1、( )( )( )cosccfcmttk u tt式中式中kf為比例常數(shù)，為比例常數(shù)，m為最大角頻偏。為最大角頻偏。調(diào)頻信號的瞬時角頻率為：調(diào)頻信號的瞬時角頻率為： 調(diào)制信號為調(diào)制信號為 u(t)=Umcost 載波信號為載波信號為 uc=Ucmcosct復(fù)習(xí)：調(diào)頻信號的參數(shù)與波形復(fù)習(xí)：調(diào)頻信號的參數(shù)與波形調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)0( )( )sinsin( )tmccfctdtttmtt 00( )( )ttd 調(diào)頻信號的瞬時相位調(diào)頻信號的瞬時相位 式中式中,0為信號的起始角頻率。當(dāng)為信號的起始角頻率。當(dāng)0=0時，時，式中，式中，mf 為調(diào)頻指數(shù)。此處，也是最大相偏。為調(diào)頻指數(shù)。此處，也是最

2、大相偏。調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)sin()cos(sin) Refejmtj tFMCcfCutUt mtUe e 單音單音FM波的表示式為：波的表示式為：mfm最大角頻偏、調(diào)頻指數(shù)與調(diào)制信號角頻率之最大角頻偏、調(diào)頻指數(shù)與調(diào)制信號角頻率之間的關(guān)系式為：間的關(guān)系式為：調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)FfMM 調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)各邊頻分量振幅值與對應(yīng)階貝塞爾函數(shù)成正比。各邊頻分量振幅值與對應(yīng)階貝塞爾函數(shù)成正比。各階貝塞爾函數(shù)隨各階貝塞爾函數(shù)隨mf增大變化的規(guī)律均是衰減增大變化的規(guī)律均是衰減振蕩振蕩, 能量較為集中。能量較為集中。調(diào)頻信號調(diào)頻信號u uFMFM( (t t) )在電阻在電阻R RL L

3、上消耗的平均功率為上消耗的平均功率為22222()1()2()112FMAMLFMcnfnLnfnFMccLutPRPUJmRJmPUPR調(diào)頻波的功率調(diào)頻波的功率調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)22222()1()2()112FMAMLFMcnfnLnfnFMccLutPRPUJmRJmPUPR 調(diào)頻波與調(diào)相波的比較表調(diào)頻波與調(diào)相波的比較表 調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)FfM 調(diào)角波的性質(zhì)調(diào)角波的性質(zhì)第十六講第十六講 直接調(diào)頻直接調(diào)頻16.1 16.1 調(diào)頻電路概述調(diào)頻電路概述16.2 16.2 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路16.3 16.3 非正弦波振蕩器直接調(diào)頻非正弦波振蕩器直接調(diào)頻直

4、接調(diào)頻直接調(diào)頻16.1 16.1 調(diào)頻電路概述調(diào)頻電路概述1 1直接調(diào)頻法直接調(diào)頻法 用調(diào)制電壓直接控制振蕩器的振蕩頻率用調(diào)制電壓直接控制振蕩器的振蕩頻率, ,使振蕩頻率使振蕩頻率f(t)f(t)按調(diào)制電壓的規(guī)律變化。按調(diào)制電壓的規(guī)律變化。調(diào)頻方法調(diào)頻方法頻率調(diào)制的方式有頻率調(diào)制的方式有 : : 直接調(diào)頻直接調(diào)頻 間接調(diào)頻間接調(diào)頻直接調(diào)頻直接調(diào)頻2 2間接調(diào)頻法間接調(diào)頻法 先對調(diào)制信號進(jìn)行積分先對調(diào)制信號進(jìn)行積分, 得到得到u1(t)=t0u(t)dt將將u1(t)作為調(diào)制信號進(jìn)行調(diào)相作為調(diào)制信號進(jìn)行調(diào)相, 則得到則得到:u(t)=Ucmcosct+kpu1(t) =Ucmcos ct+kpt

5、0u(t)dt實現(xiàn)了調(diào)頻實現(xiàn)了調(diào)頻, 稱為間接調(diào)頻。稱為間接調(diào)頻。直接調(diào)頻直接調(diào)頻圖16-1 間接調(diào)頻直接調(diào)頻直接調(diào)頻16.1.2 調(diào)頻電路的主要性能指標(biāo)調(diào)頻電路的主要性能指標(biāo) dudSf 1 調(diào)頻線性性調(diào)頻線性性 調(diào)頻電路輸出信號的瞬時頻偏與調(diào)制電壓調(diào)頻電路輸出信號的瞬時頻偏與調(diào)制電壓的關(guān)系稱為調(diào)頻特性。的關(guān)系稱為調(diào)頻特性。2 調(diào)頻靈敏度調(diào)頻靈敏度 單位調(diào)制電壓變化產(chǎn)生的角頻偏稱為調(diào)頻單位調(diào)制電壓變化產(chǎn)生的角頻偏稱為調(diào)頻靈敏度靈敏度Sf。理想調(diào)頻特性應(yīng)該是線性的。理想調(diào)頻特性應(yīng)該是線性的。 直接調(diào)頻直接調(diào)頻 圖16-2 調(diào)頻特性曲線 U0f dudSf 直接調(diào)頻直接調(diào)頻 實際電路的調(diào)頻特性是

6、非線性的實際電路的調(diào)頻特性是非線性的, 其中線性其中線性部分能夠?qū)崿F(xiàn)的最大頻偏稱為最大線性頻偏。部分能夠?qū)崿F(xiàn)的最大頻偏稱為最大線性頻偏。 3 最大線性調(diào)制頻偏最大線性調(diào)制頻偏(簡稱最大線性頻偏簡稱最大線性頻偏) 4載頻穩(wěn)定度載頻穩(wěn)定度 調(diào)頻電路的載頻調(diào)頻電路的載頻(即中心頻率即中心頻率)穩(wěn)定性是接穩(wěn)定性是接收電路能夠正常接收而且不會造成鄰近信道互收電路能夠正常接收而且不會造成鄰近信道互相干擾的重要保證。相干擾的重要保證。直接調(diào)頻直接調(diào)頻)1 ()0(BjjUuCC 為變?nèi)葜笖?shù)為變?nèi)葜笖?shù), j（0）為外加電壓為外加電壓u時時的結(jié)電容值的結(jié)電容值, UB為結(jié)的內(nèi)建電位差。為結(jié)的內(nèi)建電位差。 16.

7、 2 16. 2 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路結(jié)電容結(jié)電容C Cj j為：為：1 1 變?nèi)荻O管調(diào)頻原理變?nèi)荻O管調(diào)頻原理 變?nèi)荻O管是利用結(jié)的結(jié)電容隨反向變?nèi)荻O管是利用結(jié)的結(jié)電容隨反向電壓變化這一特性制成的一種壓控電抗元件。電壓變化這一特性制成的一種壓控電抗元件。直接調(diào)頻直接調(diào)頻圖16-3 變?nèi)荻O管的符號及特性 變?nèi)荻O管必須工作在反向偏壓狀態(tài)變?nèi)荻O管必須工作在反向偏壓狀態(tài), 工工作時需加負(fù)的靜態(tài)直流偏壓作時需加負(fù)的靜態(tài)直流偏壓UQ。)cos1 ()1 ()1 (tmcxcUuuccjQjQQBjQj 若交流控制電壓若交流控制電壓u為正弦信號為正弦信號, 變?nèi)莨苌献內(nèi)莨?/p>

8、上的電壓為的電壓為:u=-(UQ+u)=-(UQ+U m cos t)直接調(diào)頻直接調(diào)頻1)(QBmUUUm結(jié)電容調(diào)制度結(jié)電容調(diào)制度其中靜態(tài)結(jié)構(gòu)電容其中靜態(tài)結(jié)構(gòu)電容)1 ()0(BQjjQUUCc為歸一化調(diào)制電壓tmUUuxBQcos直接調(diào)頻直接調(diào)頻Rb2Rb1ReEcCcLCcVDuEQCbLcCjL(a)(b)Cc圖16-4 變?nèi)莨茏鳛榛芈房傠娙萑拷尤牖芈?2 2 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻性能分析變?nèi)荻O管直接調(diào)頻性能分析（1 1）C Cj j為回路總電容為回路總電容直接調(diào)頻直接調(diào)頻 若變?nèi)莨苌霞尤糇內(nèi)莨苌霞觰 u( (t t),),就會使得就會使得C Cj j隨時間隨時間變化（時變電容）變化（

9、時變電容）, , 此時振蕩頻率為此時振蕩頻率為/2/211( )(1cos)(1cos)cjQtmtmtLCLC在上式中在上式中, ,若若=2=2, ,則得則得( )(1cos)( )cctmtt 直接調(diào)頻直接調(diào)頻一般情況下一般情況下,2,可以展開成冪級數(shù)可以展開成冪級數(shù)忽略高次項忽略高次項, ,上式可近似為上式可近似為222( )(1)cos8 22(1)cos28 2coscos2ccccccmmtmmtmttt 直接調(diào)頻直接調(diào)頻tcosm)12(2!21tcosm21)t (22 c二次諧波失真系數(shù)可用下式求出二次諧波失真系數(shù)可用下式求出:221(1)4 2mfmKmc2ccmm)12(

10、81m2 中中心心頻頻率率偏偏移移量量最最大大角角頻頻偏偏直接調(diào)頻直接調(diào)頻 當(dāng)變?nèi)荻O管選定后，增大當(dāng)變?nèi)荻O管選定后，增大m, ,可以增可以增大相對角頻偏，但同時也增大了非線性失大相對角頻偏，但同時也增大了非線性失真及中心角頻率的偏移量。也就是說調(diào)頻真及中心角頻率的偏移量。也就是說調(diào)頻波能達(dá)到的最大相對角頻偏受到了限制。波能達(dá)到的最大相對角頻偏受到了限制。 當(dāng)當(dāng)m選定后，提高載波頻率可以增大最選定后，提高載波頻率可以增大最大角頻偏值。大角頻偏值。直接調(diào)頻直接調(diào)頻圖16-5 高頻信號對電容的影響電容量隨高頻電壓變化212212(1cos)jjQQCCCCCCCCCCmtC 圖16-6 部分接入

11、L C1C2Cj21212222111221()231(1 )18421( 1) ( 1)cQQCCLCCCApAppppppppp 振蕩頻率為振蕩頻率為 （2 2）C Cj j作為回路部分電容接入回路作為回路部分電容接入回路直接調(diào)頻直接調(diào)頻16.3 16.3 非正弦波振蕩器直接調(diào)頻非正弦波振蕩器直接調(diào)頻 調(diào)頻非正弦波轉(zhuǎn)換為調(diào)頻正弦波的理論基調(diào)頻非正弦波轉(zhuǎn)換為調(diào)頻正弦波的理論基礎(chǔ)是傅立葉級數(shù)。它們的基頻分量為調(diào)頻正弦礎(chǔ)是傅立葉級數(shù)。它們的基頻分量為調(diào)頻正弦波。波。 張馳振蕩器可形成調(diào)頻方波和調(diào)頻三角波張馳振蕩器可形成調(diào)頻方波和調(diào)頻三角波發(fā)生器。屬調(diào)頻非正弦波發(fā)生器。發(fā)生器。屬調(diào)頻非正弦波發(fā)生器

12、。 調(diào)頻非正弦波發(fā)生器加低通濾波器可以實調(diào)頻非正弦波發(fā)生器加低通濾波器可以實現(xiàn)直接調(diào)頻現(xiàn)直接調(diào)頻。直接調(diào)頻直接調(diào)頻圖16-7 三角波變?yōu)檎也ㄗ儞Q特性 UmuoUmuTuTttuo000UT 例例16-1 畫出圖所示中心頻率為畫出圖所示中心頻率為360MHz的的變?nèi)荻O管壓控振蕩器中晶體管的直流通變?nèi)荻O管壓控振蕩器中晶體管的直流通路和高頻振蕩回路路和高頻振蕩回路, 變?nèi)荻O管的直流偏置變?nèi)荻O管的直流偏置電路和低頻控制回路。電路和低頻控制回路。 直接調(diào)頻直接調(diào)頻解解: 晶體管直流晶體管直流通路通路, 需將所有需將所有電容開路、電容開路、 電感電感短路。變?nèi)荻O短路。變?nèi)荻O管開路（因為它管開

13、路（因為它工作在反偏狀工作在反偏狀態(tài)）。態(tài)）。直接調(diào)頻直接調(diào)頻 畫變?nèi)荻O管直流偏置電路畫變?nèi)荻O管直流偏置電路, 需將與變?nèi)菪鑼⑴c變?nèi)荻O管有關(guān)的電容開路二極管有關(guān)的電容開路, 電感短路電感短路, 晶體管的晶體管的作用可用一個等效電阻表示。作用可用一個等效電阻表示。 由于變?nèi)萦捎谧內(nèi)荻O管的反向二極管的反向電阻很大電阻很大, 可以可以將其它和它相將其它和它相連的電阻作近連的電阻作近似處理。似處理。直接調(diào)頻直接調(diào)頻 畫高頻振蕩回路與低頻控制回路前畫高頻振蕩回路與低頻控制回路前, 應(yīng)仔應(yīng)仔細(xì)分析每個電容與電感的作用。細(xì)分析每個電容與電感的作用。 保留工作電保留工作電容與工作電感容與工作電感, 將

14、將耦合電容與旁路耦合電容與旁路電容短路電容短路, 高扼圈高扼圈開路開路, 直流電源與直流電源與地短路。地短路。直接調(diào)頻直接調(diào)頻 對于低頻控制通對于低頻控制通路路, 需將與變?nèi)荻O需將與變?nèi)荻O管有關(guān)的電感短路，管有關(guān)的電感短路，除了低頻耦合或旁路除了低頻耦合或旁路電容短路外電容短路外, 其它電其它電容開路容開路, 直流電源與直流電源與地短路。地短路。直接調(diào)頻直接調(diào)頻 工作電容與工作電感是按照振蕩器組成法工作電容與工作電感是按照振蕩器組成法則設(shè)置的；耦合電容起隔直流和交流耦合作則設(shè)置的；耦合電容起隔直流和交流耦合作用用, 旁路電容對電阻起旁路作用旁路電容對電阻起旁路作用, 高扼圈對直高扼圈對直流和低頻信號提供通路流和低頻信號提供通路, 對高頻信號起阻擋作對高頻信