1、第七章角度調(diào)制電路 通信、廣播電視、導航、雷達、遙測遙控等都是通信、廣播電視、導航、雷達、遙測遙控等都是利用電磁波來傳送信息的。與振幅調(diào)制一樣，角度調(diào)制利用電磁波來傳送信息的。與振幅調(diào)制一樣，角度調(diào)制也是無線電傳送信息的重要方式。與振幅調(diào)制相比，角也是無線電傳送信息的重要方式。與振幅調(diào)制相比，角度調(diào)制具有抗干擾能力強和較高的載波功率利用系數(shù)等度調(diào)制具有抗干擾能力強和較高的載波功率利用系數(shù)等優(yōu)點，但占有更寬的傳送頻帶。調(diào)頻主要應(yīng)用于調(diào)頻廣優(yōu)點，但占有更寬的傳送頻帶。調(diào)頻主要應(yīng)用于調(diào)頻廣播、廣播電視、通信及遙測遙控等；調(diào)相主要用于數(shù)字播、廣播電視、通信及遙測遙控等；調(diào)相主要用于數(shù)字通信系統(tǒng)中的移相

2、鍵控通信系統(tǒng)中的移相鍵控 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 角度調(diào)制是高頻振蕩的振幅角度調(diào)制是高頻振蕩的振幅Um保持不變，而角度卻以保持不變，而角度卻以一定的關(guān)系隨調(diào)制信號一定的關(guān)系隨調(diào)制信號u(t)變化。如果振蕩的瞬時角頻率隨變化。如果振蕩的瞬時角頻率隨u(t)作線性變化，則已調(diào)波稱為調(diào)頻波。這種調(diào)制稱頻率調(diào)作線性變化，則已調(diào)波稱為調(diào)頻波。這種調(diào)制稱頻率調(diào)制，常用制，常用FM表示；如果振蕩的瞬時相位隨表示；如果振蕩的瞬時相位隨u(t)作線性變化，作線性變化，則已調(diào)波稱為調(diào)相波。這種調(diào)制稱相位調(diào)制，常用則已調(diào)波稱為調(diào)相波。這種調(diào)制稱相位調(diào)制，常用PM表示。表示。這兩種調(diào)制都表現(xiàn)為高頻振蕩波的總瞬時相角受

3、到調(diào)制，故這兩種調(diào)制都表現(xiàn)為高頻振蕩波的總瞬時相角受到調(diào)制，故將將FM和和PM統(tǒng)稱為角度調(diào)制。統(tǒng)稱為角度調(diào)制。 概述概述任意正弦波信號：任意正弦波信號： )()()(tCOSUtCOSUtuomooomo frequency modulation FM :)()(tuktfc phase modulation PM: )()(tukttpo 角度調(diào)制角度調(diào)制 調(diào)頻波的波形調(diào)頻波的波形FM FM 、 PM PM ：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)制調(diào)制信息寄生于已調(diào)波的頻率和相位變化中信息寄生于已調(diào)波的頻率和相位變化中 FM，PM vAM

4、概述概述調(diào)角信號的分析調(diào)角信號的分析瞬時頻率和瞬時相位瞬時頻率和瞬時相位關(guān)關(guān)系系瞬瞬時時頻頻率率與與瞬瞬時時相相角角的的 todtttdttdt0)()()()( 如果設(shè)高頻載波信號為如果設(shè)高頻載波信號為 ： ( )cos()cos ( )oomooomu tUtUto 振幅，振幅， 其中：其中： oot)t ( , 總相角，總相角，Uom角頻率，角頻率， o 為初相角為初相角 調(diào)制信號：調(diào)制信號： tUtu cos)(（1）調(diào)頻）調(diào)頻FM：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 其中：其中： : 載波角頻率，載波角頻率，

5、FM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， fk)()(tutkf 單位調(diào)制信號振幅引起的頻率偏移單位調(diào)制信號振幅引起的頻率偏移 .設(shè)：載波：設(shè)：載波：tUtuoomo cos)( 頻率調(diào)制頻率調(diào)制最大頻偏最大頻偏 UktukFFmmax| )(| 另外，由瞬時頻率與所對應(yīng)的瞬時相位的關(guān)系，若設(shè)另外，由瞬時頻率與所對應(yīng)的瞬時相位的關(guān)系，若設(shè) 0 o 則有：則有： tttoFoFttdttuktdttukdttt0000)()()()()( )()(tuktF ,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，

6、表示瞬時頻率相對于載波頻率的偏移 .頻率調(diào)制頻率調(diào)制最大相位偏移：最大相位偏移： UktFmmax| )( 一般令一般令 mfm ，稱為，稱為FM波的調(diào)頻指數(shù)，波的調(diào)頻指數(shù)，一般調(diào)頻信號的一般調(diào)頻信號的數(shù)學表達式：數(shù)學表達式： 其中：其中： )t( ：瞬時相位偏移，瞬時相位偏移， tUkdttuktFtF sin)()(0 頻率調(diào)制頻率調(diào)制所以有：所以有： tmtUtUktUdttuktUtufoFotFoFM sincossincos)(cos)(0 注意：與注意：與AM波不同，波不同，m f 一般可大于一般可大于1，且且m f 越大，抗干擾性能越大，抗干擾性能 越好，但頻帶越寬。越好，但頻

7、帶越寬。 對于單一頻率調(diào)制的對于單一頻率調(diào)制的FM波，由于波，由于 tUtu cos)(頻率調(diào)制頻率調(diào)制（2）調(diào)相）調(diào)相PM：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：)()()(tttukttopo 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， )()(tutkp ，單位調(diào)制信號振幅引起的相位偏移單位調(diào)制信號振幅引起的相位偏移.相位調(diào)制相位調(diào)制 調(diào)制信號：調(diào)制信號： tUtu cos)(設(shè)：載波：設(shè)：載波：tUtuoomo cos)( 最大相位移：最大相位移： pppmmUktuk max| )( （調(diào)相指數(shù)調(diào)

8、相指數(shù)）)()()()(tdttdukdttdtopo 另外，由瞬時相位與所對應(yīng)的瞬時頻率之間的關(guān)系，可得：另外，由瞬時相位與所對應(yīng)的瞬時頻率之間的關(guān)系，可得： )()(tuktp ：瞬時相位偏移瞬時相位偏移，即，即 )(t 相對于相對于 to 的偏移量。的偏移量。相位調(diào)制相位調(diào)制式中：式中： dttduktp)()( ； PM波波瞬時頻偏瞬時頻偏最大頻偏最大頻偏: Ukdttdukppmmax|)(| PM波的表達式為：波的表達式為： )(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)(的的PM波：波： coscoscoscostmtUtUktUup

9、opoPM 相位調(diào)制相位調(diào)制調(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mp mmmf（1）FM波波： Ukfm Ukmff（2）PM波波： Ukpm Ukmpp可以看出調(diào)相制的信號帶寬隨調(diào)制信號頻率的升高而增加，而調(diào)可以看出調(diào)相制的信號帶寬隨調(diào)制信號頻率的升高而增加，而調(diào) 頻波則不變，有時把調(diào)頻制叫做恒定帶寬調(diào)制。頻波則不變，有時把調(diào)頻制叫做恒定帶寬調(diào)制。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 如果用如果用m代替代替mf 或或 mp ，把，把 FM 和和 PM信號用統(tǒng)一的調(diào)角信號來表示信號用統(tǒng)一的調(diào)角信號來表示且令且令 0 o ，則單位頻率調(diào)制的調(diào)角信號的表示式可統(tǒng)一，則單位頻

10、率調(diào)制的調(diào)角信號的表示式可統(tǒng)一 表達成為：表達成為： sincos)(tmtUtuo （利用三角公式：（利用三角公式： )sinsincoscos)cos( 可展開成以下級數(shù)：可展開成以下級數(shù)： 1204202cos)(2)(4cos)(22cos)(2)()sincos(nntnmJmJtmJtmJmJtm 012531)12cos()(25sin)(23sin)(2)(2)sinsin(nntnmJtmJtmJmJtm調(diào)角波的頻譜和帶寬調(diào)角波的頻譜和帶寬 01212sin) 12sin()(2cos2cos)(2)()(nononnottnmJUttnmJmJUtu 又利用三角函數(shù)積化和差

11、公式：又利用三角函數(shù)積化和差公式： )cos(21)cos(21sinsin)cos(21)cos(21coscos 所以上式最終可表示為：所以上式最終可表示為： nontnmJUtu)cos()()( 式中：式中： )(mJn稱為第一類稱為第一類Bessel function，當，當m，n一定時，一定時， )(mJn為定系數(shù)，其值可以由曲線和函數(shù)表查出。所以：為定系數(shù)，其值可以由曲線和函數(shù)表查出。所以： 討論：在單一頻率信號調(diào)制下，調(diào)角信號頻譜具有的特點：討論：在單一頻率信號調(diào)制下，調(diào)角信號頻譜具有的特點： 1 FM/PM 信號的頻譜由載頻信號的頻譜由載頻 o 和無限對上，下邊頻分量和無限對

12、上，下邊頻分量 )( no 組成組成. 其中：其中： o 分量：分量： UmJo)(，其大小決定于，其大小決定于m : 上上,下邊頻分量下邊頻分量 )( no UmJn)(,與與m和和n的大小有關(guān)。的大小有關(guān)。調(diào)角波的頻譜和帶寬調(diào)角波的頻譜和帶寬o調(diào)制信號調(diào)制信號u載波載波uoo- -FM / PM的頻譜的頻譜o+o+2o+3o+4o- -2o- -3o- -4o一般有一般有 :值值越越大大所所占占頻頻帶帶越越寬寬一一定定時時當當不不計計高高次次邊邊頻頻分分量量可可以以忽忽略略一一定定時時當當mmJmnmJnmnn,)(:, 0)(: 調(diào)角波的頻譜和帶寬調(diào)角波的頻譜和帶寬2由第一類由第一類Be

13、ssel function的性質(zhì)：的性質(zhì)： )()1()(mJmJnnn 所以有所以有 : 為為奇奇數(shù)數(shù)為為偶偶數(shù)數(shù)nmJmJnmJmJnnnn),()(),()( 各邊頻分量與載頻分量之間的頻率間距為各邊頻分量與載頻分量之間的頻率間距為n ，且當，且當n為偶數(shù)時，上下為偶數(shù)時，上下邊頻分量符號相同，而當邊頻分量符號相同，而當n=奇數(shù)時，上下邊頻分量符號相反。奇數(shù)時，上下邊頻分量符號相反。 調(diào)角波的頻譜和帶寬調(diào)角波的頻譜和帶寬調(diào)角信號的帶寬調(diào)角信號的帶寬 凡是振幅小于未調(diào)載波振幅的凡是振幅小于未調(diào)載波振幅的10%15%的邊的邊頻分量可以忽略不計。頻分量可以忽略不計。 15. 010. 0| )

14、(| mJn 實際上實際上可以把調(diào)角信號認為是有限帶寬的信號可以把調(diào)角信號認為是有限帶寬的信號，這取決于實際這取決于實際應(yīng)用中允許解調(diào)后信號的失真程度。應(yīng)用中允許解調(diào)后信號的失真程度。 工程上有兩種不同的準則：工程上有兩種不同的準則： (1) 比較精確的準則：比較精確的準則：FM信號的帶寬包括幅度大于未調(diào)載波振幅信號的帶寬包括幅度大于未調(diào)載波振幅1%以上的邊頻分量，即以上的邊頻分量，即 01. 0| )(| fnmJ如果在滿足上述條件下的最高邊頻的次數(shù)為如果在滿足上述條件下的最高邊頻的次數(shù)為n max，則，則FM信號的帶寬信號的帶寬為為 BFM=2nmax 或或 BFM=2nmaxF，其中其中

15、 2 F利用利用B e s s e l function可得近似公式可得近似公式: FmmBffFM) 1( 2 (2) 常用的工程準則：常用的工程準則： 由由Bessel function可得可得 BFM=2(mf+1)F對有限頻帶的調(diào)制信號，即對有限頻帶的調(diào)制信號，即F= F minF max， 調(diào)角信號的頻帶為：調(diào)角信號的頻帶為： maxmaxmax,2,10)1(2,12,1mFffBmFmBmFBmmm時時時時時時調(diào)角信號的帶寬調(diào)角信號的帶寬 對于調(diào)頻電路的性能指標，一般有以下幾方面的要求：對于調(diào)頻電路的性能指標，一般有以下幾方面的要求：l具有線性的調(diào)制特性。即已調(diào)波的瞬時頻率與調(diào)制

16、信號成線性關(guān)具有線性的調(diào)制特性。即已調(diào)波的瞬時頻率與調(diào)制信號成線性關(guān)系變化。系變化。l具有較高的調(diào)制靈敏度。即單位調(diào)制電壓所產(chǎn)生的振蕩頻率偏移具有較高的調(diào)制靈敏度。即單位調(diào)制電壓所產(chǎn)生的振蕩頻率偏移要大。要大。l最大頻率偏移最大頻率偏移fm與調(diào)制信號頻率無關(guān)。與調(diào)制信號頻率無關(guān)。l未調(diào)制的載波頻率未調(diào)制的載波頻率(即已調(diào)波的中心頻率即已調(diào)波的中心頻率)應(yīng)具有一定的頻率穩(wěn)定度。應(yīng)具有一定的頻率穩(wěn)定度。l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。實現(xiàn)調(diào)頻的方法可分為直接調(diào)頻和間接調(diào)頻兩大類實現(xiàn)調(diào)頻的方法可分為直接調(diào)頻和間接調(diào)頻兩大類 ：l直接調(diào)頻直接調(diào)頻l間接調(diào)頻間接調(diào)頻 第二節(jié)

17、第二節(jié) 調(diào)頻方法的概述調(diào)頻方法的概述在調(diào)制信號在調(diào)制信號 )(tu 的控制下，形成的的控制下，形成的FM波的表達式為：波的表達式為：)(cos)(0tfoFMdttuktUtu以上的過程為直接調(diào)頻以上的過程為直接調(diào)頻)(tu 調(diào)調(diào)頻頻器器 tFoFMdttuktUtu0)(cos)( FM,direct一、一、直接調(diào)頻直接調(diào)頻調(diào)頻方法的概述調(diào)頻方法的概述如果把如果把 )(tu 先積分后，再經(jīng)過調(diào)相器，也可得到對先積分后，再經(jīng)過調(diào)相器，也可得到對 )(tu 而言的調(diào)頻波，也稱為間接調(diào)頻。（而言的調(diào)頻波，也稱為間接調(diào)頻。（indirect frequency modulation）)(tu tdt

18、tu0)(積積分分調(diào)調(diào)相相 tpoFMdttuktUu0)(cos 二、間接調(diào)頻二、間接調(diào)頻 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(DRoUuCCj 1. 變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管 為利用為利用PN結(jié)的電容，結(jié)的電容，PN結(jié)應(yīng)工作在反向偏置狀態(tài)結(jié)應(yīng)工作在反向偏置狀態(tài). PN結(jié)反向偏置時，結(jié)電容會隨外加反向偏壓而變化，而專用的變?nèi)荻Y(jié)反向偏置時，結(jié)電容會隨外加反向偏壓而變化，而專用的變?nèi)荻O管，是經(jīng)過特殊工藝處理（控制半導體的摻雜濃度和摻雜的分布）使勢極管，是經(jīng)過特殊工藝處理（控制半導體的摻雜濃度和摻雜的分布）使勢壘電容能靈敏地隨反向偏置電壓的變化而呈現(xiàn)較大變化的壓控變?nèi)菰?/p>

19、件。壘電容能靈敏地隨反向偏置電壓的變化而呈現(xiàn)較大變化的壓控變?nèi)菰?。結(jié)電容結(jié)電容C j與反偏電壓與反偏電壓uR的關(guān)系：的關(guān)系：變?nèi)荻O管是利用半導體變?nèi)荻O管是利用半導體PN結(jié)的結(jié)電容隨反向電壓變化這一特性結(jié)的結(jié)電容隨反向電壓變化這一特性而制成的一種半導體二極管。它是一種電壓控制可變電抗元件。而制成的一種半導體二極管。它是一種電壓控制可變電抗元件。變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路式中式中Co： 0 Ru時的電容值（零偏置電容）時的電容值（零偏置電容）:Ru反向偏置電壓，反向偏置電壓，UD：PN結(jié)勢壘電位差。結(jié)勢壘電位差。 V3 .0:GeV7 .0:Si ：結(jié)電容變化指數(shù)，通常：結(jié)

20、電容變化指數(shù)，通常=1/21/3. 可以看出可以看出C j與與uR之間是非線性關(guān)系，即之間是非線性關(guān)系，即變?nèi)荻O管屬于非線性電變?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，產(chǎn)生的噪聲量級也較小，是容，這種非線性電容基本上不消耗能量，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。較理想的高效率，低噪聲非線性電容。變?nèi)荻O管直接調(diào)頻的原理電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻的原理電路變?nèi)荻O管調(diào)頻電路變?nèi)荻O管調(diào)頻電路 tmCtmUUCtUUUUUUCUtUUCUtUUCCjQDooDDoDDoDojcos1cos11cos1cos1)cos(10000設(shè)在變?nèi)荻O管上加一個靜態(tài)工作電

21、壓設(shè)在變?nèi)荻O管上加一個靜態(tài)工作電壓Uo和一個單頻調(diào)制信號和一個單頻調(diào)制信號 tUtu cos)(，則結(jié)反偏電壓：，則結(jié)反偏電壓： tUUtuUtuooR cos)()(而結(jié)電容：而結(jié)電容： 上式表示的是變?nèi)荻O管的結(jié)電容與調(diào)制電壓的關(guān)系。上式表示的是變?nèi)荻O管的結(jié)電容與調(diào)制電壓的關(guān)系。 其中：其中： DojQUUCC 10為為靜態(tài)工作點的結(jié)電容。靜態(tài)工作點的結(jié)電容。 oDUUUm 表示結(jié)電容調(diào)制深度的表示結(jié)電容調(diào)制深度的調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)。 CjuRUQuRtC jtCjQ 變?nèi)荻O管調(diào)頻器的瞬時頻率與調(diào)制電壓的關(guān)系由振蕩變?nèi)荻O管調(diào)頻器的瞬時頻率與調(diào)制電壓的關(guān)系由振蕩回路決定。回路決定。 振

22、蕩回路等效電路振蕩回路等效電路變?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 設(shè)設(shè)C1未接入，未接入，Cc較大，即回路的總電容僅是變?nèi)荻O管的較大，即回路的總電容僅是變?nèi)荻O管的結(jié)電容，其等效回路如圖結(jié)電容，其等效回路如圖(b)所示。并認為加在變?nèi)荻O管上所示。并認為加在變?nèi)荻O管上的高頻電壓很小，可忽略其對變?nèi)荻O管電容量變化的影響，的高頻電壓很小，可忽略其對變?nèi)荻O管電容量變化的影響，則瞬時振蕩角頻率為則瞬時振蕩角頻率為 (t)= jCL11因為未加調(diào)制信號時的載波頻率因為未加調(diào)制信號時的載波頻率c= ，所以，所以2221)(

23、1cos1)cos1 ()cos1 (11)(QDcQDmccjQVUtutVUUtmtmCLtjQCL11根據(jù)調(diào)頻的要求，當變?nèi)荻O管的結(jié)電容作為回路總電容時，根據(jù)調(diào)頻的要求，當變?nèi)荻O管的結(jié)電容作為回路總電容時，實現(xiàn)線性調(diào)頻的條件是變?nèi)荻O管的電容變化系數(shù)實現(xiàn)線性調(diào)頻的條件是變?nèi)荻O管的電容變化系數(shù)=2。變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路若變?nèi)荻O管的電容變化系數(shù)若變?nèi)荻O管的電容變化系數(shù)不等于不等于2 ，會產(chǎn)生什么樣的結(jié)，會產(chǎn)生什么樣的結(jié)果呢果呢?下面以單頻調(diào)制為例來進行分析說明。下面以單頻調(diào)制為例來進行分析說明。設(shè)設(shè)u(t)=Umcost則則 (t)=c(1+mcost) 2

24、3222)cos(! 322122 cos! 2122cos21)cos1 (tmtmtmtm變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路 通常通常m1，上列級數(shù)是收斂的。因此，可以忽略三次方，上列級數(shù)是收斂的。因此，可以忽略三次方項以上的各項，則項以上的各項，則tmtmmtmtmtmtmtmtccc2222222222cos128cos21281 cos4cos8cos21 cos! 2122cos21)(從上式可知，對于變?nèi)荻O管調(diào)頻器，若使用的變?nèi)荻O管的變從上式可知，對于變?nèi)荻O管調(diào)頻器，若使用的變?nèi)荻O管的變?nèi)菹禂?shù)容系數(shù)2，則輸出調(diào)頻波會產(chǎn)生非線性失真和中心頻率偏移。，則輸出調(diào)頻波會

25、產(chǎn)生非線性失真和中心頻率偏移。 2、變?nèi)荻O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管的結(jié)電容作為回路總電容的調(diào)頻電路的中心變?nèi)荻O管的結(jié)電容作為回路總電容的調(diào)頻電路的中心頻率穩(wěn)定度較差，這是因為中心頻率頻率穩(wěn)定度較差，這是因為中心頻率fc決定于變?nèi)荻O管結(jié)決定于變?nèi)荻O管結(jié)電容的穩(wěn)定性。當溫度變化或反向偏壓電容的穩(wěn)定性。當溫度變化或反向偏壓VQ不穩(wěn)時會引起結(jié)不穩(wěn)時會引起結(jié)電容的變化，它又會引起中心頻率較大變化。為了減小中心電容的變化，它又會引起中心頻率較大變化。為了減小中心頻率不穩(wěn)，提高中心頻率穩(wěn)定度，通常采用部分接入的辦法頻率不穩(wěn)，提高中心頻率穩(wěn)定度，通常采用部分接入的辦法

26、來改善性能。來改善性能。 變?nèi)荻O管部分接入振蕩回路的等效電路如圖所示。變變?nèi)荻O管部分接入振蕩回路的等效電路如圖所示。變?nèi)荻O管和容二極管和Cc串聯(lián)，再和串聯(lián)，再和C1并聯(lián)構(gòu)成振蕩回路總電容并聯(lián)構(gòu)成振蕩回路總電容CC=jcjcCCCCC1 C= 加調(diào)制信號加調(diào)制信號u(t)=Umcost后，總回路電容后，總回路電容C為為jQcjQcjQcjQcCtmCCCCtmCCtmCCCC)cos1 ( )cos1 ()cos1 (11相應(yīng)的調(diào)頻特性方程為相應(yīng)的調(diào)頻特性方程為=1L1C=1L1C1+CcCjQCc(1+mcost)+CjQ 調(diào)頻特性取決于回路的總電容調(diào)頻特性取決于回路的總電容C，而，而C

27、可以看成一個等效的變?nèi)荻O管，可以看成一個等效的變?nèi)荻O管，C隨調(diào)制電壓隨調(diào)制電壓u(t)的變化規(guī)律不僅決定于變?nèi)荻O管的結(jié)電容的變化規(guī)律不僅決定于變?nèi)荻O管的結(jié)電容Cj隨調(diào)制電隨調(diào)制電壓壓u(t)的變化規(guī)律，而且還與的變化規(guī)律，而且還與C1和和Cc的大小有關(guān)。的大小有關(guān)。 第四節(jié)第四節(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 在某些對中心頻率穩(wěn)定度要求很高的場合，可以采用直在某些對中心頻率穩(wěn)定度要求很高的場合，可以采用直接對石英晶體振蕩器進行調(diào)頻。例如，在接對石英晶體振蕩器進行調(diào)頻。例如，在88MHz108MHz波段的調(diào)頻電臺，為了減小鄰近電臺的相互干擾，通常規(guī)定波段的調(diào)頻電臺，為了減

28、小鄰近電臺的相互干擾，通常規(guī)定各電臺調(diào)頻信號中心頻率的絕對穩(wěn)定度不劣于各電臺調(diào)頻信號中心頻率的絕對穩(wěn)定度不劣于2kHz，也就，也就是在整個波段，其相對頻率穩(wěn)定度不劣于是在整個波段，其相對頻率穩(wěn)定度不劣于10-5數(shù)量級。因而數(shù)量級。因而采用簡單的直接調(diào)頻振蕩器難于實現(xiàn)高穩(wěn)定度的要求。目前，采用簡單的直接調(diào)頻振蕩器難于實現(xiàn)高穩(wěn)定度的要求。目前，穩(wěn)定中心頻率的辦法有：穩(wěn)定中心頻率的辦法有：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；采用自動頻率微調(diào)電路；采用自動頻率微調(diào)電路；利用鎖相環(huán)路穩(wěn)頻。利用鎖相環(huán)路穩(wěn)頻。 石英晶體振蕩器直接調(diào)頻石英晶體振蕩器直接調(diào)頻 晶體振蕩器直接調(diào)頻電路通常

29、是將變?nèi)荻O管接入并聯(lián)晶體振蕩器直接調(diào)頻電路通常是將變?nèi)荻O管接入并聯(lián)型晶體振蕩器的回路中實現(xiàn)調(diào)頻。變?nèi)荻O管接入振蕩回路型晶體振蕩器的回路中實現(xiàn)調(diào)頻。變?nèi)荻O管接入振蕩回路有兩種形式。一種是與石英晶體相串聯(lián)，另一種是與石英晶有兩種形式。一種是與石英晶體相串聯(lián)，另一種是與石英晶體相并聯(lián)。無論哪一種形式，變?nèi)荻O管的結(jié)電容的變化均體相并聯(lián)。無論哪一種形式，變?nèi)荻O管的結(jié)電容的變化均會引起晶體振蕩器的振蕩頻率變化。變?nèi)荻O管與石英晶體會引起晶體振蕩器的振蕩頻率變化。變?nèi)荻O管與石英晶體串聯(lián)的聯(lián)接方式應(yīng)用得比較廣泛，其作用是改變振蕩支路中串聯(lián)的聯(lián)接方式應(yīng)用得比較廣泛，其作用是改變振蕩支路中的電抗，以

30、實現(xiàn)調(diào)頻。的電抗，以實現(xiàn)調(diào)頻。 石英晶體振蕩器直接調(diào)頻石英晶體振蕩器直接調(diào)頻 圖示是一個晶體振蕩器直接調(diào)頻電路，其中變?nèi)荻O管圖示是一個晶體振蕩器直接調(diào)頻電路，其中變?nèi)荻O管與晶體串聯(lián)聯(lián)接，與晶體串聯(lián)聯(lián)接，C4、C5、C6、C7對高頻短路，對高頻短路，ZL為高頻為高頻扼流圈。從高頻等效電路來看，它是一個典型的電容三點式扼流圈。從高頻等效電路來看，它是一個典型的電容三點式振蕩電路。晶體振蕩器的振蕩頻率只能在振蕩電路。晶體振蕩器的振蕩頻率只能在fq與與fp之間變化。之間變化。因為晶體的并聯(lián)諧振頻率與串聯(lián)諧振頻率相差很小，其調(diào)頻因為晶體的并聯(lián)諧振頻率與串聯(lián)諧振頻率相差很小，其調(diào)頻的頻偏不可能大。晶體

31、的并聯(lián)諧振頻率與串聯(lián)諧振頻率之差的頻偏不可能大。晶體的并聯(lián)諧振頻率與串聯(lián)諧振頻率之差為為 qqqpfCCff021石英晶體振蕩器直接調(diào)頻石英晶體振蕩器直接調(diào)頻石英晶體振蕩器直接調(diào)頻電路石英晶體振蕩器直接調(diào)頻電路 調(diào)頻波的最大頻偏為調(diào)頻波的最大頻偏為 fmqqfCC041最大相對頻偏為最大相對頻偏為 qmff041CCqCqC0的值一般為的值一般為10-310-4數(shù)量級，因此最大相對頻偏很難數(shù)量級，因此最大相對頻偏很難超過超過10-3。石英晶體振蕩器直接調(diào)頻石英晶體振蕩器直接調(diào)頻第五節(jié)第五節(jié) 調(diào)相電路調(diào)相電路 實現(xiàn)調(diào)相的方法通常有三類：一類是可變移相法調(diào)相；第二類是實現(xiàn)調(diào)相的方法通常有三類：一類

32、是可變移相法調(diào)相；第二類是可變時延法調(diào)相；第三類是矢量合成法調(diào)相?？勺儠r延法調(diào)相；第三類是矢量合成法調(diào)相。因為調(diào)相電路輸入的載波振蕩信號可采用頻率穩(wěn)定度很高的晶體因為調(diào)相電路輸入的載波振蕩信號可采用頻率穩(wěn)定度很高的晶體振蕩器，所以采用調(diào)相電路實現(xiàn)間接調(diào)頻，可以提高調(diào)頻電路中振蕩器，所以采用調(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。在實際應(yīng)用中，間接調(diào)頻是一種應(yīng)用較為廣泛心頻率的穩(wěn)定度。在實際應(yīng)用中，間接調(diào)頻是一種應(yīng)用較為廣泛的方式。的方式。調(diào)相電路調(diào)相電路一、可變移相法調(diào)相電路一、可變移相法調(diào)相電路 將載波振蕩信號電壓通過一個受調(diào)制信號電壓控制的相移網(wǎng)絡(luò)，將載波振蕩信號電壓通過一

33、個受調(diào)制信號電壓控制的相移網(wǎng)絡(luò)，即可以實現(xiàn)調(diào)相。可控相移網(wǎng)絡(luò)有多種實現(xiàn)電路。其中，應(yīng)用最即可以實現(xiàn)調(diào)相?？煽叵嘁凭W(wǎng)絡(luò)有多種實現(xiàn)電路。其中，應(yīng)用最廣的是變?nèi)荻O管調(diào)相電路。圖示電路是單回路變?nèi)荻O管調(diào)相廣的是變?nèi)荻O管調(diào)相電路。圖示電路是單回路變?nèi)荻O管調(diào)相電路。它是利用由電感電路。它是利用由電感L和變?nèi)荻O管組成的諧振回路的諧振頻率和變?nèi)荻O管組成的諧振回路的諧振頻率隨變?nèi)荻O管結(jié)電容變化而變化來實現(xiàn)調(diào)相的。圖中隨變?nèi)荻O管結(jié)電容變化而變化來實現(xiàn)調(diào)相的。圖中C1、C2對載對載波頻率波頻率c相當于短路，是耦合電容。它們的另一作用是起隔直作相當于短路，是耦合電容。它們的另一作用是起隔直作用，保證直

34、流電源能給變?nèi)荻O管提供直流偏壓。用，保證直流電源能給變?nèi)荻O管提供直流偏壓。C3的作用是保的作用是保證變?nèi)荻O管上能加上反向直流偏壓，而對于證變?nèi)荻O管上能加上反向直流偏壓，而對于c相當于短路。相當于短路。R1、R2是諧振回路對輸入和輸出端的隔離電阻；是諧振回路對輸入和輸出端的隔離電阻；R4直流電源與調(diào)制信直流電源與調(diào)制信號源之間的隔離電阻。號源之間的隔離電阻。 調(diào)相電路調(diào)相電路單回路變?nèi)荻O管調(diào)相電路單回路變?nèi)荻O管調(diào)相電路 調(diào)相電路調(diào)相電路 調(diào)相過程是，當調(diào)制電壓調(diào)相過程是，當調(diào)制電壓u(t)=0時，時，9V的直流電的直流電壓加在變?nèi)荻O管的負極，提供反向直流偏壓壓加在變?nèi)荻O管的負極，提供反向直流偏壓VQ=9V。在這種條件下，變?nèi)荻O管的結(jié)電容在這種條件