第5章角度调制与解调电路 第5章角度调制与解调电路 52调频电路 52.1调频电路概述 52.2直接调频 5.2.3张弛振荡电路实现直接调频 52.4间接调频电路—调相电路 525扩展最大频偏的方法
第 5 章 角度调制与解调电路 5.2 调频电路 5.2.1 调频电路概述 5.2.2 直接调频 5.2.3 张弛振荡电路实现直接调频 5.2.4 间接调频电路——调相电路 5.2.5 扩展最大频偏的方法
第5章角度调制与解调电路 52.1调频电路概述 、直接调频和间接调频 直接调频 (1)定义 调制信号直接控制振荡器的振荡频率,使其不失真地 反映调制信号的变化规律。 (2)被控的振荡器种类 ①LC、晶体振荡器(产生调频正弦波图5-2-2); ②张弛振荡器(产生调频非正弦波,可通过滤波等方 式将调频非正弦波变换为调频正弦波图5-2-3)。 2.间接调频(图5-2-4) (1)定义 通过调相实现调频的方法
5.2.1 调频电路概述 一、直接调频和间接调频 1．直接调频 (1)定义 调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其不失真地 反映调制信号的变化规律。 (2)被控的振荡器种类 ① LC、晶体振荡器(产生调频正弦波图 5-2-2)； ② 张弛振荡器(产生调频非正弦波，可通过滤波等方 式将调频非正弦波变换为调频正弦波图 5-2-3)。 2．间接调频(图 5-2-4) (1)定义 通过调相实现调频的方法
第5章角度调制与解调电路 (2)方法 由调频与调相的内在联系,将调制信号进行积分,用其 值进行调相,便得到所需的调频信号 ①正弦波振荡器产生角频「正弦波 调相器 率为a的载波电压 V. coso t, 振荡器 ploc) o() m cOS(ct 通过调相器后引入一个附加相 k,l vo(n)dr 移(a),即vo)= V cos|a!t 积分器 +p( 图5-2 ②若附加相移受到vd()的积分值Ik1[n()d1的控 制,则输出的调制信号为 vo()=Vcos(at+k v2(t)dt I 0 比较调频波的表达式vo(0= Cosla t+kvn)drl 输出为调频波, 间接调频
(2)方法 由调频与调相的内在联系，将调制信号进行积分，用其 值进行调相，便得到所需的调频信号。 图 5-2-1 ① 正弦波振荡器产生角频 率为 c的载波电压 Vmcosc t， 通过调相器后引入一个附加相 移 (c )，即 vO (t) = Vmcos[c t +(c )]。 ② 若附加相移受到 v (t) 的积分值 [ k1 ] 的控 制，则输出的调制信号为 v t t t Ω ( )d 0 vO (t) = Vmcos[c t +kp k1 v t t ] t Ω ( )d 0 比较调频波的表达式 输出为调频波。 vO (t) = Vmcos[c t +kf v t t ] t Ω ( )d 0 间接调频
第5章角度调制与解调电路 o(0)=Vm coslat+hrl vo(t)dt I 当v()= Vo.cos,Ωt时,上式可表示为 vo(=Vmcoslat+ k,k,m sin gt I o(t=vcos(@t+ Msin 2t) 式中,Mr=k1k1VamD=△Om2,△am=knk1V≌m M:调频指数,与调制信号振幅V成正比。 调相器:实现间接调频的关键,作用:产生受调制信号 振幅Vm线性控制的附加相移以(ap 优点:调相电路的实现比较灵活
vO (t) = Vmcos[c t +kf v t t ] t Ω ( )d 0 当 v (t) = Vmcos t 时，上式可表示为 vO (t) = Vmcos(c t + Mf sin t) vO (t) = Vmcos[c t + kp k1 Ωt ] Ω VΩ sin m 式中，Mf = kp (k1Vm/) = m/，m = kp k1Vm Mf：调频指数，与调制信号振幅 Vm 成正比。 调相器：实现间接调频的关键，作用：产生受调制信号 振幅 Vm线性控制的附加相移 (c )。 优点：调相电路的实现比较灵活
第5章角度调制与解调电路 、调频电路的性能要求 调频特性 (1)定义 描述瞬时频率偏移Δ(=∫-∫)随调制电压v变化的 特性。 (2)特性 正弦波 调相器 振荡器 Pl e) vo(t) 如图5-2-1所示。 m cOS(ct klvo(o)dr 0 (3)要求 积分器 在特定调制电压范围 内是线性的。 dvo(t 图5-2-1间接调频电路组成方框图
二、调频电路的性能要求 1．调频特性 (1)定义 描述瞬时频率偏移 f (= f - f c ) 随调制电压 v变化的 特性。 (2)特性 如图 5-2-1 所示。 图 5-2-1 间接调频电路组成方框图 (3)要求 在特定调制电压范围 内是线性的
第5章角度调制与解调电路 2.调频灵敏度 (1)定义 △f=f-f 原点上的斜率 dy e V2 单位为HnNV,SF越大,调制信号 对瞬时频率的控制能力就越强。 (2)要求 图5-2-2调频电路的调频特性 当v(0= Vo.coset时,画出的Af0波形如图5-2-2所 示。图中,Δn即为调频信号的最大频偏
2．调频灵敏度 (1)定义 原点上的斜率 0 F d d(Δ ) = = Ω Ω v v f S 单位为 Hz/V， SF 越大，调制信号 对瞬时频率的控制能力就越强。 (2)要求 当 v (t) = Vmcos t 时，画出的 f(t) 波形如图 5-2-2 所 示。图中，fm即为调频信号的最大频偏
今第5章角度调制与解调电路 3.调频特性的非线性 (1)中心频率偏离量 若调频特性非线性,则由余弦调制电压产生的△f为 非余弦波形,它的傅里叶级数展开式为 △f(0)=△f0+△m1c0st+△/mn2C0s2_2t+ 式中,△6=f6-为△f0的平均分量,表示调频信号的中心 频率由∫偏离到G,称为中心频率偏离量。 (2)非线性失真系数 评价调频特性非线性的参数为 ∑ m n THD n=2 △
3．调频特性的非线性 (1)中心频率偏离量 若调频特性非线性，则由余弦调制电压产生的 f(t)为 非余弦波形，它的傅里叶级数展开式为 f(t) = f 0 + fm1cost + fm2cos2t + 式中，f 0 = f 0 – f c 为 f(t) 的平均分量，表示调频信号的中心 频率由 f c 偏离到 f 0 ，称为中心频率偏离量。 (2)非线性失真系数 评价调频特性非线性的参数为 m1 2 2 m Δ Δ f f THD n n = =
第5章角度调制与解调电路 4.中心频率准确度和稳定度 使接收机正常接收所必须满足的重要性能指标,否则, 将造成信号失真,并干扰邻近电台信号
4．中心频率准确度和稳定度 使接收机正常接收所必须满足的重要性能指标，否则， 将造成信号失真，并干扰邻近电台信号
第5章角度调制与解调电路 522直接调频 实现方法「正弦振荡器 张弛振荡器 工作原理及其性能分析 1.工作原理 将可变电抗器件接入LC振荡回路中,其电容或电感量 受调制信号控制,便可实现调频。 2.可变电抗器件的种类 ①驻极体话筒或电容式话筒。电容可变器件用于便携式 调频发射机,将声波的强弱变化转换为电容量的变化。接入 振荡回路当中,可得瞬时频率按讲话声音强弱变化的调频信 号 ②铁氧化磁芯绕制的线圈。电感可变器件,用在扫频仪 中,改变通过附加线圈的电流可控制磁场的变化,使磁芯导 磁率变化,从而改变主线圈的电感量
5.2.2 直接调频 正弦振荡器 张弛振荡器 实现方法 一、工作原理及其性能分析 1．工作原理 将可变电抗器件接入 LC 振荡回路中，其电容或电感量 受调制信号控制，便可实现调频。 2．可变电抗器件的种类 ② 铁氧化磁芯绕制的线圈。电感可变器件，用在扫频仪 中，改变通过附加线圈的电流可控制磁场的变化，使磁芯导 磁率变化，从而改变主线圈的电感量。 ① 驻极体话筒或电容式话筒。电容可变器件用于便携式 调频发射机，将声波的强弱变化转换为电容量的变化。接入 振荡回路当中，可得瞬时频率按讲话声音强弱变化的调频信 号
第5章角度调制与解调电路“ ③变容二极管。利用PN结反偏呈现的势垒电容而构成, 应用最为广泛。 优点:工作频率高、固有损耗小、使用方便 接入方法:全接入、部分接入 L 变容二极管作为振荡回路总电容△ 的直接调频电路 (1)原理电路 为LC正弦振荡器中的谐振回路。 C;变容二极管的结电容,与L共同构成 振荡器的振荡回路(全接入)。振荡频率近似等 于回路的谐振频率,即O0c00、C 图5-2
③ 变容二极管。利用 PN 结反偏呈现的势垒电容而构成， 应用最为广泛。 优 点：工作频率高、固有损耗小、使用方便。 接入方法：全接入、部分接入 1．变容二极管作为振荡回路总电容 的直接调频电路 (1)原理电路 为 LC 正弦振荡器中的谐振回路。 Cj ：变容二极管的结电容，与 L 共同构成 振荡器的振荡回路(全接入)。振荡频率近似等 于回路的谐振频率，即 osc 0 = j 1 LC