào)制信號

10、： tUtu cos)(1.1.調(diào)頻波調(diào)頻波 由于由于已調(diào)波頻率隨調(diào)制信號線形變化已調(diào)波頻率隨調(diào)制信號線形變化，則有：，則有：)()()(ttuktofo D D 其中：其中：: : 載波角頻率載波角頻率 FMFM波的中心頻率波的中心頻率 o ： 調(diào)頻靈敏度調(diào)頻靈敏度 單位單位調(diào)制信號振幅調(diào)制信號振幅引起的頻率偏移引起的頻率偏移fk)()(tutkf D D ( )( )ftk utD瞬時頻率偏移瞬時頻率偏移（簡稱（簡稱頻偏頻偏）寄載了調(diào)制信息，表示瞬時頻率相對于載波頻率的偏移。寄載了調(diào)制信息，表示瞬時頻率相對于載波頻率的偏移。二、調(diào)角波的數(shù)學表示及基本性質(zhì)二、調(diào)角波的數(shù)學表示及基本性質(zhì)設：載

11、波：設：載波：tUtuoomo cos)( 也稱比例常數(shù)，單位是也稱比例常數(shù)，單位是rad/v最大頻偏最大頻偏 max|( )|mffkutk UD另外，由瞬時頻率與所對應的瞬時相位的關系，若設另外，由瞬時頻率與所對應的瞬時相位的關系，若設 0 o 則有：則有： 0000( )( )( )( )( )tttfofott dtk utdttkut dtttD )t( D D：瞬時相位偏移瞬時相位偏移 0( )( )sintffUtkut dtktD最大相位偏移：最大相位偏移： D D D D UktFmmax| )( 一般令一般令 mfm D D 稱為稱為FMFM波的波的調(diào)頻指數(shù)調(diào)頻指數(shù)0( )

12、cos( )cos( )tFMofutUtUtkut dt調(diào)頻信號的數(shù)學表達式：調(diào)頻信號的數(shù)學表達式： 0( )cos( )cossincossintF MoffoofutUtkut dtk UUttUtmt注意：與注意：與AMAM波不同，波不同，m f 一般可大于一般可大于1 1， 且且m f 越大，抗干擾性能越好，但頻帶越寬。越大，抗干擾性能越好，但頻帶越寬。 對于單一頻率調(diào)制的對于單一頻率調(diào)制的FMFM波波( )cosutUt調(diào)頻波的波形示意：調(diào)制信號調(diào)頻波波形示意圖載波信號調(diào)頻信號瞬時角頻率由于由于已調(diào)波的相位隨調(diào)制信號線形變化已調(diào)波的相位隨調(diào)制信號線形變化，則有：，則有：)()()(

13、tttukttopo D D 其中：其中： to ：為：為載波的相位角載波的相位角 pk：調(diào)相靈敏度調(diào)相靈敏度單位單位調(diào)制信號振幅調(diào)制信號振幅引起的引起的相位偏移相位偏移 )()(tutkp D D )()(tuktp D D 瞬時相位偏移，瞬時相位偏移，寄載了調(diào)制信息寄載了調(diào)制信息2 2調(diào)相波調(diào)相波 最大相位偏移：最大相位偏移： 調(diào)相指數(shù)調(diào)相指數(shù)pppmmUktuk D D max| )( )()()()(tdttdukdttdtopo D D dttduktp)()( D D PM PM波波瞬時頻偏瞬時頻偏 最大頻偏最大頻偏: : D D Ukdttdukppmmax|)(| 也稱比例常數(shù)

14、，單位是也稱比例常數(shù)，單位是rad/v)(costuktUupoPM 對于單一頻率調(diào)制信號對于單一頻率調(diào)制信號 tUtu cos)(coscoscoscostmtUtUktUupopoPM 調(diào)相信號的數(shù)學表達式：調(diào)相信號的數(shù)學表達式： 調(diào)頻波的波形示意：調(diào)制信號調(diào)相波波形示意圖載波信號調(diào)相信號瞬時相位數(shù)學表達式數(shù)學表達式000cos( )tfUtKut dt瞬時頻率瞬時頻率瞬時相位瞬時相位最大頻偏最大頻偏最大相位偏移最大相位偏移( (調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)) )FMFM波波PMPM波波0( )pdutkdt00( )tftKut dtmax( )mpdutKdtD0max( )tffmKut dtm

15、ax( )ppmKut上述比較中的調(diào)制信號上述比較中的調(diào)制信號 u （t），），載波載波Uomcos 0（t）00cos( )pUtK ut0( )fK ut0( )ptK utmax( )mfKutD3. 3. 調(diào)頻信號與調(diào)相信號的比較調(diào)頻信號與調(diào)相信號的比較u相同點相同點 等幅等幅頻率和相位都隨調(diào)制信號變化頻率和相位都隨調(diào)制信號變化, 均產(chǎn)生頻偏與相偏，成為疏密波形。均產(chǎn)生頻偏與相偏，成為疏密波形。l正頻偏最大處，即瞬時頻率最高處，波形最密；正頻偏最大處，即瞬時頻率最高處，波形最密；l負頻偏最大處，即瞬時頻率最低處，波形最疏。負頻偏最大處，即瞬時頻率最低處，波形最疏。u不同點不同點頻率和相

16、位隨調(diào)制信號變化規(guī)律不一樣頻率和相位隨調(diào)制信號變化規(guī)律不一樣l調(diào)頻波調(diào)頻波:調(diào)制信號調(diào)制信號電平電平最大對應的瞬時正頻偏最大最大對應的瞬時正頻偏最大,波形最密波形最密l調(diào)相波調(diào)相波:調(diào)制信號調(diào)制信號電平變化率電平變化率最大對應的瞬時正頻偏最大最大對應的瞬時正頻偏最大,波形最密波形最密調(diào)頻指數(shù)調(diào)頻指數(shù)Mf與最大頻偏不一樣與最大頻偏不一樣l調(diào)頻波的調(diào)頻波的調(diào)頻指數(shù)調(diào)頻指數(shù)Mf與調(diào)制頻率有關與調(diào)制頻率有關, 最大頻偏與調(diào)制頻率無關最大頻偏與調(diào)制頻率無關, l調(diào)相波的最大頻偏與調(diào)制頻率有關調(diào)相波的最大頻偏與調(diào)制頻率有關, 調(diào)相指數(shù)調(diào)相指數(shù)Mp與調(diào)制頻率無關與調(diào)制頻率無關。調(diào)制范圍不一樣調(diào)制范圍不一樣l

17、調(diào)頻波：最大角頻偏調(diào)頻波：最大角頻偏mc，m可以很大可以很大調(diào)制范圍很大調(diào)制范圍很大l調(diào)相波：相位周期為調(diào)相波：相位周期為2, 最大相偏最大相偏Mp， 調(diào)制范圍很小調(diào)制范圍很小調(diào)相波調(diào)相波 mp 與調(diào)制信號頻率與調(diào)制信號頻率無關，無關， 最大頻移最大頻移 與調(diào)制信號頻率成正比與調(diào)制信號頻率成正比 調(diào)頻波調(diào)頻波 mf 與調(diào)制信號頻率與調(diào)制信號頻率成反比，最大頻移成反比，最大頻移 與調(diào)制信號頻率無關與調(diào)制信號頻率無關調(diào)相波和調(diào)頻波的最大頻移調(diào)相波和調(diào)頻波的最大頻移 均等于調(diào)制指數(shù)均等于調(diào)制指數(shù)m與調(diào)制頻率與調(diào)制頻率的乘積的乘積 , ,載波信號為載波信號為 。tUtumcos)( )cosoomou

18、 tUt( )coscoscoscosomopmomopu tUtk UtUtmt0( )coscosd cossincossintomofmmomofomofu tUtkUt tUUtktUtmt若已知調(diào)制信號若已知調(diào)制信號 4、單音頻調(diào)角信號的性質(zhì)、單音頻調(diào)角信號的性質(zhì)DppmmDffmm 調(diào)相波數(shù)學表示式：調(diào)相波數(shù)學表示式： 調(diào)頻波數(shù)學表示式調(diào)頻波數(shù)學表示式: :ppmmk UmffUmkpmDfmDmDmmD結(jié)論結(jié)論:fmmfmp pm三、調(diào)頻信號與調(diào)相信號的比較三、調(diào)頻信號與調(diào)相信號的比較調(diào)制信號調(diào)制信號u (t) = U m cos t載波信號載波信號 uc(t) = Ucm co

19、s c t調(diào)調(diào) 頻頻調(diào)相調(diào)相瞬時角頻率瞬時角頻率 (t) = c+ kf u (t) = c+ D D fm cos tttukd)(dpc = c D D pm sin t 瞬時相位瞬時相位tttukt0fcd)(tmt sinfc= ct + kp u (t)= ct + mpcos t 最大角頻移最大角頻移= kf U m= mf =kpU m = mp 最大相移最大相移 mp = kpU m mffmfUkmd )(cos)(0fccmFMttuktUtut sincosfccmtmtU )(cospccmPMtuktUtu coscospccmtmtU ( ) t D D fm D

20、D pm表達式表達式v調(diào)頻信號與調(diào)相信號的調(diào)頻信號與調(diào)相信號的相同之處相同之處在于在于: (1)(1) 二者都是等幅信號。二者都是等幅信號。 (2)(2) 二者的頻率和相位都隨調(diào)制信號而變化二者的頻率和相位都隨調(diào)制信號而變化, , 均產(chǎn)生頻移均產(chǎn)生頻移與相移，成為與相移，成為疏密波形疏密波形。正頻移最大處，即瞬時頻率最高正頻移最大處，即瞬時頻率最高處，波形最密；負頻移動最大處，即瞬時頻率最低處，波處，波形最密；負頻移動最大處，即瞬時頻率最低處，波形最疏。形最疏。v調(diào)頻信號與調(diào)相信號的調(diào)頻信號與調(diào)相信號的區(qū)別區(qū)別在于在于:(1)(1) 二者的二者的頻率和相位隨調(diào)制信號變化的規(guī)律不一樣頻率和相位隨

21、調(diào)制信號變化的規(guī)律不一樣，但，但由于瞬時頻率與瞬時相位是微積分關系，故二者是有緊密由于瞬時頻率與瞬時相位是微積分關系，故二者是有緊密聯(lián)系的。聯(lián)系的。(3)(3) 二者的最大角頻移二者的最大角頻移D D m均等于調(diào)制指數(shù)均等于調(diào)制指數(shù)m與調(diào)制信與調(diào)制信號頻率號頻率 的乘積。的乘積。(2)(2) 調(diào)頻信號調(diào)頻信號的調(diào)頻指數(shù)的調(diào)頻指數(shù)mf與調(diào)制信號頻率與調(diào)制信號頻率 有關有關（成反成反比比）, , 最大角頻移最大角頻移D D fm與調(diào)制信號頻率無關；而與調(diào)制信號頻率無關；而調(diào)相信調(diào)相信號號的最大角頻移的最大角頻移D D pm與調(diào)制信號頻率與調(diào)制信號頻率 有關（成正比）有關（成正比）, ,調(diào)調(diào)相指數(shù)相

22、指數(shù)mp與調(diào)制信號頻率無關。與調(diào)制信號頻率無關。(3)(3) 從理論上講，調(diào)頻信號的最大角頻移從理論上講，調(diào)頻信號的最大角頻移D D fm c，由于載頻，由于載頻 c很高，故很高，故D D fm可以很大，即可以很大，即調(diào)制范圍很大。由于相位以調(diào)制范圍很大。由于相位以2為周期，因此為周期，因此調(diào)相信號的最大相移（調(diào)相指數(shù)）調(diào)相信號的最大相移（調(diào)相指數(shù)）mp J1(mf) J2(mf) J3(mf) .表表7-2有規(guī)律有規(guī)律：當當nm+1時時,當當Jn(mf) 0.1 若忽略小于未調(diào)載波振幅的若忽略小于未調(diào)載波振幅的10%的邊頻分量，則帶的邊頻分量，則帶寬為寬為:FmBCR) 1(2理論上看，調(diào)角

23、波的頻譜包含無限多對邊頻分量，頻譜寬為無限大。理論上看，調(diào)角波的頻譜包含無限多對邊頻分量，頻譜寬為無限大。 實際應用中，由于邊頻分量的振幅與實際應用中，由于邊頻分量的振幅與Jn(m) 有關，而有關，而 Jn(m)在在m(mf或或mp) 一定時，隨一定時，隨n的增加，的增加，Jn(m) 的數(shù)值雖有起伏，但總趨勢是減小。當?shù)臄?shù)值雖有起伏，但總趨勢是減小。當 nm 時，時，Jn(m) 數(shù)值很小。所以忽略振幅小的邊頻分量，頻譜寬度就為有限值。數(shù)值很小。所以忽略振幅小的邊頻分量，頻譜寬度就為有限值。 對于高質(zhì)量的通信系統(tǒng)，以忽略振幅小于對于高質(zhì)量的通信系統(tǒng)，以忽略振幅小于0.01Uom 的邊頻分量決定頻

24、的邊頻分量決定頻譜寬度。譜寬度。4、調(diào)角波的頻譜寬度、調(diào)角波的頻譜寬度1()0.01 ,()0.01nnJmJm若滿足若滿足則頻譜寬為則頻譜寬為 B=2nF式中，式中，F(xiàn)為調(diào)制信號頻率。為調(diào)制信號頻率。 n可查表。可查表。中等質(zhì)量通信系統(tǒng)，以忽略振幅小于中等質(zhì)量通信系統(tǒng)，以忽略振幅小于0.1Uom的邊頻分量來決定頻譜的邊頻分量來決定頻譜寬度當寬度當 nm+1 時時 Jn(m) 恒小于恒小于0.1。因此有效頻譜寬度為。因此有效頻譜寬度為 FmBCR) 1(2mf1時，時，l調(diào)制指數(shù)較大時，調(diào)頻波的帶寬等于二倍頻偏。稱為調(diào)制指數(shù)較大時，調(diào)頻波的帶寬等于二倍頻偏。稱為寬帶調(diào)頻寬帶調(diào)頻，又稱為，又稱為

25、恒定帶寬調(diào)頻恒定帶寬調(diào)頻。其它情況，調(diào)頻波的帶寬由其它情況，調(diào)頻波的帶寬由fm和和F共同確定共同確定2(1)CRfBmF2CRBF22CRfmBm Ff D5 、調(diào)頻波的帶寬、調(diào)頻波的帶寬最大頻偏不變：最大頻偏不變：調(diào)制信號頻率調(diào)制信號頻率F變化時，調(diào)頻波的有效頻譜寬度變化不大變化時，調(diào)頻波的有效頻譜寬度變化不大調(diào)頻波的頻譜寬度變化不大的原因是，在最大頻移一定的調(diào)頻波的頻譜寬度變化不大的原因是，在最大頻移一定的條件下，調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù)與調(diào)制頻率成反比，調(diào)制頻率條件下，調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù)與調(diào)制頻率成反比，調(diào)制頻率越高，調(diào)制指數(shù)越小，而振幅小于越高，調(diào)制指數(shù)越小，而振幅小于10的邊頻對數(shù)減少，的邊頻

26、對數(shù)減少，故頻譜寬度變化不大。這是調(diào)頻波的一個重要特點。故頻譜寬度變化不大。這是調(diào)頻波的一個重要特點。2(1)2()CRfmBmFfFD/2mfmfK UD/ffmmmmK UfF D D6 、調(diào)相波的帶寬、調(diào)相波的帶寬調(diào)相波的調(diào)相波的有效頻譜寬度隨調(diào)制信號頻率有效頻譜寬度隨調(diào)制信號頻率F增加而增大增加而增大調(diào)相波的頻帶寬度沒有得到充分利用調(diào)相波的頻帶寬度沒有得到充分利用模擬通訊系統(tǒng)中不能直接應用模擬通訊系統(tǒng)中不能直接應用數(shù)字通訊系統(tǒng)中得到廣泛應用數(shù)字通訊系統(tǒng)中得到廣泛應用2(1)CRpBmFppmmK U 3，對于調(diào)頻波，對于調(diào)頻波FfUkmmmmffDDFfFFfFmBmmCR22) 1(

27、2) 1(2DD較大增加調(diào)相波的較小。增加調(diào)頻波的增大時不變，和不變，當,) 1(2,2:FmBFBFkkUpCRCRpfm 4，對于調(diào)相波，對于調(diào)相波mppUkmFmBpCR) 1(2P293 7-6題：最大頻移計算調(diào)頻波和調(diào)相波的調(diào)角波為調(diào)相波在什么調(diào)制信號下，該調(diào)角波為調(diào)頻波在什么調(diào)制信號下，該和調(diào)制指數(shù)求載頻、調(diào)制信號頻率位求瞬時角頻率和瞬時相設角度調(diào)制信號為)5()4()3()2() 1 ()(102sin10104cos(8)(38Vtttu求頻譜帶寬的最大頻移和表達式求輸出調(diào)頻波和調(diào)相波幅減半但振調(diào)制信號的頻率不變不變?nèi)粽{(diào)頻電路和調(diào)相電路的最大頻移和表達式求輸出調(diào)頻波和調(diào)相波率增

28、大到但頻調(diào)制信號的振幅不變不變?nèi)粽{(diào)頻電路和調(diào)相電路)8(,)7(,2,)6(kHztdttdtttt33838102cos1020104)()(102sin10104)() 1 (解：和調(diào)制指數(shù)求載頻、調(diào)制信號頻率位求瞬時角頻率和瞬時相)2() 1 ()(102sin10104cos(8)(38Vtttu10102102210221042)2(3388pfccmmHzFHzf問：問：(3)(3)當調(diào)制信號為余弦波時當調(diào)制信號為余弦波時, ,該調(diào)角波為調(diào)頻波。該調(diào)角波為調(diào)頻波。(4)(4)當調(diào)制信號為正弦波時當調(diào)制信號為正弦波時, ,該調(diào)角波為調(diào)相波。該調(diào)角波為調(diào)相波。)(101010,10)(

29、)(101010,10)()5(33kHzFmfmtukHzFmfmtupmffmfDD為調(diào)相波時，當為調(diào)頻波時，當最大頻移計算調(diào)頻波和調(diào)相波的調(diào)角波為調(diào)相波在什么調(diào)制信號下，該調(diào)角波為調(diào)頻波在什么調(diào)制信號下，該)5()4()3()(102sin10104cos(8)(38Vtttu解解: :問：問：課本236頁課本237頁)104sin5104cos(8)(10102510,)(: )(21)6(383tttukHzFmfmUkmtuikHzkHzFUkkfmfffpfD降為由為調(diào)頻波時當增加到由不變，、波的最大頻移和表達式，求輸出調(diào)頻波和調(diào)相不變，但頻率增大到不變，調(diào)制信號的振幅若調(diào)頻電路

30、和調(diào)相電路kHz2)6()(102sin10104cos(8)(38Vtttu解解: :問：問：)104sin10104cos(8)(2010210,)(: )(383tttukHzFmfmUkmtuiipmpppD不變?yōu)檎{(diào)相波時當)102sin5104cos(8)(5101510,)(: )()7(383tttukHzFmfmUkmtuiUFkkfmfffpfD降為由為調(diào)頻波時當減半不變，、)102sin5104cos(8)(51015510,)(: )(383tttukHzFmfmUkmtuiipmpppD減為由為調(diào)相波時當解解: :問：問：)(102sin10104cos(8)(38Vt

31、ttu大頻移和表達式最輸出調(diào)頻波和調(diào)相波的不變，但振幅減半，求不變，調(diào)制信號的頻率若調(diào)頻電路和調(diào)相電路)7(KHzFmBCR2210) 110(2) 1(2)8(3解解: :問：問：)(102sin10104cos(8)(38Vtttu求頻譜帶寬)8(若輸入調(diào)制信號若輸入調(diào)制信號 ，且載波信號為，且載波信號為 時，其輸出調(diào)相波時，其輸出調(diào)相波 。將輸入調(diào)制信號和載波信號通過電路變換成高頻調(diào)相波。將輸入調(diào)制信號和載波信號通過電路變換成高頻調(diào)相波。調(diào)相電路功能的頻譜表示調(diào)相電路功能的頻譜表示輸入輸出頻譜表示法輸入輸出頻譜表示法調(diào)相電路mp =1ccc 2c調(diào)相電路mp=2c圖7-2 調(diào)相電路功能的

32、頻譜表示cc 2c3c)coscos()(tmtUtupccmtUtuccmccos)(tUtuncos)( 五、角度調(diào)制電路的功能五、角度調(diào)制電路的功能1、調(diào)相電路的功能、調(diào)相電路的功能若輸入調(diào)制信號若輸入調(diào)制信號 ，且載波信號為，且載波信號為 時，其輸出調(diào)頻波時，其輸出調(diào)頻波 調(diào)頻電路功能的頻譜表示調(diào)頻電路功能的頻譜表示將輸入調(diào)制信號和載波信號通過電路變換成高頻調(diào)頻波。將輸入調(diào)制信號和載波信號通過電路變換成高頻調(diào)頻波。輸入輸出頻譜表示法。輸入輸出頻譜表示法。調(diào) 頻 電 路mf=1ccc 2c調(diào) 頻 電 路mf=2c圖 7-3 調(diào) 頻 電 路 功 能 的 頻 譜 表 示cc 2c3ctUtu

33、ccmccos)(tUtuncos)()sincos()(tmtUtufccm2、調(diào)頻電路的功能、調(diào)頻電路的功能一、調(diào)頻電路的主要性能要求一、調(diào)頻電路的主要性能要求（1）具有線性的調(diào)制特性，即具有線性的調(diào)制特性，即 tuktfcmffmUkD（2）調(diào)制靈敏度要高，即調(diào)制靈敏度要高，即kf 要大要大（3）載波的頻率穩(wěn)定度要高載波的頻率穩(wěn)定度要高（4）最大頻偏與調(diào)制信號頻率無關最大頻偏與調(diào)制信號頻率無關 （5）無寄生調(diào)幅無寄生調(diào)幅)VS/rad(mfmfDUk第二節(jié)第二節(jié) 調(diào)頻方法概述調(diào)頻方法概述一、對調(diào)頻電路的要求一、對調(diào)頻電路的要求具有線性調(diào)制特性。即具有線性調(diào)制特性。即具有較高調(diào)制靈敏度。具

34、有較高調(diào)制靈敏度。即kf 要大，單位調(diào)制電壓產(chǎn)生的振蕩頻率偏移要大。最大頻率偏移最大頻率偏移 與調(diào)制信號頻率無關。未調(diào)制的載波頻率（即已調(diào)波的中心頻率）應具有一定的頻率穩(wěn)定度。未調(diào)制的載波頻率（即已調(diào)波的中心頻率）應具有一定的頻率穩(wěn)定度。無寄生調(diào)幅或寄生調(diào)幅盡可能小。無寄生調(diào)幅或寄生調(diào)幅盡可能小。二、調(diào)頻方法分類二、調(diào)頻方法分類直接調(diào)頻直接調(diào)頻間接調(diào)頻間接調(diào)頻第二節(jié)第二節(jié) 調(diào)頻方法概述調(diào)頻方法概述)()(tuktfcmfD振蕩電路振蕩電路LC 有源電路有源電路1. 直接調(diào)頻直接調(diào)頻用調(diào)制信號直接控制載波振蕩器頻率，使其與調(diào)制信號成正比。用調(diào)制信號直接控制載波振蕩器頻率，使其與調(diào)制信號成正比。調(diào)

35、頻輸出調(diào)頻輸出可控電抗元件可控電抗元件調(diào)制電壓調(diào)制電壓直接調(diào)頻法直接調(diào)頻法優(yōu)點：頻偏較大優(yōu)點：頻偏較大缺點：中心頻率易不穩(wěn)定缺點：中心頻率易不穩(wěn)定調(diào)頻電路的實現(xiàn)方法與主要性能要求一、調(diào)頻方法一、調(diào)頻方法直接調(diào)頻直接調(diào)頻間接調(diào)頻間接調(diào)頻可控的電容元件：變?nèi)荻O管、電抗管可控的電容元件：變?nèi)荻O管、電抗管可控的電感元件：電抗管、具有鐵氧體可控的電感元件：電抗管、具有鐵氧體 磁芯的電感線圈磁芯的電感線圈調(diào)頻電路三、直接調(diào)頻原理三、直接調(diào)頻原理利用調(diào)制信號直接控制振蕩器的振蕩頻率，使其不失真地反映調(diào)制信利用調(diào)制信號直接控制振蕩器的振蕩頻率，使其不失真地反映調(diào)制信號變化規(guī)律。號變化規(guī)律。實際應用中，用調(diào)

36、制信號去控制決定振蕩器振蕩頻率的振蕩回路的實際應用中，用調(diào)制信號去控制決定振蕩器振蕩頻率的振蕩回路的可可變電抗值。從而使振蕩器的瞬時頻率按調(diào)制信號變化規(guī)律線性改變變電抗值。從而使振蕩器的瞬時頻率按調(diào)制信號變化規(guī)律線性改變。四、間接調(diào)頻原理四、間接調(diào)頻原理將將調(diào)制信號先通過積分電路調(diào)制信號先通過積分電路，然后進行然后進行相位相位調(diào)制調(diào)制，輸出電壓就是調(diào)頻，輸出電壓就是調(diào)頻波，稱其為間接調(diào)頻。間接調(diào)頻電路的載波振蕩器波，稱其為間接調(diào)頻。間接調(diào)頻電路的載波振蕩器可采用頻率穩(wěn)定度可采用頻率穩(wěn)定度很高的晶體振蕩器很高的晶體振蕩器，其載波頻率穩(wěn)定變高。，其載波頻率穩(wěn)定變高。 間接調(diào)頻原理方框圖間接調(diào)頻原理

37、方框圖d)(cos)(0tfccmttuktUtu2. 間接調(diào)頻間接調(diào)頻載波振蕩器載波振蕩器Ucmcos ctu (t)積分器積分器 tttu0d)(調(diào)相器調(diào)相器FM（先對調(diào)制信號積分，后對載波進行調(diào)相）（先對調(diào)制信號積分，后對載波進行調(diào)相）間接調(diào)頻法不在振蕩器中進行，故間接調(diào)頻法不在振蕩器中進行，故優(yōu)點：中心頻率較穩(wěn)定優(yōu)點：中心頻率較穩(wěn)定缺點：不易獲得大頻偏缺點：不易獲得大頻偏 tfdttuktUtu0ccmFMcos tpccmdttuktUtu0)(cos)( 第七章 角度調(diào)制電路第三節(jié) 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻一，變?nèi)荻O管的特性一，變?nèi)荻O管的特性(1)符號：符號：或或(2)等效電路：變?nèi)?/p>

38、二極管等效電路：變?nèi)荻O管(3)特性：特性：512/13/1:3 . 07 . 0:0:0超突變結(jié)型：突變結(jié)型：緩變結(jié)型：電容變化指數(shù)鍺管：硅管：勢壘電位時的結(jié)電容值偏壓向反外加其中VUVUUuCuDDDrjr)1 (0DrjjUuCC變?nèi)莨艿淖內(nèi)莨艿腃j ur曲線曲線注意：變?nèi)荻O管必須在反偏壓狀態(tài)工作注意：變?nèi)荻O管必須在反偏壓狀態(tài)工作式中，式中， 為為PNPN結(jié)的勢壘電壓；結(jié)的勢壘電壓； 反向電壓；反向電壓； 為為 時的結(jié)電容；時的結(jié)電容； 為電容變化系數(shù)，通常為電容變化系數(shù)，通常=1/2=1/21/31/3，經(jīng)特，經(jīng)特殊工藝制成的超突變結(jié)電容殊工藝制成的超突變結(jié)電容=1=15 5 。

39、第三節(jié)第三節(jié) 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路1、變?nèi)荻O管是根據(jù)、變?nèi)荻O管是根據(jù)PN結(jié)的結(jié)電容隨反向電壓變化而變化的原理設結(jié)的結(jié)電容隨反向電壓變化而變化的原理設 計的一種特殊二計的一種特殊二 極管。它的極間結(jié)構(gòu)、伏安特性與一般檢波二極極管。它的極間結(jié)構(gòu)、伏安特性與一般檢波二極 管沒有多大差別。管沒有多大差別。2、變?nèi)荻O管應用時，、變?nèi)荻O管應用時，只能加反向電壓。反向電壓的變化能使變?nèi)葜荒芗臃聪螂妷骸７聪螂妷旱淖兓苁棺內(nèi)?二極管結(jié)電容隨其變化。二極管結(jié)電容隨其變化。3、變?nèi)荻O管的反向電壓與其結(jié)電容的關系為、變?nèi)荻O管的反向電壓與其結(jié)電容的關系為0(1)jjrDCCuUDU

40、ru0jC0ru 一、變?nèi)荻O管的特性一、變?nèi)荻O管的特性可以看出可以看出變?nèi)荻O管屬于非線性電容，這種非線性電容變?nèi)荻O管屬于非線性電容，這種非線性電容基本上不消耗能量基本上不消耗能量，產(chǎn)生，產(chǎn)生的噪聲量級也較小，是較理想的高效率，低噪聲非線性電容。的噪聲量級也較小，是較理想的高效率，低噪聲非線性電容。二、變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路的基本原理二、變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路的基本原理變?nèi)荻O管是振蕩回路的一個組成變?nèi)荻O管是振蕩回路的一個組成部分。加在變?nèi)荻O管的反向電壓部分。加在變?nèi)荻O管的反向電壓為為( )( )rccBQuVVutVut式中，式中， 是加在變?nèi)荻O管的直流是加在變?nèi)荻O管的直流偏

41、置電壓；偏置電壓； 為調(diào)制信號電壓為調(diào)制信號電壓QV)(tuLC正弦波振蕩器變?nèi)荻O管和它的偏置電路變?nèi)荻O管和它的偏置電路C Cc c是變?nèi)莨芘c是變?nèi)莨芘cL Ll lC C1 1回路之間的耦合電容，同時起到隔直流的作用；回路之間的耦合電容，同時起到隔直流的作用；C C為對調(diào)制信號為對調(diào)制信號的旁路電容；的旁路電容；L L2 2是高頻扼流圈，但讓調(diào)制信號通過。它的作用是將振蕩回路和變?nèi)菔歉哳l扼流圈，但讓調(diào)制信號通過。它的作用是將振蕩回路和變?nèi)莨艿目刂齐娐犯綦x防止它們之間的相互影響。管的控制電路隔離防止它們之間的相互影響。 調(diào)制信號調(diào)制信號 反向電壓為反向電壓為變?nèi)荻O管結(jié)電容變?nèi)荻O管結(jié)電容

42、將將在在 的控制下隨時間的控制下隨時間變化。則振蕩器的振蕩變化。則振蕩器的振蕩頻率要隨頻率要隨 變化。只變化。只要電路參數(shù)選取合適，要電路參數(shù)選取合適，能夠?qū)崿F(xiàn)線性調(diào)頻。能夠?qū)崿F(xiàn)線性調(diào)頻。 結(jié)電容隨調(diào)制電壓變化關系結(jié)電容隨調(diào)制電壓變化關系tUtumcos)(tUVtumQcos)(jC( )ru t)(tu二，基本原理二，基本原理 虛線左邊是互虛線左邊是互感耦合振蕩器。感耦合振蕩器。)()(tuVtuVVuQBCCr1.電路特點電路特點 虛線右邊是變?nèi)萏摼€右邊是變?nèi)荻O管和它的偏置二極管和它的偏置電路。電路。變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管的電容值影響振蕩的電容值影響振蕩器的頻率器的頻率。)(1)(11j

43、cjcCCCCCLt+-ru2.調(diào)頻原理調(diào)頻原理)(tuVuQr)1 (0DrjjUuCC.),()(,)()(,)(,)(則實現(xiàn)線性調(diào)頻若滿足變化隨故振蕩頻率變化隨從而變化隨可見tukttuttuCtuupcjr)(1)(11jcjcCCCCCLt式中，式中， 為電容調(diào)制度。為電容調(diào)制度。 1、在反向電壓、在反向電壓 作用下，變?nèi)荻O管的電容值作用下，變?nèi)荻O管的電容值三、電路分析三、電路分析ru (t)jC0( )1jjrDCCu tUjQCDQjjQUVCC10tmCVUtUUVUCVtUVCCjQQDmDQDjdmQjjcos1cos1cos100)/(QDmVUUm 變?nèi)荻O管的結(jié)電

44、容表示式變?nèi)荻O管的結(jié)電容表示式載波狀態(tài)時變?nèi)荻O管的結(jié)電容載波狀態(tài)時變?nèi)荻O管的結(jié)電容( )0,( )Qutu tV載波狀態(tài)時，載波狀態(tài)時，則則調(diào)制狀態(tài)時變?nèi)荻O管的結(jié)電容調(diào)制狀態(tài)時變?nèi)荻O管的結(jié)電容jC 振蕩回路的等效電路振蕩回路的等效電路當振蕩回路中的當振蕩回路中的 C1 未接入，未接入，Cc 較大時，即回路的總電容僅是較大時，即回路的總電容僅是變?nèi)荻O管的結(jié)電容變?nèi)荻O管的結(jié)電容，等效回路如圖所示。調(diào)變?nèi)荻O管上的高，等效回路如圖所示。調(diào)變?nèi)荻O管上的高頻電壓很小，忽略其對變?nèi)荻O管電容量變化的影響。頻電壓很小，忽略其對變?nèi)荻O管電容量變化的影響。2、變?nèi)荻O管作為回路總電容實現(xiàn)調(diào)頻、

45、變?nèi)荻O管作為回路總電容實現(xiàn)調(diào)頻瞬時振蕩頻率瞬時振蕩頻率為211)cos1()cos1(111)(tmtmCLCLtcjQjjQcCL1/10)(tu式中：式中：為為時的載波頻率時的載波頻率。實現(xiàn)線性調(diào)頻的條件實現(xiàn)線性調(diào)頻的條件222)(1cos1)cos1()(QDcQDmccVUtutVUUtmt當當 時，能實現(xiàn)線性調(diào)頻。時，能實現(xiàn)線性調(diào)頻。 2結(jié)論結(jié)論:瞬時振蕩頻率瞬時振蕩頻率:)cos1 (11)(jQ1j1tmCLCLt2c)cos1 ()(tmt最大頻偏最大頻偏cmm D DjQ11CLc未加調(diào)制信號時的載波頻率：未加調(diào)制信號時的載波頻率：即為調(diào)頻振蕩器的中心頻率。即為調(diào)頻振蕩器的

46、中心頻率。討論：討論： 設設 =2cos1)(tmtc tmcc cos 即實現(xiàn)線性調(diào)頻即實現(xiàn)線性調(diào)頻。（1 1）變?nèi)荻O管作為振蕩回路的總電容）變?nèi)荻O管作為振蕩回路的總電容cos) 12(2! 21cos21 cos1 )(222tmtmtmtcc 當當m m很小可忽略三次方以上的高次項，則瞬時頻率為：很小可忽略三次方以上的高次項，則瞬時頻率為：.)cos)(22)(12(2! 31)cos)(12(2! 21cos21)cos1 (322 tmtmtmtm 中心角頻率偏移項中心角頻率偏移項二次諧波失真項二次諧波失真項可見可見 會導致如下影響：會導致如下影響：2線性調(diào)頻所需項線性調(diào)頻所需項

47、1)1)中心頻率會產(chǎn)生偏移，其偏移量為：中心頻率會產(chǎn)生偏移，其偏移量為：ccm 2) 12(8 D D2)2)調(diào)頻波會產(chǎn)生非線性失真調(diào)頻波會產(chǎn)生非線性失真, , 二次諧波失真最大偏移為二次諧波失真最大偏移為cm 22) 12(8 D D 當當2 2cos1)( tmtc tmmtmcccc 2cos) 12(8) 12(8cos222 會產(chǎn)生什么影響？會產(chǎn)生什么影響？3)3)調(diào)頻波的最大頻偏為：調(diào)頻波的最大頻偏為：cmm 2 D D當當調(diào)頻電路要求的相對頻偏較小時，調(diào)頻電路要求的相對頻偏較小時，m m值就很小，此時對值就很小，此時對 的要求就不高。的要求就不高。2)104 . 1106 . 1

48、 (1233Dcmffm例：調(diào)頻廣播的中心頻率為例：調(diào)頻廣播的中心頻率為 若要求最大頻偏若要求最大頻偏為為 , ,則則MHzfc)10888(kHzfm75D可見可見m m很小，則對應的中心頻率偏移量和非線性失真就很小，很小，則對應的中心頻率偏移量和非線性失真就很小，故故對對 的要求不高的要求不高2當調(diào)頻電路要求的相對頻偏較大時，對當調(diào)頻電路要求的相對頻偏較大時，對 的要求就嚴格些。的要求就嚴格些。2變?nèi)荻O管直接接入振蕩回路的缺點：調(diào)頻電路的中心變?nèi)荻O管直接接入振蕩回路的缺點：調(diào)頻電路的中心頻率穩(wěn)定度較差。頻率穩(wěn)定度較差。變?nèi)荻O管全部接入時變?nèi)荻O管全部接入時( , 作為回路總電容作為回

49、路總電容)調(diào)頻電路的特點調(diào)頻電路的特點:2jC優(yōu)點優(yōu)點: :調(diào)頻靈敏度高, 頻偏很大缺點缺點: :中心頻率穩(wěn)定度不好DQcfUVkDQmccUVUDjcLCf1變?nèi)荻O管作為回路總電容實現(xiàn)調(diào)頻時，由于變?nèi)荻O管的結(jié)電變?nèi)荻O管作為回路總電容實現(xiàn)調(diào)頻時，由于變?nèi)荻O管的結(jié)電容隨溫度、偏置電壓的不穩(wěn)會引起結(jié)電容變化。因此其中心頻率容隨溫度、偏置電壓的不穩(wěn)會引起結(jié)電容變化。因此其中心頻率穩(wěn)定度差穩(wěn)定度差。應用范圍：應用范圍：移動通信以及自動頻率微調(diào)系統(tǒng)。移動通信以及自動頻率微調(diào)系統(tǒng)。（三）變?nèi)荻O管部分接入振蕩回路（三）變?nèi)荻O管部分接入振蕩回路jQcjQcjQcjQcjcjcCtmCCCCtmCC

50、tmCCCCCCCCC)cos1 ()cos1 ()cos1 (111部分接入時振蕩回路的等效電路如下圖：部分接入時振蕩回路的等效電路如下圖： 變?nèi)荻O管作為總電容實現(xiàn)調(diào)頻時變?nèi)荻O管作為總電容實現(xiàn)調(diào)頻時,由于溫度或偏置由于溫度或偏置電壓的不穩(wěn)會導致變?nèi)荻O管結(jié)電容發(fā)生變化電壓的不穩(wěn)會導致變?nèi)荻O管結(jié)電容發(fā)生變化,因此其因此其中心頻率的穩(wěn)定度差中心頻率的穩(wěn)定度差.采用部分接入方式可改善此性能采用部分接入方式可改善此性能.)cos1 (11)(111jQcjQcCtmCCCCLCLt將將 看成變?nèi)荻O管，看成變?nèi)荻O管， 不僅與不僅與 有關，還與有關，還與 有關。有關。CCjCcCC 和13、變

51、容二極管部分接入振蕩回路、變?nèi)荻O管部分接入振蕩回路變?nèi)荻O管作為回路總電容的等效回路如圖所示。回路總電容變?nèi)荻O管作為回路總電容的等效回路如圖所示?；芈房傠娙?為為C11/(1cos)/(1cos)cjcjQcjcjQC CC CmtCCCCCCCmt相應的調(diào)頻特性方程為相應的調(diào)頻特性方程為jQcjQcCtmCCCCLCLt)cos1 (11)(1111(1cos)cjQcjQC CCCmtC 與 是同數(shù)量級的小電容ccjc中心頻率穩(wěn)定度較高，最大頻偏減小中心頻率穩(wěn)定度較高，最大頻偏減小五、變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路的優(yōu)缺點五、變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路的優(yōu)缺點u優(yōu)點：優(yōu)點：電路簡單電路簡單工作頻率

52、高工作頻率高易于獲得大的頻偏易于獲得大的頻偏在頻偏小時，非線性失真很小在頻偏小時，非線性失真很小所需調(diào)制信號功率很小所需調(diào)制信號功率很小u缺點：缺點：中心頻率穩(wěn)定度不高中心頻率穩(wěn)定度不高頻偏較大時，非線性失真較大頻偏較大時，非線性失真較大例：求：其中容已知變?nèi)荻O管的結(jié)電路的交流等效電路如圖變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電.33.10,15,10,102cos2)(, 2,40,)(1 ,213uHLuHLVUVttupFCUVtuCCDQjQDQjQj.,)2(.) 1 (minmaxBWfffm有效頻帶寬度調(diào)頻波的最大頻偏和和最小瞬時頻率大調(diào)頻波的載波頻率及最DjCLLtf)(21)(21 調(diào)頻波的瞬

53、時頻率為：調(diào)頻波的瞬時頻率為：pFtCtCUVtuCCjQjQDQjQj2323102cos2 . 01 10102cos21 )(1 61212(1)115.0352()2(1510.33) 1040 10jQcjQCfMHzLL C解： 載波頻率(無調(diào)制信號時)MHzffc042. 6)2 . 01(max 最大瞬時頻率最大瞬時頻率MHzffc028. 4)2 . 01(min 最小瞬時頻率最小瞬時頻率MHzffcm007. 12 . 0)2( D DMHzFfFmBWmf016. 210210007. 1222)1(236 D D )102cos2 . 01()(2102cos2 . 0

54、1)(21)(321321tfCLLtCLLtfcjQj 第五節(jié)第五節(jié) 石英晶體振蕩器直接調(diào)頻石英晶體振蕩器直接調(diào)頻 1、對石英晶體振蕩器進行直接調(diào)頻；、對石英晶體振蕩器進行直接調(diào)頻； 2、采用自動頻率微調(diào)電路；、采用自動頻率微調(diào)電路； 3、利用鎖相環(huán)路穩(wěn)頻。、利用鎖相環(huán)路穩(wěn)頻。 晶體振蕩器采用變?nèi)荻O管實現(xiàn)調(diào)頻的形式有兩種晶體振蕩器采用變?nèi)荻O管實現(xiàn)調(diào)頻的形式有兩種1、變?nèi)荻O管與并聯(lián)型晶、變?nèi)荻O管與并聯(lián)型晶 體振蕩器的晶體相串聯(lián)體振蕩器的晶體相串聯(lián)2、變?nèi)荻O管與并聯(lián)型晶、變?nèi)荻O管與并聯(lián)型晶 體振蕩器的晶體相并聯(lián)體振蕩器的晶體相并聯(lián) 一、穩(wěn)定調(diào)頻振蕩器中心頻率的辦法一、穩(wěn)定調(diào)頻振蕩器中

55、心頻率的辦法 二、晶體振蕩器直接調(diào)頻的主要形式二、晶體振蕩器直接調(diào)頻的主要形式 在要求調(diào)頻波中心頻率穩(wěn)定度較高，而頻偏較小的場合，在要求調(diào)頻波中心頻率穩(wěn)定度較高，而頻偏較小的場合，可以采用直接對晶體振蕩器調(diào)頻的方法?？梢圆捎弥苯訉w振蕩器調(diào)頻的方法。 晶體振蕩器直接調(diào)頻電路 1晶體振蕩器直接調(diào)頻原理晶體振蕩器直接調(diào)頻原理其振蕩頻率為：其振蕩頻率為： )(210oLqqCCCff j21LC1C1C11C 在電路中，在電路中，當當Cj變化時，變化時，CL變化，從而使晶體振蕩器的振蕩頻變化，從而使晶體振蕩器的振蕩頻率也發(fā)生變化，率也發(fā)生變化，如果壓控元件如果壓控元件Cj受調(diào)制電壓受調(diào)制電壓 控制

56、，則控制，則Pierce Oscillator就成為一個就成為一個晶體調(diào)頻振蕩器。晶體調(diào)頻振蕩器。)(tu C2ClCjJTbce注意：晶體在電路中呈現(xiàn)為一個等效電感，注意：晶體在電路中呈現(xiàn)為一個等效電感，故只能工作于晶體的故只能工作于晶體的串聯(lián)諧振頻率串聯(lián)諧振頻率f q與并聯(lián)諧振頻率與并聯(lián)諧振頻率f p之間之間,101043量量級級 oqCC故故調(diào)頻波的最大相對頻偏很小。調(diào)頻波的最大相對頻偏很小。qqqpmfccfff041)(21D實現(xiàn)調(diào)頻的最大頻偏：實現(xiàn)調(diào)頻的最大頻偏：最大相對頻偏最大相對頻偏:041ccffqqmD2. 實際電路舉例實際電路舉例 可提高中心頻率的穩(wěn)定度。調(diào)制原理是在放大

57、器中用積分后的調(diào)制信號對主振器輸出的載波振蕩進行調(diào)相。( )( )( )( )pvtvt dttkvt dt FM D積分調(diào)相（）0000( )cos( )cos( )( )DppfvtVttVtkvt dtvt7.3 間間接調(diào)頻：由調(diào)相實現(xiàn)調(diào)頻接調(diào)頻：由調(diào)相實現(xiàn)調(diào)頻 可變相移法：利用調(diào)制信號控制諧振回路或移相網(wǎng)絡的電抗或電阻來實現(xiàn)調(diào)相； 矢量合成法調(diào)相。第五節(jié)第五節(jié) 調(diào)相電路調(diào)相電路一、調(diào)相方法的分類一、調(diào)相方法的分類1、可變移相法調(diào)相；、可變移相法調(diào)相； 2、可變時延法調(diào)相；、可變時延法調(diào)相；3、矢量合成法調(diào)相。、矢量合成法調(diào)相。因為因為調(diào)相電路輸入的載波振蕩信號可采用頻率穩(wěn)定度很調(diào)相電路

58、輸入的載波振蕩信號可采用頻率穩(wěn)定度很高的晶體振蕩器高的晶體振蕩器，所以，所以采用調(diào)相電路實現(xiàn)間接調(diào)頻，可采用調(diào)相電路實現(xiàn)間接調(diào)頻，可以提高調(diào)頻電路中心頻率的穩(wěn)定度以提高調(diào)頻電路中心頻率的穩(wěn)定度。在實際應用中，間。在實際應用中，間接調(diào)頻是一種應用較為廣泛的方式。接調(diào)頻是一種應用較為廣泛的方式。調(diào)相的實現(xiàn)方法調(diào)相的實現(xiàn)方法:矢量合成法調(diào)相矢量合成法調(diào)相可變移相法調(diào)相可變移相法調(diào)相可變時延法調(diào)相可變時延法調(diào)相一、一、 可變移相法調(diào)相電路可變移相法調(diào)相電路可控的移相網(wǎng)絡可控的移相網(wǎng)絡tUccmcos)(tu )(cos)(tkutUtuccmPM可控移相網(wǎng)絡有多種實現(xiàn)電路，其中應用最廣的是由可控移相網(wǎng)

59、絡有多種實現(xiàn)電路，其中應用最廣的是由變?nèi)葑內(nèi)荻O管二極管和電感組成的調(diào)諧回路。和電感組成的調(diào)諧回路。)(tku 調(diào)相電路 將載波振蕩信號通過將載波振蕩信號通過受調(diào)制信號電壓控制的相移網(wǎng)絡受調(diào)制信號電壓控制的相移網(wǎng)絡，即可實現(xiàn)，即可實現(xiàn)調(diào)相。調(diào)相?？煽叵嘁凭W(wǎng)絡有多種實現(xiàn)電路，其中應用最廣的是由變?nèi)荻O管可控相移網(wǎng)絡有多種實現(xiàn)電路，其中應用最廣的是由變?nèi)荻O管組成的相移網(wǎng)絡，例如由電感組成的相移網(wǎng)絡，例如由電感L和變?nèi)荻O管組成的單調(diào)諧回路。和變?nèi)荻O管組成的單調(diào)諧回路。1、組成方框圖、組成方框圖晶體晶體振蕩器振蕩器可控移可控移相網(wǎng)絡相網(wǎng)絡調(diào)相波調(diào)相波2、基本原理、基本原理二、可變移相法調(diào)相電路二

60、、可變移相法調(diào)相電路載波載波輸入輸入一、變?nèi)荻O管調(diào)相電路一、變?nèi)荻O管調(diào)相電路)(1)(1)(03303tuCRtiCtutt 113333 CRCR即即當當113333 CRCR即即當當R3C3電路對調(diào)制信號構(gòu)成積分電路電路對調(diào)制信號構(gòu)成積分電路實際加到變?nèi)荻O管上的調(diào)制電壓實際加到變?nèi)荻O管上的調(diào)制電壓u u(t) (t) 為為 就構(gòu)成間接調(diào)頻。就構(gòu)成間接調(diào)頻。1.電路組成電路組成構(gòu)成調(diào)相電路。構(gòu)成調(diào)相電路。)(tuUuQr+u (t)下圖是變?nèi)荻O管單調(diào)諧回路調(diào)相電路。其中可控相移網(wǎng)絡是由變?nèi)菹聢D是變?nèi)荻O管單調(diào)諧回路調(diào)相電路。其中可控相移網(wǎng)絡是由變?nèi)荻O管和電感二極管和電感L L組成