第8章角度調(diào)制與解調(diào)第一頁，共90頁。

由于頻率的變化和相位的變化都表現(xiàn)為總相角的變化，因此，將調(diào)頻和調(diào)相統(tǒng)稱為調(diào)角。因為相位是頻率的積分,故頻率的變化必將引起相位的變化,反之亦然,所以調(diào)頻信號與調(diào)相信號在時域特性、頻譜寬度、調(diào)制與解調(diào)的原理和實現(xiàn)方法等方面都有密切的聯(lián)系。

角度調(diào)制與解調(diào)屬于非線性頻率變換,比屬于線性頻率變換的振幅調(diào)制與解調(diào)在原理和電路實現(xiàn)上都要困難一些。第二頁，共90頁。

在模擬通信方面,調(diào)頻制比調(diào)相制更加優(yōu)越,故大都采用調(diào)頻制。 所以,本章在介紹電路時,以調(diào)頻電路、鑒頻(頻率解調(diào))電路為主題, 但由于調(diào)頻信號與調(diào)相信號的內(nèi)在聯(lián)系,調(diào)頻可以用調(diào)相電路間接實現(xiàn), 鑒頻也可以用鑒相(相位解調(diào),也稱相位檢波)電路間接實現(xiàn),所以實際上也介紹了一些調(diào)相與鑒相電路。第三頁，共90頁。8.1概述w0–Dwmw0+DwmAMFM第四頁，共90頁。調(diào)頻波的指標(biāo)寄生調(diào)幅頻譜寬度抗干擾能力8.1概述第五頁，共90頁。幅度調(diào)制角度調(diào)制調(diào)頻FM調(diào)相PM載波信號的受控參量振幅頻率相位解調(diào)方式相干解調(diào)或非相干解調(diào)鑒頻或頻率檢波鑒相或相位檢波解調(diào)方式的差別頻譜線性搬移頻譜結(jié)構(gòu)無變化頻譜非線性頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化屬于非線性頻率變換特點頻帶窄頻帶利用率高頻帶寬頻帶利用不經(jīng)濟、抗干擾性強用途廣播電視通信遙測數(shù)字通信調(diào)幅AM8.1概述第六頁，共90頁。圖10.1.1利用波形變換電路進(jìn)行鑒頻8.1概述將等幅的調(diào)頻信號變換成振幅也隨瞬時頻率變化、既調(diào)頻又調(diào)幅的FM―AM波，就可以通過包絡(luò)檢波器解調(diào)此調(diào)頻信號用此原理構(gòu)成的鑒頻器稱為振幅鑒頻器第七頁，共90頁。End鑒頻器的指標(biāo)鑒頻靈敏度鑒頻跨導(dǎo)鑒頻頻帶寬度寄生調(diào)幅抑制能力失真和穩(wěn)定性8.1概述第八頁，共90頁。8.1概述圖10.1.2鑒頻特性曲線鑒頻器輸出電壓與輸入調(diào)頻波的瞬時頻偏成正比，其比例系數(shù)稱為鑒頻跨導(dǎo)第九頁，共90頁。8.2調(diào)角波的性質(zhì)8.2.1瞬時頻率與瞬時相位8.2.2調(diào)頻波和調(diào)相波的 數(shù)學(xué)表示式8.2.3調(diào)頻波和調(diào)相波的 頻譜和頻帶寬度第十頁，共90頁。8.2.1瞬時頻率與瞬時相位調(diào)頻是使高頻載波的瞬時頻率按調(diào)制信號規(guī)律變化的一種調(diào)制方式；調(diào)相是使高頻載波的瞬時相位按調(diào)制信號規(guī)律變化的一種調(diào)制方式。因為這兩種調(diào)制都表現(xiàn)為高頻振蕩波的總瞬時相角受到調(diào)變，故將它們統(tǒng)稱為角度調(diào)制(簡稱調(diào)角)。瞬時頻率瞬時相角0實軸瞬時相角θ(t)等于矢量在t時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度與初始相角θ0之和第十一頁，共90頁。8.2.2調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式調(diào)頻設(shè)調(diào)制信號為：vΩ(t)，ω0是未調(diào)制時的載波中心頻率；kfvΩ(t)是瞬時頻率相對于ω0的偏移，叫瞬時頻率偏移，簡稱頻移?？杀硎緸棣う?t)的最大頻移，稱頻偏，表示為∵瞬時頻率與調(diào)制信號呈線性關(guān)系，∴瞬時頻率為：調(diào)頻波數(shù)學(xué)表達(dá)式（相位表達(dá)式）載波信號為：第十二頁，共90頁。瞬時相位瞬時相位偏移相位偏移相移最大相移Δθf也稱調(diào)頻波調(diào)制指數(shù)mf

調(diào)頻波數(shù)學(xué)表達(dá)式（相位表達(dá)式）瞬時頻率第十三頁，共90頁。調(diào)相

ω0t+θ0是未調(diào)制時的載波相位；kpvΩ(t)是瞬時相位相對于ω0t+θ0的偏移，叫瞬時相位偏移，簡稱相位偏移或相移?？杀硎緸棣う?t)最大相移，也稱調(diào)制指數(shù)，表示為瞬時相位與調(diào)制信號呈線性瞬時頻率最大頻移，即頻偏：mp為調(diào)相波調(diào)制指數(shù)8.2.2調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式設(shè)調(diào)制信號為vΩ(t)，載波信號調(diào)相波的頻移：調(diào)相波數(shù)學(xué)(相位)表達(dá)式第十四頁，共90頁。第十五頁，共90頁。第十六頁，共90頁。數(shù)學(xué)表達(dá)式瞬時頻率瞬時相位最大頻移調(diào)制指數(shù)FM波PM波附：上述比較中的調(diào)制信號v(t)，載波V0mcos0(t)8.2.2調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式第十七頁，共90頁。以單音調(diào)制波為例調(diào)制信號調(diào)頻瞬時頻率瞬時相位已調(diào)頻信號8.2.2調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式

調(diào)頻波頻偏：得：調(diào)頻波數(shù)學(xué)(相位)表達(dá)式調(diào)頻波的最大相移，即調(diào)頻波調(diào)制指數(shù)：第十八頁，共90頁。調(diào)相瞬時頻率瞬時相位已調(diào)相信號以單音調(diào)制波為例調(diào)制信號8.2.2調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式調(diào)相波頻偏：得：調(diào)相波數(shù)學(xué)(相位)表達(dá)式調(diào)相波的最大相移，即調(diào)相波調(diào)制指數(shù)：第十九頁，共90頁。以單音調(diào)制波為例調(diào)制信號調(diào)頻調(diào)相瞬時頻率瞬時相位瞬時頻率瞬時相位8.2.2調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式

調(diào)頻波頻偏：調(diào)頻波的最大相移，即調(diào)頻波調(diào)制指數(shù)：調(diào)相波頻偏：調(diào)相波的最大相移，即調(diào)相波調(diào)制指數(shù)：第二十頁，共90頁。m

pΔωmΔωmΩm

fΩ調(diào)頻調(diào)相由頻偏表達(dá)式可以看出調(diào)相信號帶寬隨調(diào)制信號頻率的升高而增加，而調(diào)頻波則不變，也把調(diào)頻制叫做恒定帶寬調(diào)制。8.2.2調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式調(diào)頻波頻偏調(diào)相波頻偏第二十一頁，共90頁。8.2.3調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度由于調(diào)頻波和調(diào)相波的方程式相似，因此只要分析其中一種的頻譜，則對另一種也完全適用。已調(diào)頻信號已調(diào)相信號已調(diào)頻信號其中:是以mf為參數(shù)的n階第一類貝賽爾函數(shù)。一、頻譜調(diào)制信號第二十二頁，共90頁。8.2.3調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度第二十三頁，共90頁。8.2.3調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度第二十四頁，共90頁。一、頻譜1)單音調(diào)制時，調(diào)頻波的頻譜不是調(diào)制信號頻譜的簡單搬移，而是由載波和無數(shù)對邊帶分量所組成，它們的振幅由對應(yīng)的各階貝塞爾函數(shù)值所確定。由教材（8.2.24）可見，奇次的上、下邊帶分量振幅相等、極性相反；偶次的振幅相等、極性相同。2)調(diào)制指數(shù)mf越大，具有較大振幅的邊頻分量就越多，見教材圖8.2.5。這與調(diào)幅波不同，在單頻信號調(diào)幅的情況下，邊頻數(shù)目與調(diào)制指數(shù)無關(guān)。

3)載波分量和各邊帶分量的振幅均隨mf變化而變化。對于某些mf值，載頻或某邊頻振幅為零。籍此可以測定調(diào)制指數(shù)mf。8.2.3調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度第二十五頁，共90頁。

上式表明，當(dāng)V0一定時，不論mf為何值，調(diào)頻波的平均功率恒為定值，并且等于未調(diào)制時的載波功率。換句話說，改變mf僅會引起載波分量和各邊帶分量之間功率的重新分配，但不會引起總功率的改變。4)根據(jù)帕塞瓦爾(Parseval)定理調(diào)頻波的平均功率等于各頻譜分量平均功率之和。因此，在電阻R上，調(diào)頻波的平均功率應(yīng)為8.2.3調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度第二十六頁，共90頁。雖然調(diào)頻波的邊頻分量有無數(shù)多個，但是，對于任一給定的mf值，高到一定次數(shù)的邊頻分量其振幅已經(jīng)小到可以忽略，以致濾除這些邊頻分量對調(diào)頻波形不會產(chǎn)生顯著的影響。二、帶寬通常規(guī)定：凡是振幅小于未調(diào)制載波振幅的1％(或10％，根據(jù)不同要求而定)的邊頻分量均可忽略不計，保留下來的頻譜分量就確定了調(diào)頻波的頻帶寬度。如果將小于調(diào)制載波振幅l0％的邊頻分量略去不計，則頻譜寬度BW可由下列近似公式求出：8.2.3調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度第二十七頁，共90頁。在實際應(yīng)用中也常區(qū)分為：從上面的討論知道，調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜結(jié)構(gòu)以及頻帶寬度與調(diào)制指數(shù)有密切的關(guān)系?？偟囊?guī)律是：調(diào)制指數(shù)越大，應(yīng)當(dāng)考慮的邊頻分量的數(shù)目就越多，無論對于調(diào)頻還是調(diào)相均是如此。這是它們共同的性質(zhì)。但是，由于調(diào)頻與調(diào)相制與調(diào)制頻率F的關(guān)系不同，僅當(dāng)F變化時，它們的頻譜結(jié)構(gòu)和頻帶寬度的關(guān)系就互不相同。8.2.3調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度第二十八頁，共90頁。調(diào)頻調(diào)相對于調(diào)頻制，Ω變小，mf則變大，由圖8.2.4知：邊頻分量增多，但各頻率間距離反而減小，造成頻帶寬度略窄，可看成帶寬基本恒定，因此調(diào)頻也稱恒定帶寬調(diào)制。對于調(diào)相制，Ω增加時，帶寬增加。對于Ω在Ωmin～Ωmax而言，Ωmax決定總的帶寬，低端頻率分量的頻譜利用率不高。因此，模擬通信系統(tǒng)中調(diào)頻制要比調(diào)相制應(yīng)用得廣泛。8.2.3調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度第二十九頁，共90頁。第三十頁，共90頁。第三十一頁，共90頁。End下面分析一下含多個頻率成分信號調(diào)制的調(diào)頻信號的頻譜，以雙頻信號為例此時增加了許多組合頻率，使頻譜組成大為復(fù)雜。因此，調(diào)頻與調(diào)相制屬于非線性調(diào)制。8.2.3調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度已調(diào)頻信號第三十二頁，共90頁。8.3調(diào)頻方法概述8.3.1直接調(diào)頻原理8.3.2間接調(diào)頻原理第三十三頁，共90頁。8.3調(diào)頻方法概述產(chǎn)生調(diào)頻信號的電路叫做調(diào)頻器。對它有四個主要要求：（1）已調(diào)波的瞬時頻率與調(diào)制信號成比例地變化。這是基本要求。（2）未調(diào)制時的載波頻率，即已調(diào)波的中心頻率具有一定的穩(wěn)定度（視應(yīng)用場合不同而有不同的要求）。（3）最大頻移與調(diào)制頻率無關(guān)。（4）無寄生調(diào)幅或寄生調(diào)幅盡可能小。產(chǎn)生調(diào)頻信號的方法很多，歸納起來主要有兩類： 第一類是用調(diào)制信號直接控制載波的瞬時頻率——直接調(diào)頻。 第二類是由調(diào)頻信號積分后進(jìn)行調(diào)相——間接調(diào)頻。第三十四頁，共90頁。8.3.1直接調(diào)頻原理直接調(diào)頻的基本原理是用調(diào)制信號直接線性地改變載波振蕩的瞬時頻率。 因此，只要用調(diào)制信號去控制直接影響載波振蕩瞬時頻率的元件或參數(shù)，從而使載波振蕩瞬時頻率按調(diào)制信號變化規(guī)律線性地改變，就可實現(xiàn)直接調(diào)頻。如果載波由LC自激振蕩器產(chǎn)生，則振蕩頻率主要由諧振回路的電感元件和電容元件所決定。 因此，只要能用調(diào)制信號去控制回路的電感或電容，就能達(dá)到控制振蕩頻率的目的。第三十五頁，共90頁。8.3.2間接調(diào)頻原理瞬時頻率瞬時相位圖10.3.1借助于調(diào)相器得到調(diào)頻波根據(jù)調(diào)頻和調(diào)相的數(shù)學(xué)表達(dá)式先將調(diào)制信號積分，然后再對載波調(diào)相，這樣得到的調(diào)頻波的中心頻率的穩(wěn)定度很高。 推導(dǎo)見下頁。第三十六頁，共90頁。設(shè)調(diào)制信號為vΩ(t)，調(diào)頻波數(shù)學(xué)(相位)表達(dá)式對VΩ(t)積分，得瞬時相位與調(diào)相波數(shù)學(xué)(相位)表達(dá)式意義相同8.3.2間接調(diào)頻原理第三十七頁，共90頁。8.4變?nèi)荻O管調(diào)頻8.4.1基本原理8.4.2電路分析《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社第三十八頁，共90頁。8.4變?nèi)荻O管調(diào)頻主要優(yōu)點：能夠獲得較大的頻移（相對于間接調(diào)頻而言），線路簡單，并且?guī)缀醪恍枰{(diào)制功率。主要缺點：中心頻率穩(wěn)定度低。應(yīng)用范圍：在移動通信以及自動頻率微調(diào)系統(tǒng)中?！陡哳l電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社第三十九頁，共90頁。8.4.1基本原理變?nèi)荻O管是利用半導(dǎo)體PN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(dǎo)體二極管。結(jié)電容Cj與反向電壓vR存在如下關(guān)系：反向電壓式中Cj0：

時的電容值（零偏置電容）反向偏置電壓，VD：PN結(jié)勢壘電位差。

γ：結(jié)電容變化指數(shù)，通常γ=1/2～1/3，經(jīng)特殊工藝制成的超突變結(jié)電容γ=1～5其中：V0為直流偏置電壓，VΩcosΩt為調(diào)制信號第四十頁，共90頁。CjQC

jvRV0其中：

為靜態(tài)工作點的結(jié)電容。

《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社8.4.1基本原理Cj與VR即Cj與調(diào)制信號的關(guān)系第四十一頁，共90頁。圖8.4.1用調(diào)制信號控制變?nèi)荻O管結(jié)電容《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社8.4.1基本原理ΔC(t)=C’-CC為：未加入調(diào)至信號回路總電容C’為加入調(diào)制信號后的回路總電容可推出ΔC(t)與調(diào)制信號呈線性又可推出，Δf與ΔC成線性關(guān)系見教材（8.4.18）∴Δf與調(diào)制信號成線性關(guān)系，即：變?nèi)荻O管可實現(xiàn)線性調(diào)頻第四十二頁，共90頁。理想線性調(diào)制條件小頻偏條件下，γ=1，Δf與VΩ(t)近似線性。大頻偏條件下，γ=2，Δf與VΩ(t)近似線性?！陡哳l電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社8.4.1基本原理第四十三頁，共90頁。8.4.2電路分析Cc是變?nèi)莨芘cLlC1回路之間的耦合電容，同時起到隔直流的作用；Cφ為對直流電壓的旁路電容；

L2是高頻扼流圈，但讓調(diào)制信號通過。它的作用都是將振蕩回路和變?nèi)莨艿目刂齐娐犯綦x防止它們之間的相互影響。VR=VCC－V+VΩ(t)

因此，等效的振蕩回路可畫成右圖，主體是LC互感耦合正弦振蕩電路。圖10.4.2變?nèi)荻O管調(diào)頻電路圖10.4.3振蕩回路的等效電路《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社第四十四頁，共90頁。圖10.4.490MHz直接調(diào)頻電路及其高頻通路舉例：《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社8.4.2電路分析第四十五頁，共90頁。圖10.4.490MHz直接調(diào)頻電路及其高頻通路舉例：《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社8.4.2電路分析由交流通路可見，電路為變?nèi)莨懿糠纸尤氲碾娙萑耸秸袷庪娐稬,C3,C4,C5,Cj呈感性

第四十六頁，共90頁。8.5晶體振蕩器直接調(diào)頻直接調(diào)頻的主要優(yōu)點是可以獲得較大的頻偏，但是中心頻率的穩(wěn)定性（主要是長期穩(wěn)定性）較差。穩(wěn)定中心頻率可以采用對石英晶體振蕩器進(jìn)行直接調(diào)頻。變?nèi)荻O管接入振蕩回路有兩種方式。變?nèi)荻O管接入振蕩回路有兩種方式。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)。變?nèi)荻O管與晶體并聯(lián)連接方式有一個較大的缺點，就是變?nèi)莨軈?shù)的不穩(wěn)定性直接嚴(yán)重地影響調(diào)頻信號中心頻率的穩(wěn)定度。因而應(yīng)用廣泛的是變?nèi)莨芘c石英晶體相串聯(lián)的方式。

晶體在此等效為高品質(zhì)因數(shù)的電感元件，構(gòu)成振蕩回路元件之一

《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社第四十七頁，共90頁。

圖10.5.1變?nèi)莨芘c晶體的兩種連接方式及其電抗曲線《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社8.5晶體振蕩器直接調(diào)頻第四十八頁，共90頁。圖10.5.2晶體振蕩器直接調(diào)頻電路PierceOscillators(c－b)皮爾斯振蕩器

8.5晶體振蕩器直接調(diào)頻《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社變?nèi)莨芘c石英晶體相串聯(lián)呈感性。電路為電容三端皮爾斯振蕩電路。調(diào)制信號使變?nèi)莨芙Y(jié)電容變化時，晶體等效感抗變化，從而使振蕩頻率變化。第四十九頁，共90頁。圖10.5.3晶體振蕩器的變?nèi)莨苤苯诱{(diào)頻電路應(yīng)用舉例：調(diào)制信號

Pierce型振蕩器

調(diào)制信號放大

《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社8.5晶體振蕩器直接調(diào)頻第五十頁，共90頁。8.6間接調(diào)頻:由調(diào)相實現(xiàn)調(diào)頻8.6.1調(diào)相的方法8.6.2間接調(diào)頻的實現(xiàn)《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社第五十一頁，共90頁。8.6間接調(diào)頻:由調(diào)相實現(xiàn)調(diào)頻高穩(wěn)定度載波振蕩器相位調(diào)制器積分電路多級倍頻和混頻器寬帶窄帶直接調(diào)頻中心頻率穩(wěn)定度都不高晶體振蕩器直接調(diào)頻的中心頻率穩(wěn)定度雖有提高，但頻偏太小。間接調(diào)頻則采用高穩(wěn)定度的晶體振蕩器作為主振級，然后調(diào)制信號積分后對這個穩(wěn)定的載頻信號進(jìn)行調(diào)相，這樣一來就可得到中心頻率穩(wěn)定度高的調(diào)頻信號?！陡哳l電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社第五十二頁，共90頁。8.6.1調(diào)相的方法

調(diào)相的方法通常有三類：一類是用調(diào)制信號控制諧振回路或移相網(wǎng)絡(luò)的電抗或電阻元件以實現(xiàn)調(diào)相。第二類是矢量合成法調(diào)相。第三類是脈沖調(diào)相。1）諧振回路或移相網(wǎng)絡(luò)的調(diào)相方法（1）利用諧振回路調(diào)相《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社第五十三頁，共90頁。（1）利用諧振回路調(diào)相ff08.6.1調(diào)相的方法可見：φ與VΩ(t)成正比該方法最大相移為：π/6設(shè)負(fù)載回路電容的變化ΔC與VΩ(t)成線性關(guān)系，即: ΔC=kCVΩ(t)（8.6.1）由于回路失諧，輸出電壓產(chǎn)生附加相移φ為：（8.6.1）（8.6.2）代入得：教材圖2.1.8第五十四頁，共90頁。同理：回顧(6.12.3)第五十五頁，共90頁。（2）利用移相網(wǎng)絡(luò)調(diào)相圖8.6.1RC移相網(wǎng)絡(luò)8.6.1調(diào)相的方法若調(diào)制信號也與C或R成反比，則調(diào)制信號與φ成正比第五十六頁，共90頁。

圖8.6.2RC移相網(wǎng)絡(luò)矢量圖《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社8.6.1調(diào)相的方法第五十七頁，共90頁。圖8.6.3利用變?nèi)荻O管改變移相網(wǎng)絡(luò)的電抗《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社8.6.1調(diào)相的方法第五十八頁，共90頁。2）合成調(diào)相法［阿姆斯特朗法］8.6.1調(diào)相的方法展開調(diào)相波數(shù)學(xué)表達(dá)式AB合成矢量C的長度和相角都受到調(diào)制信號VΩ(t)的控制。C第五十九頁，共90頁。圖10.6.5實現(xiàn)矢量合成法的方框圖《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社8.6.1調(diào)相的方法第六十頁，共90頁。圖10.6.6用載波振蕩與雙邊帶調(diào)幅波疊加以實現(xiàn)調(diào)相《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社8.6.1調(diào)相的方法前面這兩種調(diào)相方法共同缺點是：調(diào)制系數(shù)小為了獲得足夠的調(diào)制系數(shù)，必須后接多級倍頻器第六十一頁，共90頁。*3）脈沖調(diào)相圖10.6.7實現(xiàn)脈沖調(diào)相的方框圖《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社8.6.1調(diào)相的方法第六十二頁，共90頁。End圖10.6.8脈沖調(diào)相各部分的波形圖《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社8.6.1調(diào)相的方法第六十三頁，共90頁。前面的方法只能得到很小的調(diào)制指數(shù)(π/6)。例如，要求m≤0.5才能保證一定的調(diào)制線性。若最低調(diào)制頻率為100Hz，則相應(yīng)的最大頻移Δf=0.5x100Hz=50Hz這樣小的頻偏是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要的。例如，調(diào)頻廣播所要求的最大頻移為75kHz。為了使頻偏加大到所需的數(shù)值，常需采用倍頻的方法。對于本例，倍頻次數(shù)為75kHz/50Hz=1500倍，可見所需的倍頻次數(shù)是很高的。

8.6.2間接調(diào)頻的實現(xiàn)調(diào)相波頻偏第六十四頁，共90頁。如果倍頻之前載波頻率為1MHz，則經(jīng)1500次倍頻后，中心頻率增大為1500MHz。這個數(shù)值又可能不符合對中心頻率的要求。例如，調(diào)頻廣播的中心頻率假定要求100MHz。為了最后得到這個數(shù)值，需采用混頻的方法。對于本例，可用一個頻率為1400MHz（如用石英晶體振蕩器再加上若干次倍頻的辦法來得到）的本地振蕩電壓與之混頻?；祛l只起頻譜搬移作用，不會改變最大頻移。因此，最后獲得中心頻率為100MHz、頻偏為75kHz的調(diào)頻波。8.6.2間接調(diào)頻的實現(xiàn)第六十五頁，共90頁。End8.6.2間接調(diào)頻的實現(xiàn)圖10.6.9間接調(diào)頻的典型方框圖《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社第六十六頁，共90頁。積分電路線性可控延時電路

設(shè)延時器件的延時是可控的，如將調(diào)制信號積分之后，去線性地控制延時時間，若延時器件此時的輸入信號為載波振蕩，則經(jīng)延時以后，得到延時器件的輸出信號。*8.7可變延時調(diào)頻End《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社第六十七頁，共90頁。8.8相位鑒頻器8.8.1相位鑒頻器的工作原理8.8.2相位鑒頻器回路參數(shù)的選擇《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社第六十八頁，共90頁。8.8.1相位鑒頻器的工作原理相位鑒頻器是根據(jù)第一類鑒頻方法，利用回路的相位一頻率特性來實現(xiàn)調(diào)幅一調(diào)頻波變換，再通過包絡(luò)檢波器解調(diào)此調(diào)頻信號應(yīng)用較廣泛。第六十九頁，共90頁。圖10.8.1相位鑒頻器原理電路2.實現(xiàn)電路移相網(wǎng)絡(luò)

包絡(luò)檢波

《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社8.8.1相位鑒頻器的工作原理第七十頁，共90頁?！陡哳l電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社輸人電路的初級回路C1，L1.和次級回路C2，L2構(gòu)成雙調(diào)諧回路，且均調(diào)諧于調(diào)頻波的中心頻率f0。它們完成波形變換，將等幅調(diào)頻波變換成蝠度隨瞬時頻率變化的調(diào)頻波（即調(diào)幅一調(diào)頻波）。D1，R，C3和D2，R，C3組成上、下兩個振幅檢波器，且特性完全相同，將振幅的變化檢測出來。

8.8.1相位鑒頻器的工作原理第七十一頁，共90頁。負(fù)載電阻R通常比旁路電容C3的高頻容抗大得多，而藕合電容C4與旁路電容C3的容抗則遠(yuǎn)小于高頻扼流圈L3的感抗。因此初級回路上的信號電壓V12幾乎全部降落在扼流圈L3上。初級回路電流經(jīng)互感藕合，在次級回路兩端感應(yīng)產(chǎn)生次級回路電壓Vab。由圖可見，加在兩個振幅檢波器的輸人信號分別為8.8.1相位鑒頻器的工作原理第七十二頁，共90頁。只要處在耦合回路的通頻帶范圍內(nèi)，當(dāng)調(diào)頻波的瞬時頻率變化時，V12和Vab的的振幅保持恒定。但V12和Vab之間的相位關(guān)系隨頻率發(fā)生變化，下面分析V12和Vab之間的相位差隨信號頻率變化的規(guī)律。為使分析簡單，先作兩個合乎實際的假定：①初次級回路的品質(zhì)因數(shù)均較高；②初、次級回路之間的互感藕合比較弱。這樣，在估算初級回路電流時，就不必考慮初級回路自身的損耗電阻和從次級反射到初級的損耗電阻。于是可以近似地得到圖8.8.2所示的等效電路8.8.1相位鑒頻器的工作原理第七十三頁，共90頁。8.8.1相位鑒頻器的工作原理初級回路電流I1在次級回路中感應(yīng)產(chǎn)生串聯(lián)電動勢代入I1,VS為：初級回路電流I1第七十四頁，共90頁。次級回路電壓Vab可根據(jù)等效電路求出：8.8.1相位鑒頻器的工作原理第七十五頁，共90頁。當(dāng)信號頻率fin等于中心頻率f0（即回路諧振頻率）時，X2=0，于是Vab為：8.8.1相位鑒頻器的工作原理該式表明，次級回路電壓Vab比初級回路電壓V12超前π/2第七十六頁，共90頁。當(dāng)信號頻率fin大于中心頻率f0時，XL2>XC2,此時次級回路總阻抗為：：8.8.1相位鑒頻器的工作原理Z2的相角θ為：此時次級回路電壓Vab為：該式表明，fin>f0時，次級回路電壓Vab超前于初級回路電壓V12一個小于π/2的角度（π/2－θ)∵XL2>XC2∴X2>0,θ>0第七十七頁，共90頁。同理，可以求出，當(dāng)fin＜f0時，有：8.8.1相位鑒頻器的工作原理該式表明，fin<f0時，次級回路電壓Vab超前于初級回路電壓V12一個大于π/2的角度（π/2+θ)可見：次級回路電壓Vab與初級回路電壓V12的相位關(guān)系與信號頻率有關(guān)，這就導(dǎo)致了兩個檢波器的輸入電壓大小也隨信號頻率發(fā)生變化。第七十八頁，共90頁。根據(jù)圖8.8.1，可知鑒頻器輸出電壓Va’b’等于兩個檢波器輸出電壓之差。每個檢波器的輸出電壓又正比于其輸入電壓的振幅VD1或VD2所以，鑒頻器輸出電壓為

Va’b’=kd(VD1－VD2), 其中，kd為檢波器電壓傳輸系數(shù)8.8.1相位鑒頻器的工作原理第七十九頁，共90頁。根據(jù)教材圖8.8.3相位鑒頻器矢量圖(上圖)可得：當(dāng)fin=f0時，VD1=VD2，有Va’b’=0當(dāng)fin>f0時，VD1>VD2，有Va’b’>0當(dāng)fin<f0時，VD1=VD2，有Va’b’<0可見,鑒頻器輸出電壓Va’b’反映了輸入信號瞬時頻率偏移Δf，并可推出Va’b’與Δf成正比，又Δf與調(diào)制信號VΩ(t)成正比，因此鑒頻器輸出電壓Va’b’也與VΩ(t)成正比，這就實現(xiàn)了調(diào)頻波解調(diào)。第八十頁，共90頁。Va’b’與Δf之間的關(guān)系曲線如圖8.1.2鑒頻曲線中間部分，鑒頻器輸出電壓與瞬時頻率偏移成線性關(guān)系，頻率偏移越大鑒頻器輸出電壓也越大。當(dāng)Δf超過一定范圍，由于耦合回路頻率響應(yīng)的影響，會造成鑒頻器輸出電壓隨頻移加大而下降。8.8.1相位鑒頻器的工作原理圖8.1.2鑒頻特性曲線第八十一頁，共90頁。圖10.8.4對應(yīng)于不同耦合因數(shù)的鑒頻特性曲線*8.8.2相位鑒頻器回路參數(shù)的選擇《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社第八十二頁，共90頁。由該曲線可以看出，耦合很弱（即η很?。r，線性范圍小，鑒頻跨導(dǎo)高。一般，當(dāng)η＜1.5以后，非線性就已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重。反之，耦合比較緊，線性范圍就大，而鑒頻跨導(dǎo)就小。但當(dāng)η＞３以上時，非線性又嚴(yán)重起來。因此，通常選取η＝１～３。

由于η＝ｋＱ，當(dāng)回路品質(zhì)因數(shù)ＱL不變時，逐漸加強耦合，鑒頻跨導(dǎo)隨之下降，但線性范圍則隨之加寬。End《高頻電子線路》（第四版）張肅文主編高等教育出版社*8.8.2相位鑒頻器回