高頻電子技術(shù) 教學(xué)課件 作者 郭兵 第七章.ppt

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1、高頻電子技術(shù)第七章角度調(diào)制與解調(diào)第七章角度調(diào)制與解調(diào)應(yīng)知應(yīng)會(huì)要求：1．了解角度調(diào)制與解調(diào)的基本概念及在通信系統(tǒng)中的作用。2.掌握調(diào)角信號(hào)的定義、表達(dá)式、波形、頻譜等基本特征和原理實(shí)現(xiàn)方法。3.熟悉典型的角度調(diào)制與解調(diào)電路的典型電路組成、工作原理、分析方法和性能特點(diǎn)。4.熟悉直接調(diào)頻電路和間接調(diào)頻電路以及擴(kuò)展線(xiàn)性頻偏的方法。5.會(huì)正確使用集成電路實(shí)現(xiàn)調(diào)頻和調(diào)相，并完成安裝、檢測(cè)。第七章角度調(diào)制與解調(diào)7.1角度調(diào)制概念調(diào)角包括調(diào)頻和調(diào)相若用調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波的頻率，使高頻載波的頻率隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化，則稱(chēng)為調(diào)頻若用調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波的相位，使高頻載波的相位隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化，

2、則稱(chēng)為調(diào)相調(diào)角的主要優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，但是，為此付出的代價(jià)是傳輸信號(hào)的頻帶加寬了。第七章角度調(diào)制與解調(diào)7.2調(diào)角波的基本性質(zhì)7.2.1調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形7.2.2調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形第七章角度調(diào)制與解調(diào)CR3CR3圖7-1調(diào)頻波和調(diào)相波波形第七章角度調(diào)制與解調(diào)7.2.3調(diào)頻波與調(diào)相波的比較調(diào)頻波與調(diào)相波都屬于等幅波調(diào)頻是用瞬時(shí)頻率的變化反映調(diào)制信號(hào)的信息調(diào)相是用瞬時(shí)相位的變化反映調(diào)制信號(hào)的信息因此調(diào)頻波與調(diào)相波瞬時(shí)頻率都是變化的，只是調(diào)頻波和調(diào)相波瞬時(shí)頻率的變化規(guī)律不同。第七章角度調(diào)制與解調(diào)7.2.4調(diào)頻波的頻譜與帶寬單音調(diào)制時(shí)調(diào)頻波有如下特點(diǎn)：1.已調(diào)頻波頻譜是非線(xiàn)性搬移，

3、它由載頻分量和無(wú)數(shù)對(duì)邊頻分量組成。當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，上、下邊頻分量振幅相等，極性相同當(dāng)為n奇數(shù)時(shí)，上、下邊頻分量振幅相等，極性相反。2.邊頻分量的振幅隨而變化，調(diào)制系數(shù)越大，具有較大振幅的邊頻分量越多。第七章角度調(diào)制與解調(diào)7.3調(diào)頻電路對(duì)調(diào)頻電路主要的要求是：(1)已調(diào)波的瞬時(shí)頻偏與調(diào)制信號(hào)成正比；(2)獲得盡可能大的頻偏，且頻偏與調(diào)制信號(hào)頻率無(wú)關(guān)；(3)載波頻率或調(diào)頻波的中心頻率盡可能穩(wěn)定；(4)寄生調(diào)幅盡可能小。第七章角度調(diào)制與解調(diào)7.3.1壓控振蕩器要求振蕩器的頻率受控，這就需要由壓控振蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn)壓控振蕩器簡(jiǎn)稱(chēng)VCO，是一個(gè)“電壓—頻率”轉(zhuǎn)換裝置，它將電壓信號(hào)的變化轉(zhuǎn)換成頻率的變化。1

4、.VCO原理通過(guò)一個(gè)特殊器件——變?nèi)荻O管來(lái)實(shí)現(xiàn)的第七章角度調(diào)制與解調(diào)2.VCO實(shí)際應(yīng)用常用壓控振蕩器提供高精度的頻率振蕩，或?qū)崿F(xiàn)信道（頻率）搜索等系統(tǒng)功能。實(shí)際中，除了分立式晶振VCO外，還常常將VCO做成一個(gè)組件。第七章角度調(diào)制與解調(diào)7.3.2直接調(diào)頻電路1.直接調(diào)頻原理用調(diào)制信號(hào)去改變振蕩器的振蕩頻率，使其頻率隨調(diào)制信號(hào)線(xiàn)性變化，以產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)。優(yōu)點(diǎn)：頻偏大，調(diào)制靈敏度高和電路簡(jiǎn)單等缺點(diǎn)：中心頻率穩(wěn)定度差2.變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路第七章角度調(diào)制與解調(diào)7.3.3間接調(diào)頻電路1.間接調(diào)頻原理先將調(diào)制信號(hào)積分，再對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)相，即可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻，這種方法稱(chēng)為間接調(diào)頻?？刹捎檬⒕w振蕩器

5、作為主振，使載波信號(hào)的頻率十分穩(wěn)定。第七章角度調(diào)制與解調(diào)2.調(diào)相電路（1）可變移相法調(diào)相電路可控移相網(wǎng)絡(luò)通常用LC諧振回路或RC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成應(yīng)用最多的是用變?nèi)荻O管控制諧振回路相移的調(diào)相電路。（2）可變時(shí)延法調(diào)相電路將載波信號(hào)通過(guò)可控時(shí)延網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成第七章角度調(diào)制與解調(diào)7.4鑒頻電路從調(diào)頻信號(hào)中取出原來(lái)的調(diào)制信號(hào)的過(guò)程，稱(chēng)為鑒頻。調(diào)頻信號(hào)若在傳輸、變換、處理的過(guò)程中，調(diào)頻信號(hào)的幅度會(huì)出現(xiàn)變化，這種振幅的變化稱(chēng)為寄生調(diào)幅。鑒頻器在解調(diào)時(shí)，寄生調(diào)幅會(huì)反應(yīng)在輸出信號(hào)上，并在輸出端形成噪聲和失真。第七章角度調(diào)制與解調(diào)7.4.1鑒頻方法分類(lèi)鑒頻器從工作原理區(qū)分主要有四種：（1）斜率鑒頻器它先將等幅調(diào)頻波變

6、換為調(diào)頻調(diào)幅波，然后采用包絡(luò)檢波的方法檢出調(diào)制信號(hào)。（2）相位鑒頻器它先將等幅的調(diào)頻波變換為調(diào)相波，然后采用相位檢波的方法檢出原調(diào)制信號(hào)第七章角度調(diào)制與解調(diào)第七章角度調(diào)制與解調(diào)(3)脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器它先將調(diào)頻波進(jìn)行波形變換，得到重復(fù)頻率受調(diào)的矩形脈沖序列，然后在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)脈沖序列計(jì)數(shù)，即可檢出調(diào)制信號(hào)。第七章角度調(diào)制與解調(diào)7.4.2鑒頻器的主要性能指標(biāo)鑒頻器的輸出信號(hào)隨輸入調(diào)頻波頻偏的變化稱(chēng)為鑒頻特性鑒頻特性常用直角坐標(biāo)系來(lái)描述，稱(chēng)為鑒頻特性曲線(xiàn)。對(duì)鑒頻器的主要性能指標(biāo)有：（1）靈敏度。（2）線(xiàn)性范圍。（3）非線(xiàn)性失真。第七章角度調(diào)制與解調(diào)7.4.3鑒頻電路原理1.斜率鑒頻器可以使諧振

7、回路工作在失諧狀態(tài)即可以完成頻幅轉(zhuǎn)換功能（1）單失諧回路斜率鑒頻器單失諧回路斜率鑒頻器由LC和二極管包絡(luò)檢波器或者同步檢波器構(gòu)成。第七章角度調(diào)制與解調(diào)（2）雙失諧回路斜率鑒頻器單失諧回路斜率鑒頻器的非線(xiàn)性失真較為嚴(yán)重，線(xiàn)性鑒頻范圍很窄。為改善單失諧回路斜率鑒頻器的上述缺點(diǎn)，提出了雙失諧回路斜率鑒頻器。第七章角度調(diào)制與解調(diào)2.相位鑒頻器相位鑒頻器是將輸入的調(diào)頻波轉(zhuǎn)換為調(diào)頻調(diào)相波，再利用相位檢波的方法進(jìn)行解調(diào)。（1）乘積型相位鑒頻器鑒相