高頻第5章角度調(diào)制與解調(diào)

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1、第五章：角度調(diào)制與解調(diào)內(nèi)容提要內(nèi)容提要用調(diào)制信號去控制高頻振蕩的頻率或相位，使之隨調(diào)制信號的變化規(guī)律而變化，這一過程稱做調(diào)頻或調(diào)相，統(tǒng)稱調(diào)角調(diào)角的逆過程稱頻率解調(diào)或相位解調(diào)，也稱頻率檢波或相位檢波。頻率檢波也稱鑒頻，相位檢波也稱鑒相由于調(diào)頻方式具有諸多的優(yōu)點，因而在通信、測量及電子技術(shù)的許多領(lǐng)域中，角度調(diào)制和解調(diào)技術(shù)得到廣泛應用瞬時頻率和附加相位(一)第一節(jié)：角度調(diào)制的基本概念一個高頻振蕩被低頻調(diào)制信號調(diào)頻時，其頻率隨時間而變化，從而必須引入瞬時頻率的概念一個高頻振蕩無論其是否被低頻調(diào)制信號調(diào)相，其相位總

2、是變化的。被調(diào)相時，增添了一個附加相移，附加相移的大小取決于調(diào)制信號的幅度設(shè)載波信號為：全相角為：線性調(diào)頻后的瞬時角頻率：載波頻率調(diào)頻靈敏度調(diào)制信號瞬時頻率和附加相位(二)第一節(jié)：角度調(diào)制的基本概念設(shè)載波信號為：全相角為：線性調(diào)相后的瞬時全相位：調(diào)相靈敏度調(diào)相波的附加相位左圖中，設(shè)：若調(diào)制信號是連續(xù)函數(shù)，則附加相位和全相位均為連續(xù)函數(shù)調(diào)頻與調(diào)相的數(shù)學表達式第一節(jié)：角度調(diào)制的基本概念設(shè)載波信號為：全相角為：線性調(diào)頻后的瞬時角頻率：線性調(diào)相后的表達式：間接調(diào)頻：先將調(diào)制信號做積分處理，然后再用處理后的調(diào)制信號

3、進行調(diào)相，則所得信號對原調(diào)制信號為調(diào)頻波數(shù)學表達式與基本性質(zhì)(一)第二節(jié)：調(diào)角信號的分析設(shè)調(diào)制信號為，則有：：調(diào)頻波的最大頻偏：調(diào)頻波的調(diào)頻系數(shù)，其物理意義是調(diào)頻波的最大附加相移：調(diào)相波的最大頻偏：調(diào)相系數(shù)數(shù)學表達式與基本性質(zhì)(二)第二節(jié)：調(diào)角信號的分析調(diào)頻波：調(diào)相波：故有：需要注意的是調(diào)頻波的頻偏與調(diào)制信號振幅成正比，調(diào)相波的調(diào)制系數(shù)與調(diào)制信號的幅度成正比，如下圖所示：頻譜和頻帶寬度(一)第二節(jié)：調(diào)角信號的分析從數(shù)學的角度來看，調(diào)頻與調(diào)相的函數(shù)表達式?jīng)]有本質(zhì)區(qū)別，故可統(tǒng)一表示為：分析可知，在單一正弦低頻

4、信號調(diào)制的情況下，調(diào)頻波可以用角頻率為的載頻分量和角頻率為的無限多對上、下邊頻分量制和來代表這些邊頻分量與載頻分量之間的角頻率差為第個邊頻分量的振幅為，可由貝塞爾函數(shù)表求出頻譜和頻帶寬度(二)第二節(jié)：調(diào)角信號的分析隨著值的增加近似周期性變化，且峰值下降的性質(zhì)：對于某一固定值，有近似關(guān)系：故調(diào)頻波的頻譜中，除了載波頻率之外還包含無窮多個旁頻分量。且越大，超出相對原載波幅度一定相對值的旁頻分量對數(shù)越多頻譜和頻帶寬度(三)第二節(jié)：調(diào)角信號的分析故載波被調(diào)角后，總功率不變，因為仍是幅度等于未調(diào)情況下的等幅波調(diào)角后

5、總功率在載波及各變頻之間重新分配。離開載頻時，邊頻的大小雖有起伏，但隨著離載頻變遠，其總趨勢是減小的由于調(diào)頻波的功率集中分配在載頻和對變頻，舍去的近頻對調(diào)頻波的影響不大。因此可定義調(diào)頻波的頻帶寬度，或稱占據(jù)頻帶：實現(xiàn)調(diào)頻的基本原理和方法第三節(jié)：實現(xiàn)調(diào)頻的基本原理和方法直接調(diào)頻：用調(diào)制信號電壓直接去控制自激振蕩器的振蕩頻率其原理是用調(diào)制信號電壓去改變振蕩器的定頻元件這種振蕩器也被叫做壓控振蕩器間接調(diào)頻：利用頻率與相位之間的微分與積分關(guān)系，首先將調(diào)制信號進行積分處理，然后將經(jīng)過處理的調(diào)制信號對高頻振蕩進行調(diào)相

6、頻率穩(wěn)定性較差，但方法較簡單載頻的穩(wěn)定性高，但不易獲得大的頻偏兩種調(diào)頻方式中，受控電抗或電阻可以是壓敏元件或有源元件對調(diào)頻器的主要要求第三節(jié)：實現(xiàn)調(diào)頻的基本原理和方法頻率偏移大，且與調(diào)制信號保持線性關(guān)系寄生調(diào)幅小調(diào)制靈敏度高等其中最大頻率偏移與調(diào)制線性通常稱為調(diào)頻器的主要矛盾，在分析、研究和調(diào)測調(diào)頻器時主要精力也常?；ㄔ诮鉀Q這一對主要矛盾上變?nèi)荻O管調(diào)頻器(一)第四節(jié)：直接調(diào)頻電路電路及工作原理(一)為變?nèi)荻O管組成低通濾波器振蕩管本身由正、負兩組直流電源供電由高頻等效電路可以看出這是一個電感三點式振蕩電

7、路，從而可求出其振蕩頻率調(diào)頻器中的必須非常穩(wěn)定，以保證調(diào)頻器中心頻率的精確度和穩(wěn)定性對于調(diào)制信號，線圈可視為短路變?nèi)荻O管調(diào)頻器(二)第四節(jié)：直接調(diào)頻電路電路及工作原理(二)由(a)-(c)圖可以看出，C-u和f-C的非線性關(guān)系起著相互抵消作用，即使得f-u的關(guān)系趨于線性可得出變?nèi)荻O管在低頻簡諧波調(diào)制信號作用情況下，電容和振蕩頻率的變化示意圖變?nèi)荻O管調(diào)頻器(三)第四節(jié)：直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管調(diào)頻器獲得線性調(diào)制的條件以變?nèi)荻O管組成諧振回路的LC振蕩器的振蕩頻率為：但在實際電路中，還應考慮到與變?nèi)荻O管

8、串聯(lián)或并聯(lián)的其它電容以及由此而得的諧振回路總電容推導可得，為了獲得線性調(diào)制，諧振回路總電容隨控制電壓而變化的參數(shù)—變?nèi)葜笖?shù)應等于2，而變?nèi)荻O管的變?nèi)葜笖?shù)必須大于2變?nèi)荻O管調(diào)頻器(四)第四節(jié)：直接調(diào)頻電路調(diào)制靈敏度調(diào)制靈敏度定義為單位調(diào)制電壓所產(chǎn)生的頻偏分析可得：其中B為一與器件結(jié)構(gòu)及變?nèi)荻O管電容和與之相串、并聯(lián)的固定電容容量有關(guān)的參數(shù)變?nèi)荻O管調(diào)頻器(五)第四節(jié)：直接調(diào)頻電路實際電路介紹晶體振蕩器調(diào)頻器：原理變?nèi)荻O管調(diào)