大连海事大学：《电子线路》第13章 调频与鉴频

電子工業出版礻 第13章调频与鉴频 13.1调频波的基本性质 13.2变容管调频电路 13.3调频波的解调一鉴频 134自动频率控制(AFC)

第13章 调频与鉴频 13.1 调频波的基本性质 13.2 变容管调频电路 13.3 调频波的解调—鉴频 13.4 自动频率控制（AFC）

電子工業出版社 13.1调频波的基本性质 131.1调频波的数学表达式、频偏、波形和频谱 调频波是一种载波信号的瞬时频率随调制信号线性变化 的高频载波。 设未调波u()的表达式为 uc(t=Ucmcoso(t=Ucmcos(@ct+po) 调制信号为单一频率余弦波u()= Uo- coss2,根据调频波 的定义,调频时,载频α应为瞬时频率α(,ω(随调制信 号u()作线性变化,即瞬时频率为 0Oo-+k(O)=0+△() 为未调频时的载波频率,即调频时的中心频率;k是一个 与调频电路有关的比例常数;△O()=kdu(1)是瞬时频率相对 于中心频率的偏移,称为瞬时频率偏栘,简称频偏

13.1 调频波的基本性质 13.1.1 调频波的数学表达式、频偏、波形和频谱 调频波是一种载波信号的瞬时频率随调制信号线性变化 的高频载波。 设未调波uc (t)的表达式为 uc (t)=Ucmcos (t)=Ucmcos(c t+0 ) 调制信号为单一频率余弦波u(t)=Umcost，根据调频波 的定义，调频时，载频c应为瞬时频率(t), (t)随调制信 号u(t)作线性变化，即瞬时频率为 (t)=c+kfu(t)=c+(t) c为未调频时的载波频率，即调频时的中心频率；kf是一个 与调频电路有关的比例常数；(t)=kfu(t)是瞬时频率相对 于中心频率的偏移，称为瞬时频率偏移，简称频偏

回電子工業出版社 调频波是一个等幅的疏密波,其瞬时频率的变化(频偏 △o()反映了调制信号的变化规律。 k U m WFM(t)=Ucm cos ot+ sINg U cos(2计+ mising) kl 上式中:m= 称为调频波的调频指数,它以rad (弧度)为单位,表示了调频波的最大相位偏移;g为调制 信号频率。调频指数与调制信号的振幅Uω成正比,与调制 信号频率Ω成反比,它反映了调制的深浅程度

调频波是一个等幅的疏密波，其瞬时频率的变化（频偏 (t)）反映了调制信号的变化规律。         = + t k U u t U t f Ω   ( ) cos  sin m F M cm c =Ucmcos(c t+mf sint) 上式中： 称为调频波的调频指数，它以rad （弧度）为单位，表示了调频波的最大相位偏移；为调制 信号频率。调频指数与调制信号的振幅Um成正比，与调制 信号频率成反比，它反映了调制的深浅程度。  f Ωm f k U m =

電子工業出版礻 bEM(t) (a)调制信号波形 (b)载波信号波形 (c)调频波波形 调频波波形

调频波波形

電子工業出版礻 调频波的频谱 uEM=Ucmcos(act+msin2t) Ucmcosactcos(msin@2t)-Ucm sin@ tsin(msin 2t) mr=0.5 f aC Q2 =2. C 调频波频谱(单频调频)

调频波的频谱 uFM(t)=Ucmcos(c t+mf sint) =Ucmcosc tcos(mf sint)−Ucmsinc tsin(mf sint) 调频波频谱（单频调频）

回電子工業出版社 Publishing House of Electronics Inoustry 调频波的频带宽度(带宽),可以用以下分式进行 估算。 f6w=2(m+1)F △ 式中=2汇,由于m m,所以 fw=2(△mn+F) 也就是说,调频波的频带宽度大约等于频偏Δn与调 制频率F之和的两倍 也就是说,调频波的频带宽度大约等于频偏亼⌒与调 制频率F之和的两倍

调频波的频带宽度（带宽），可以用以下分式进行 估算。 fbW=2(mf+1)F 式 中 ，由于 ，所以 fbW=2(fm+F) 也就是说，调频波的频带宽度大约等于频偏fm与调 制频率F之和的两倍。  = 2  F   m mf = 也就是说，调频波的频带宽度大约等于频偏fm与调 制频率F之和的两倍

電子工業出版社 13.1.2调频制与调幅制的比较 调频制和调幅制相比,具有下述特点: (1)调频制抗干扰能力强。 (2)调频发射机的功率放大管利用率高 (3)调频制信号传输的保真度高 (4)调频制是必须工作在超短波以上的波段 (5)调频接收机比调幅接收机的设备复杂

13.1.2 调频制与调幅制的比较 调频制和调幅制相比，具有下述特点： （1）调频制抗干扰能力强。 （2）调频发射机的功率放大管利用率高。 （3）调频制信号传输的保真度高。 （4）调频制是必须工作在超短波以上的波段。 （5）调频接收机比调幅接收机的设备复杂

電子工業出版社 13.2变容管调频电路 13.2.1直接调频与间接调频 间接调频法是将调制信号积分后,再对载波进行调相,结果 得到调频波。这种方法是由调相变调频, 直接调频是用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,以产生调频波 于用LC正弦波振荡器作为被控振荡器的直接调频电路, 由于其振荡频率主要取决于振荡回路的电感量和电容量, 因此,只要在振荡回路中接入可变电抗器件(可以是可变 电感,也可以是可变电容)并使该电抗器件受调制信号控 制,就可以产生振荡频率随调制信号变化的调频波

13.2 变容管调频电路 13.2.1 直接调频与间接调频 间接调频法是将调制信号积分后，再对载波进行调相，结果 得到调频波。这种方法是由调相变调频， 直接调频是用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，以产生调频波。 于用LC正弦波振荡器作为被控振荡器的直接调频电路， 由于其振荡频率主要取决于振荡回路的电感量和电容量， 因此，只要在振荡回路中接入可变电抗器件（可以是可变 电感，也可以是可变电容）并使该电抗器件受调制信号控 制，就可以产生振荡频率随调制信号变化的调频波

電子工業出版礻 13.2.2变容二极管直接调频电路 C (a)原理电路 (b)等效振荡回路 变容二极管直接调频电路 up(t=votuo(t uo(t=UomcosO2t b()=V。+ UomCOSs_L

13.2.2 变容二极管直接调频电路 变容二极管直接调频电路 uD(t)=Vo+u(t) u(t)=Umcost uD(t)=Vo+Umcost

電子工業出版社 13.3调频波的解调一鉴频 从调频信号中取出原调制信号的过程,称为鉴频。信息包 含在它的频率变化之中。鉴频器的输出信号必须与输入调 频波的瞬时频率变化成线性关系。 13.3.1鉴频的方法 第一种方法是鉴频方法称为斜率鉴频 波形变换 WAF(t) 包络 FM(t)(频幅转换) 检波器 斜率鉴频器的方框图

13.3 调频波的解调—鉴频 从调频信号中取出原调制信号的过程，称为鉴频。信息包 含在它的频率变化之中。鉴频器的输出信号必须与输入调 频波的瞬时频率变化成线性关系。 13.3.1 鉴频的方法 第一种方法是鉴频方法称为斜率鉴频。 斜率鉴频器的方框图