高頻電路 8 角度調(diào)制與解調(diào)電路ppt課件.ppt

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1、第八單元角度調(diào)制與解調(diào)電路知識目標(biāo)熟悉直接調(diào)頻電路、間接調(diào)頻電路的組成原理；會計(jì)算調(diào)角波的瞬時(shí)角頻率、瞬時(shí)相位、頻譜和帶寬；熟悉鑒頻的實(shí)現(xiàn)方法與主要性能指標(biāo)；掌握斜率鑒頻器的基本原理及電路組成。技能目標(biāo)能導(dǎo)出調(diào)頻信號與調(diào)相信號的數(shù)學(xué)表示式；會設(shè)計(jì)一種角度調(diào)制與解調(diào)電路。8.1項(xiàng)目一：初識角度調(diào)制電路正弦載波有三個(gè)參量：幅度、頻率和相位，我們不僅可以把調(diào)制信號的信息載荷于載波的幅度變化中，還可以載荷于載波的頻率或相位變化中。在調(diào)制時(shí)，若載波的幅度保持恒定不變，而其總瞬時(shí)相角隨調(diào)制信號按一定關(guān)系變化，則稱為角度調(diào)制。角度調(diào)制與振幅調(diào)制不同的是，已調(diào)信號頻譜不再是原調(diào)制信號頻譜的線性

2、搬移，而是頻譜的非線性變換，會產(chǎn)生與頻譜搬移不同的新的頻率成分，故又稱非線性調(diào)制。與振幅調(diào)制相比，角度調(diào)制具有抗干擾能力強(qiáng)和較高的載波功率利用系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，但占有更寬的傳送頻帶。角度調(diào)制分為頻率調(diào)制和相位調(diào)制。8.1.1實(shí)物與測試變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)的調(diào)頻電路板調(diào)頻波頻譜圖8.1.2角度調(diào)制電路的功能頻率調(diào)制電路簡稱調(diào)頻電路，它的功能是將輸入的調(diào)制信號和載波信號通過電路變換成高頻調(diào)頻波。相位調(diào)制電路簡稱調(diào)相電路，它的功能是將輸入的調(diào)制信號和載波信號通過電路變換成高頻調(diào)相波。8.1.3調(diào)頻信號與調(diào)相信號的數(shù)學(xué)表示式結(jié)論無論是調(diào)相波還是調(diào)頻波，它們的總瞬時(shí)相角和瞬時(shí)角頻率都同時(shí)受調(diào)制信號調(diào)

3、變。調(diào)相波與調(diào)頻波的差別是調(diào)相波的瞬時(shí)相位的變化與調(diào)制信號成線性關(guān)系，調(diào)頻波的瞬時(shí)角頻率與調(diào)制信號成線性關(guān)系。8.1.4知識鏈接——調(diào)角波的基本性質(zhì)1.調(diào)制指數(shù)2.最大頻移結(jié)論單音調(diào)制時(shí)調(diào)角波波形8.1.5調(diào)角信號的頻譜和帶寬為了決定調(diào)角信號傳輸系統(tǒng)的帶寬，必須對調(diào)角波的頻譜進(jìn)行分析。單頻調(diào)制時(shí)，調(diào)頻波和調(diào)相波的表達(dá)式是相似的，因此，它們具有相同的頻譜。下面僅討論調(diào)頻波的頻譜，對于調(diào)相波，分析結(jié)果也完全適用。單音頻調(diào)制的調(diào)頻波頻譜的特點(diǎn)：1）調(diào)頻波的頻譜不是調(diào)制信號頻譜的簡單搬移，而是由載波分量和無數(shù)對邊頻分量組成。2）奇數(shù)項(xiàng)的上、下邊頻分量振幅相等，極性相反；偶數(shù)項(xiàng)的上、下邊

4、頻分量振幅相等，極性相同。3）載波分量和各邊頻分量的振幅均與mf有關(guān)，mf越大，有效邊頻分量越多。這與調(diào)幅波是不同的，單頻調(diào)制下，調(diào)幅波的邊頻數(shù)目與調(diào)制指數(shù)ma無關(guān)。4）對于某些mf值，載波或某邊頻振幅為零。頻譜寬度（帶寬）的計(jì)算當(dāng)m(mf或mp)一定時(shí)，隨著邊頻對數(shù)n的增加，Jn(m)的數(shù)值雖有起伏，但總的趨勢是減小的。特別當(dāng)n>m時(shí)，Jn(m)的數(shù)值很小。并且，其值隨著n的增加而迅速下降。在高質(zhì)量通信系統(tǒng)中，常以忽略小于1％未調(diào)制載波振幅的邊頻分量來決定頻譜寬度。BW=2nF在中等質(zhì)量通信系統(tǒng)中，以忽略小于10％未調(diào)制載波振幅的邊頻分量來決定頻譜寬度。當(dāng)n>m+1時(shí)，J。(

5、m)恒小于0.1。頻譜寬度為BW=2(m+1)F當(dāng)m>>1時(shí)，BW=2mF；當(dāng)調(diào)制指數(shù)m<<1時(shí)，BW=2F。8.2項(xiàng)目二：直接調(diào)頻電路的分析1.直接調(diào)頻原理直接調(diào)頻的基本原理是利用調(diào)制信號直接控制振蕩器的振蕩頻率，使其不失真地反映調(diào)制信號變化規(guī)律。一般來說，要用調(diào)制信號去控制載波振蕩器的振蕩頻率，也就是用調(diào)制信號去控制決定載波振蕩器振蕩頻率的可變元件的電抗值，從而使載波振蕩器的瞬時(shí)頻率按調(diào)制信號變化規(guī)律線性地改變，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)直接調(diào)頻。變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，工作頻率高，易于獲得較大的頻偏，而且在頻偏較小的情況下，非線性失真可以很小。因?yàn)樽內(nèi)荻O管是電壓控制

6、器件，所需調(diào)制信號的功率很小。2.間接調(diào)頻原理8.2.1變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路1.變?nèi)荻O管的特性變?nèi)荻O管的反向電壓與其結(jié)電容呈非線性關(guān)系。其結(jié)電容Cj與反向偏置電壓ur之間有如下關(guān)系2.基本原理可見，結(jié)電容是振蕩器的振蕩回路的一部分，結(jié)電容隨調(diào)制信號變化，回路總電容也隨調(diào)制信號變化，故振蕩頻率也將隨調(diào)制信號而變化。只要適當(dāng)選取變?nèi)荻O管的特性及工作狀態(tài)，可以使振蕩頻率的變化與調(diào)制信號近似成線性關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。3.電路分析上式表示的是變?nèi)荻O管的結(jié)電容與調(diào)制電壓的關(guān)系，而變?nèi)荻O管調(diào)頻器的瞬時(shí)頻率與調(diào)制電壓的關(guān)系由振蕩回路決定。4.實(shí)際電路舉例變?nèi)荻O管的直流偏壓由R1、

7、R2和電位器組成的分壓電路供給。為了獲得較好的調(diào)制特性，偏置電壓設(shè)為-4V，對應(yīng)的結(jié)電容為100pF，當(dāng)偏壓由0～-8V變化時(shí)，結(jié)電容變化范圍是230～60pF。調(diào)制信號通過耦合電容C3和高頻扼流圈ZL1加到變?nèi)荻O管上，ZL1對8MHz信號相當(dāng)于開路，對調(diào)制信號相當(dāng)于短路。因此，加在變?nèi)荻O管上的總電壓是直流偏壓與調(diào)制電壓之和。其高頻等效電路，實(shí)際上它是一個(gè)共集電極的電容三點(diǎn)式振蕩電路。8MHz變?nèi)荻O管調(diào)頻振蕩電路及高頻等效電路它是一個(gè)電容三端式振蕩器。變?nèi)荻O管經(jīng)電容C5，接入諧振回路