《第7章角度调制与解调精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第7章角度调制与解调精选PPT.ppt（160页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第7章角度调制与解章角度调制与解调调1第1页，本讲稿共160页概述在无线通信中，频频率率调调制制和和相相位位调调制制是又一类重要的调制方式。1、频频率率调调制制又又称称调调频频(FM)模模拟拟信信号号调调制制，它是使高频振荡信号的频率按调制信号的规律变化(瞬时频率变化的大小与调制信号成线性关系)，而振幅保持恒定的一种调制方式。调频信号的解调称为鉴频或频率检波。而数字信号频率调制称为频率键控（数字信号频率调制称为频率键控（FSK)2、相相位位调调制制又又称称调调相相(PM)模模拟拟信信号号调调制制，它的相位按调制信号的规律变化，振幅保持不变。调相信号的解调称为鉴相或相位检波。类似的，类似的，数
2、字信号相位调制称为相位键控（数字信号相位调制称为相位键控（PSK)第2页，本讲稿共160页3、角角度度调调制制得得特特点点：调频和调相统称为角角(度度)调调(制制)，角度调制属属于于频频谱谱的的非非线线性性变变换换，即已调信号的频谱结构不再保持原调制信号频谱的内部结构，且调制后的信号带宽通常比原调制信号带宽大得多，因此角角度度调调制制信信号号的的频带利用率不高，但其抗干扰和噪声的能力较强频带利用率不高，但其抗干扰和噪声的能力较强。另外，角度调制的分析方法和模型等都与频谱线性搬移电路不同。第3页，本讲稿共160页4、调频与调相的关系调调频频波波和和调调相相波波都都表表现现为为高高频频载载波波瞬瞬
3、时时相相位位随随调调制制信信号号的的变变化化而而变变化化，只只是是变变化化的的规规律律不不同同而而已已。由由于于频频率率与与相相位位间间存存在在微微分分与与积积分分的的关关系系，调调频频与与调调相相之之间间也也存存在在着着密密切切的的关关系系，即即调调频频必必调调相相，调调相相必必调调频频。同同样样，鉴鉴频频和和鉴鉴相相也也可可相相互互利利用用，即即可可以以用用鉴鉴频频的的方方法法实实现现鉴鉴相相，也也可可以以用鉴相的方法实现鉴频。用鉴相的方法实现鉴频。一一般般来来说说，在在模模拟拟通通信信中中，调调频频比比调调相相应应用用广广泛泛，而而在在数数字字通通信信中中，调调相相比比调调频频应应用用普
4、普遍遍。本本章章只只者者重重讨讨论论模模拟拟调频，而对调相和数宇调制只做简单的说明和对比。调频，而对调相和数宇调制只做简单的说明和对比。第4页，本讲稿共160页7.1角度调制信号分析角度调制信号分析一、调频信号的时域分析一、调频信号的时域分析1、调频信号的表达式与波形、调频信号的表达式与波形设设调调制制信信号号为为单单一一频频率率信信号号u(t)=Ucost，未未调调载载波波电电压压为为uC=UCcosct，则则根根据据频频率率调调制制的的定定义义，调调频频信信号的瞬时角频率为：号的瞬时角频率为：(7-1)它是在它是在c的基础上，增加了与的基础上，增加了与u(t)成正比的频率偏移。式成正比的频
5、率偏移。式中中kf为比例常数。为比例常数。第5页，本讲稿共160页调调频频信信号号的的瞬瞬时时相相位位(t)是是瞬瞬时时角角频频率率(t)对对时时间间的的积分，积分，即：即：式式中中，0为为信信号号的的起起始始角角频频率率。为为了了分分析析方方便便，不不妨妨设设0=0，则式（，则式（7-2）变为：）变为：（7-2）（7-3）第6页，本讲稿共160页式中式中，为调频指数为调频指数。FM波的表示式为波的表示式为(7-4)图图7-1画出了画出了频率调制过程中调制信号、调频信号及相应的瞬时频率调制过程中调制信号、调频信号及相应的瞬时频率和瞬时相位波形频率和瞬时相位波形。第7页，本讲稿共160页图7-1
6、调频波波形第8页，本讲稿共160页2、调频信号的基本参数、调频信号的基本参数在调频信号中，有在调频信号中，有三个基本参数三个基本参数：(1)载波角频率载波角频率c：是没有受调时的载波角频率。：是没有受调时的载波角频率。(2)调调制制信信号号角角频频率率：它它反反映映了了受受调调制制的的信信号号的的瞬瞬时时频频率变化的快慢。率变化的快慢。(3)最最大大角角频频偏偏m：是是相相对对于于载载频频的的最最大大角角频频偏偏，与与之之对对应应的的频频偏偏ffm=m/2，也也反反映映了了瞬瞬时时频频率率摆摆动动的的幅幅度。度。在在频频率率调调制制中中，最最大大角角频频偏偏m是是衡衡量量信信号号频频率率受受调
7、调制的程度的重要参数制的程度的重要参数，也是衡量，也是衡量调频信号质量的重要参数调频信号质量的重要参数。第9页，本讲稿共160页图7-2调频波fm、mf与F的关系(4)调频波的调制指数调频波的调制指数mf：mf=m/=ffm/F。由于由于mf与与U成正比，因此也称为调制深度。调频波的几个成正比，因此也称为调制深度。调频波的几个参数之间的关系如图参数之间的关系如图7-2所示。所示。第10页，本讲稿共160页二、调频信号的频域分析二、调频信号的频域分析1调频波的展开式调频波的展开式因因为为式式（7-4）中中的的是是周周期期为为2/的的周周期期性性时时间间函函数数，可可以以将将它它展展开开为为傅傅氏
8、氏级级数数，其其基基波波角角频频率率为为，即，即（7-5）式中Jn(mf)是宗数为mf的n阶第一类贝塞尔函数，它可以用无穷级数进行计算:（7-6）第11页，本讲稿共160页它随它随mf变化的曲线如图变化的曲线如图7-3所示，并具有以下特性所示，并具有以下特性:Jn(mf)=J-n(mf)，n为偶数为偶数Jn(mf)=-J-n(mf)，n为奇数为奇数因而，调频波的级数展开式为因而，调频波的级数展开式为:（7-7）第12页，本讲稿共160页图7-3第一类贝塞尔函数曲线在图在图7-3中，除中，除J0(mf)外，在外，在mf=0的其他各阶函数值均为的其他各阶函数值均为0，这意味，这意味着，当没有着，当
9、没有角度调制角度调制时，时，除了载波外，不含其他频率分量。除了载波外，不含其他频率分量。第13页，本讲稿共160页2调频波的频谱结构和特点调频波的频谱结构和特点将将(7-7)式进一步展开，有式进一步展开，有uFM(t)=UCJ0(mf)cosct+J1(mf)cos(c+)t-J1(mf)cos(c-)t+J2(mf)cos(c+2)t+J2(mf)cos(c-2)t+J3(mf)cos(c+3)t-J3(mf)cos(c-3)t+（7-8）由由(7-8)式可得，式可得，单一频率调频波是由许多频率分量组成的，而不单一频率调频波是由许多频率分量组成的，而不像振幅调制那样，单一低频调制时只产生两个
10、边频像振幅调制那样，单一低频调制时只产生两个边频(AM、DSB)，因此调频属于非线性变换，因此调频属于非线性变换。其分布规律如图。其分布规律如图7-4所示。所示。第14页，本讲稿共160页图7-4单频调制时FM波的振幅谱（a）为常数;（b）m为常数(图中忽略了幅度较小的边频分量)第15页，本讲稿共160页(1)调调频频波波的的频频谱谱是是由由载载波波c和和无无数数边边频频cn构构成成，这这些些边频对称地分布在载频两边，其幅度取决于调制指数边频对称地分布在载频两边，其幅度取决于调制指数mf；(2)由由于于mf=m/=ffm/F，且且m=kfU，因因此此调调制制指指数数mf既取决于最大频偏，又取决
11、于调制信号频率既取决于最大频偏，又取决于调制信号频率F。(3)由由于于相相邻邻两两根根谱谱线线的的间间隔隔为为调调制制信信号号频频率率，因因此此调调制制信信号号频频率率越越大大，谱谱线线间间隔隔越越大大，在在相相同同的的调调制制指指数数mf时时，最最大大频偏也越大。频偏也越大。(4)在在调调制制信信号号频频率率一一定定时时，调调制制信信号号幅幅度度越越大大，其其最最大大频频偏也越大，即调制指数偏也越大，即调制指数mf也越大也越大。(5)mf将将相相同同时时，频频谱谱的的结结构构相相同同。mf越越大大，有有影影响响的的边边频分量越多，即最大频偏内包含的谱线越多频分量越多，即最大频偏内包含的谱线越
12、多：m=mf。第16页，本讲稿共160页由由式式(7-8)可可得得，对对于于n为为偶偶数数的的边边频频分分量量，边边频频的的符符号号相相同同，若若将将这这一一对对边边频频相相加加，则则合合成成波波为为一一双双边边带带信信号号(DSB)，其高频相位与载波相同，其高频相位与载波相同。若用矢量表示，如图。若用矢量表示，如图7-5(a)所示。所示。对对于于n为为奇奇数数的的边边频频分分量量，边边频频的的符符号号相相反反，它它们们相相加加后后其其合合成成矢矢量量与与载载波波方方向向垂垂直直，若若将将这这一一对对边边频相加，频相加，如图如图7-5(b)所示。所示。对对照照图图7-5(a)(b)可可发发现现
13、，调调频频信信号号的的调调角角作作用用是是由由这这些些奇奇次次边边频频完完成成的的，而而它它们们所所引引起起的的附附加加幅幅度度变变化化，是是由由偶偶次次边频的调幅作用来补偿，从而得到幅度不变的合成矢量边频的调幅作用来补偿，从而得到幅度不变的合成矢量。当当调调频频波波的的调调制制指指数数较较小小时时，由由图图7-3可可知知，|J1(mf)|J2(mf)|J3(mf)|.,此此时时可可认认为为调调频频波波只只由由c和和c边边频频构成。这种调频波称为构成。这种调频波称为窄带调频窄带调频(NBFM)。第17页，本讲稿共160页图7-5调频信号的矢量表示第18页，本讲稿共160页3、调频信号的带宽、调
14、频信号的带宽从从原原理理上上讲讲，调调频频波波包包含含无无穷穷多多频频率率分分量量，其其带带宽宽是是没没有意义的。但从工程上看，幅度较大的边频分量是不多的。有意义的。但从工程上看，幅度较大的边频分量是不多的。(1)确定带宽的准则确定带宽的准则通通常常选选取取有有影影响响边边频频分分量量的的的的准准则则是是：信信号号的的频频带带宽宽度度应包括幅度大于未调载波应包括幅度大于未调载波1%以上的边频分量以上的边频分量，即，即|Jn(mf)|0.01不过，不过，在要求不高的场合，此标准也可定为在要求不高的场合，此标准也可定为5%甚至甚至10%。对对于于不不同同的的mf值值，有有用用边边频频的的数数目目(
15、2n)可可查查贝贝塞塞尔尔函函数数表。表。满足满足|Jn(mf)|0.010.01的的n/n/mf与与mf的关系曲线如图的关系曲线如图7-6所示。所示。第19页，本讲稿共160页图7-6|n(mf)|0.01时的n/mf曲线第20页，本讲稿共160页(2)宽带调频与窄带调频及带宽宽带调频与窄带调频及带宽由图可见，当由图可见，当mf很大时，很大时，n/mf趋近于趋近于1。宽宽带带调调频频(WBFM)：是是指指调调频频时时其其调调制制指指数数mf1的的调调频频。因因此此宽宽带带调调频频时时，应应将将n=mf的的边边频频包包括括在在频频带带内内，此此时时带带宽宽为为：Bs=2nF=2mfF=2fm（
16、7-9）窄窄带带调调频频(NBFM)：是是指指调调频频时时其其调调制制指指数数mf很很小小的的调调频频，如如mfU1，则：，则：同样，如果U1U2，则：第94页，本讲稿共160页对它们进行包络检波，则鉴相器的输出为(kd包络检波器的检波系数）：u0=kdU(t)可见，可见，在上述两种情况下，鉴相特性除一直流成分外，与相在上述两种情况下，鉴相特性除一直流成分外，与相差间的关系为正弦形状，即输出电压是相差的正弦函数，当差间的关系为正弦形状，即输出电压是相差的正弦函数，当相差较小时，可近似为线性关系。相差较小时，可近似为线性关系。在实际中，为了抵消输出中的直流成分，扩大线性范围，可采用如下平衡式叠加
17、型相位鉴频器。(7-43)第95页，本讲稿共160页图7-39平衡式叠加型相位鉴频器框图B、平衡式叠加型相位鉴频器、平衡式叠加型相位鉴频器需要指出的是：叠加型鉴频器的工作过程包括两个阶段：需要指出的是：叠加型鉴频器的工作过程包括两个阶段：a、通过叠加，将两个信号电压之间的相位差变换为合成信号、通过叠加，将两个信号电压之间的相位差变换为合成信号的包络变化（的包络变化（PM-AM);b、利用包络检波器检出调制信号、利用包络检波器检出调制信号第96页，本讲稿共160页4、直接脉冲计数式鉴频法、直接脉冲计数式鉴频法调调频频信信号号的的信信息息寄寄托托在在已已调调波波的的频频率率上上。从从某某种种意意义
18、义上上讲讲，信信号号频频率率就就是是信信号号电电压压或或电电流流波波形形单单位位时时间间内内过过零零点点(或或零零交交点点)的的次次数数。对对于于脉脉冲冲或或数数字字信信号号，信信号号频频率率就就是是信信号号脉脉冲冲的的个个数数。基基于于这这种种原原理理的的鉴鉴频频器器称称为为零交点鉴频器或脉冲计数式鉴频器。零交点鉴频器或脉冲计数式鉴频器。第97页，本讲稿共160页图7-40直接脉冲计数式鉴频器第98页，本讲稿共160页7.5鉴频电路鉴频电路一、叠加型相位鉴频电路一、叠加型相位鉴频电路1、互感耦合相位鉴频器、互感耦合相位鉴频器互互 感感 耦耦 合合 相相 位位 鉴鉴 频频 器器 又又 称称 福
19、福 斯斯 特特 西西 利利(FosterSeeley)鉴鉴频频器器，图图7-41是是其其典典型型电电路路。相相移移网网络为耦合回路。络为耦合回路。第99页，本讲稿共160页图7-41互感耦合相位鉴频器第100页，本讲稿共160页(1)频率频率相位变换相位变换频频率率相相位位变变换换是是由由图图7-42(a)所所示示的的互互感感耦耦合合回回路路完完成成的的。由由图图7-42(b)的的等等效效电电路路可可知知，初初级级回回路路电电感感L1中的电流为中的电流为(其中其中Zf为次级映射电阻为次级映射电阻)：(7-54)图7-42互感耦合回路第101页，本讲稿共160页考考虑虑初初、次次级级回回路路均均
20、为为高高Q回回路路，r1也也可可忽忽略略。这这样，上式可近似为样，上式可近似为初级电流在次级回路产生的感应电动势初级电流在次级回路产生的感应电动势为(7-55)(7-56)感应电动势在次级回路形成的电流为第102页，本讲稿共160页(7-57)(7-58a)=2Qf/f0，则上式变为(7-58b)上式中AkQ为耦合因子为耦合因子，为次级回路的阻抗角次级回路的阻抗角。第103页，本讲稿共160页图7-43频率相位变换电路的相频特性上式表明：上式表明：U2与与U1之间的幅度和相位关系都随输入信号的频率（广义失之间的幅度和相位关系都随输入信号的频率（广义失谐）变化，变化关系如下图所示。谐）变化，变化
21、关系如下图所示。第104页，本讲稿共160页由由上上图图可可以以看看出出，在在一一定定的的频频率率范范围围内内，与与间间相相差差与与频频率率之之间间具具有有线线性性关关系系，因因而而互互感感耦耦合合回回路路可可做做线性相移网络，其中的固定相差是由互感形成的。线性相移网络，其中的固定相差是由互感形成的。应应当当注注意意，与与鉴鉴相相器器不不同同，由由于于由由耦耦合合回回路路产产生生，而而相相移移网网络络由由谐谐振振回回路路近近似似形形成成的的，因因此此，的的幅幅度度随随频频率变化。率变化。第105页，本讲稿共160页(2)相位相位幅度变换幅度变换根根据据图图中中规规定定的的与与的的极极性性，图图
22、7-41电电路路可可简简化化为为图图7-44。这这样样，在在两两个个检检波波二二极极管管上上的的高高频频电电压压分分别为：别为：(7-59)第106页，本讲稿共160页图7-44图7-41的简化电路第107页，本讲稿共160页合合成成矢矢量量的的幅幅度度随随与与间间的的相相位位差差而而变变化化(FMPMAM信号信号)，如图，如图7-45所示。所示。f=f0=fc时时，与与的的振振幅幅相相等等，即即UD1=UD2;ff0=fc时时，UD1UD2，随随着着f的的增增加加，两两者者差差值值将将加大；加大；ff0=fc时时，UD1p2Z2，p=1/2。分析可得，AB间的电压为(7-64)(7-65)由
23、此可得上式与互感耦合相位鉴频器的式上式与互感耦合相位鉴频器的式(7-58)完全相同，因此其鉴频特性与互感完全相同，因此其鉴频特性与互感耦合相位鉴频器相同。耦合相位鉴频器相同。第116页，本讲稿共160页二、比例鉴频器二、比例鉴频器输出与两个电容之比成正比输出与两个电容之比成正比1、电路结构、电路结构比比例例鉴鉴频频器器是是一一种种类类似似于于叠叠加加型型相相位位鉴鉴频频器器，而而又又具具有有自自限限幅幅(软软限限幅幅)能能力力的的鉴鉴频频器器，其其基基本本电电路路如如图图7-50(a)所所示示。它它与与互互感感耦耦合合相相位位鉴鉴频频器器电电路路的的区区别别有有以以下下三三个个方方面面：(1)
24、包络检波器的两个二极管顺接包络检波器的两个二极管顺接；(2)在在电电阻阻(R1+R2)两两端端并并接接一一个个大大电电容容C，容容量量约约在在10F数数量量级级。时时间间常常数数(R1+R2)C很很大大，约约0.10.25s，远远大大于低频信号的周期于低频信号的周期。(3)接地点和输出点改变接地点和输出点改变。第117页，本讲稿共160页图7-50比例鉴频器电路及特性第118页，本讲稿共160页2.工作原理工作原理图图7-46(b)是是图图(a)的的简简化化等等效效电电路路，电电压压、电电流流如如图所示。由电路理论可得图所示。由电路理论可得i1(R1+RL)-i2RL=uc1(7-67)i2(
25、R2+RL)-i1RL=uc2(7-68)uo=(i2-i1)RL(7-69)当当R1=R2=R时，可得时，可得(7-70)(7-71)第119页，本讲稿共160页由由上上式式可可见见，在在电电路路参参数数相相同同的的条条件件下下，输输入入调调频频信信号号也也相相等等，比比例例鉴鉴频频器器的的输输出出电电压压与与互互感感耦耦合合或或电电容容耦耦合相位鉴频器相比要小一半合相位鉴频器相比要小一半。根据。根据(7-71)式有：式有：当当f=fc时时，UD1=UD2，i1=i2，但但以以相相反反方方向向流流过过负负载载RL，所以输出电压为零；，所以输出电压为零；当当ffc时，时，UD1UD2，i1i2
26、，输出电压为负；，输出电压为负；当当ffc时，时，UD1UD2，i1i2，输出电压为正。，输出电压为正。说说明明：其其鉴鉴频频特特性性如如图图7-50(c)所所示示，它它与与互互感感耦耦合合或或电电容容耦耦合合相相位位鉴鉴频频器器的的鉴鉴频频特特性性的的极极性性相相反反，这这在在自自动动频频率率控控制制系系统统中中要要特特别别注注意意。当当然然，通通过过改改变变两两个个二二极极管管连连接接的的方方向向或或耦耦合合线线圈圈的的绕绕向向(同同名名端端)，可可以以使使鉴鉴频频特特性反向。性反向。第120页，本讲稿共160页另一方面，输出电压也可由下式导出：另一方面，输出电压也可由下式导出：(7-72
27、)其中：E0=Uc1+Uc2，为电容C两端的电压。上式说明，比例鉴频器输出电压取决于两个检波电容上电压的比值，故称为比例鉴频器。第121页，本讲稿共160页3.自限幅原理自限幅原理比比例例鉴鉴频频器器具具有有限限幅幅作作用用的的原原因因：就就在在于于电电阻阻R1、R2两两端端并并接接了了一一个个大大电电容容C。利利用用大大电电容容的的储储能能作作用用，当当输输入入信信号号幅幅度度发发生生瞬瞬时时变变化化时时，C两两端端电电压压基基本本保保持持不不变变，从从而而维维持持uc1、uc2的基本不变。的基本不变。比比例例鉴鉴频频器器具具有有限限幅幅作作用用还还可可解解释释为为由由高高Q回回路路的的负负
28、载载作作用产生。用产生。(1)回回路路的的无无载载Q0值值要要足足够够高高，以以便便当当检检波波器器输输入入电电阻阻Ri随输入电压幅度变化时，能引起回路随输入电压幅度变化时，能引起回路Qe明显的变化。明显的变化。(2)要要保保证证时时常常数数(R1+R2)C大大于于寄寄生生调调幅幅干干扰扰的的几几个个周周期期。比例鉴频器存在着过抑制与阻塞现象比例鉴频器存在着过抑制与阻塞现象。（读教材（读教材P304）第122页，本讲稿共160页图7-51加入电阻R以减小过抑制及阻塞第123页，本讲稿共160页三、乘积型相位鉴频器（略讲）三、乘积型相位鉴频器（略讲）1、乘积型相位鉴频原理、乘积型相位鉴频原理乘乘
29、积积型型相相位位鉴鉴频频器器实实际际上上是是一一种种正正交交鉴鉴频频器器，它它由由移移相相网网络络、乘乘法法器器和和低低通通滤滤波波器器三三部部分分组组成成。调调频频信信号号一一路路直直接接加加至至乘乘法法器器，另另一一路路经经相相移移网网络络移移相相后后(参参考考信信号号)加加至至乘乘法法器器。由由于于调调频频信信号号和和参参考考信信号号同同频频正正交交，因因此此，称称之之为为正正交交鉴鉴频频器。器。移相网络如图移相网络如图7-52(a)所示，其传输函数为：所示，其传输函数为：(7-73)第124页，本讲稿共160页图7-52移相网络机器相频特性第125页，本讲稿共160页其中，其中，可见，
30、可见，u1与与u2(实际上是实际上是ur与与us)之间的相位差为之间的相位差为相频特性曲线见图7-52(b)。若设(7-74)第126页，本讲稿共160页当当f/f01时，上式可写为时，上式可写为(7-75)可见，鉴频器的输出与输入调频信号的频偏成正比。第127页，本讲稿共160页2.集成正交鉴频器集成正交鉴频器图图7-53是是某某电电视视机机伴伴音音集集成成电电路路，它它包包括括限限幅幅中中放放(V1，V2;V4、V5;V7、8为为三三级级差差分分对对放放大大器器，V3、V6和和V9为为三三个个射射极极跟跟随随器器)、内内部部稳稳压压(VD1VD5、V10)和和鉴鉴频频电路三部分。电路三部分
31、。在上面电路中，调整L、C和C1均可改变回路谐振频率，只要满足(7-76)第128页，本讲稿共160页图7-53集成正交鉴频器第129页，本讲稿共160页四、其它鉴频电路四、其它鉴频电路1.差分峰值斜率鉴频器差分峰值斜率鉴频器差差分分峰峰值值斜斜率率鉴鉴频频器器是是一一种种在在集集成成电电路路中中常常用用的的振振幅幅鉴鉴频频器器。图图7-54(a)是是一一个个在在电电视视接接收收机机伴伴音音信信号号处处理理电电路路(如如D7176AP，TA7243P)等等集集成成电电路路中中采采用用的的差差分分峰值斜率鉴频器。峰值斜率鉴频器。第130页，本讲稿共160页图7-54差分峰值斜率鉴频器第131页，
32、本讲稿共160页移移相相网网络络接接在在集集成成电电路路的的、10脚脚之之间间。设设从从脚脚向向右右看看的的移移相相电电路路的的谐谐振振频频率率为为f01，从从10脚脚向向左左看看的移相电路的谐振频率为的移相电路的谐振频率为f02，则，则(7-77)(7-78)第132页，本讲稿共160页2、晶体鉴频器、晶体鉴频器晶晶体体鉴鉴频频器器的的原原理理电电路路如如图图7-55所所示示。电电容容C与与晶晶体体串串联联后后接接到到调调频频信信号号源源。VD1、R1，C1和和VD2、R2、C2为为两两个个二二极极管管包包络络检检波波器器。为为了了保保证证电电路路平平衡衡，通通常常VD1与与VD2性能相同，
33、性能相同，R1=R2，C1=C2。第133页，本讲稿共160页图7-55晶体鉴频器原理电路第134页，本讲稿共160页图7-56电容晶体分压器(a)电抗曲线；(b)电容、晶体两端电压变化曲线第135页，本讲稿共160页图7-57晶体鉴频器的鉴频特性第136页，本讲稿共160页7.6调频收发信机及附属电路调频收发信机及附属电路一、调频发射机图图7-58是是一一种种调调频频发发射射机机的的框框图图。其其载载频频fc=88108MHz，输输入入调调制制信信号号频频率率为为50Hz15kHz，最最大大频频偏偏为为75kHz。由由图图可可知知，调调频频方方式式为为间间接接调调频频。由由高高稳稳定定度度晶
34、晶体体振振荡荡器器产产生生fc1=200kHz的的初初始始载载波波信信号号送送入入调调相相器器，由由经经预预加加重重和和积积分分的的调调制制信信号号对对其其调调相相。调调相相输输出出的的最最大频偏为大频偏为25Hz，调制指数，调制指数mf0.5。第137页，本讲稿共160页图7-58调频发射机框图第138页，本讲稿共160页 二、调频接收机二、调频接收机图图7-59为为广广播播调调频频接接收收机机典典型型方方框框图图。为为了了获获得得较较好好的的接接收收机机灵灵敏敏度度和和选选择择性性，除除限限幅幅级级、鉴鉴频频器器及及几几个个附附加加电电路路外外，其其主主要要方方框框均均与与AM超超外外差差
35、接接收收机机相相同同。调调频广播基本参数与发射机相同。频广播基本参数与发射机相同。第139页，本讲稿共160页图7-59调频接收机方框图第140页，本讲稿共160页三、附属与特殊电路大家知道，在频率或相位解调电路中，除比例鉴频除比例鉴频器具有自动限幅功能外，其他解调器均无限幅功能，器具有自动限幅功能外，其他解调器均无限幅功能，为了抑制寄生调幅，需在中放级使用限幅电路为了抑制寄生调幅，需在中放级使用限幅电路。1、限幅电路、限幅电路振振幅幅限限幅幅器器的的性性能能可可由由图图7-60(b)所所示示的的限限幅幅特特性性曲曲线线表表示示。图图中中，Up表表示示限限幅幅器器进进入入限限幅幅状状态态的的最
36、最小小输输入入信信号号电电压压，称称为为门门限限电电压压。对对限限幅幅器器的的要要求求主主要要是是在在限限幅幅区区内内要要有有平平坦坦的的限限幅幅特特性性，门门限限电电压压要要尽尽量量小。小。第141页，本讲稿共160页图760限幅器及其特性曲线第142页，本讲稿共160页2.瞬时频偏控制（瞬时频偏控制（IDL）电路）电路实际也是一个限幅器。（见教材）实际也是一个限幅器。（见教材）第143页，本讲稿共160页3.预加重及去加重电路预加重及去加重电路(1)调幅与调频制的噪声频谱调幅与调频制的噪声频谱理理论论证证明明，对对于于输输入入白白噪噪声声，调调幅幅制制的的输输出出噪噪声声频频谱谱呈呈矩矩形
37、形，在在整整个个调调制制频频率率范范围围内内，即即所所有有噪噪声声都都一一样样大大。然然而而，调调频频制制的的噪噪声声频频谱谱(电电压压谱谱)呈呈三三角角形形，见见图图7-61(b)，随随着着调调制制频频率率的的增增高高，噪噪声声也也增增大大。调调制制频频率率范范围愈宽，输出的噪声也愈大。围愈宽，输出的噪声也愈大。然然而而，调调制制信信号号的的频频谱谱结结构构也也不不是是均均匀匀的的，一一般般来来讲讲其其能能量量集集中中在在低低频频部部分分，而而高高频频部部分分的的能能量量较较小小。这这恰恰好好与与噪噪声声频频谱谱相相反反，为为了了提提高高高高频频部部分分的的信信噪噪比比，在在调调制前可有意识
38、地将高频部分加强制前可有意识地将高频部分加强预加重预加重。第144页，本讲稿共160页图7-61调频解调器的输出噪声频谱(a)功率谱；(b)电压谱第145页，本讲稿共160页(2)预加重与去加重电路预加重与去加重电路由由于于调调频频噪噪声声频频谱谱呈呈三三角角形形，或或者者说说与与成成线线性性关关系系，使使我我们们联联想想到到将将信信号号作作相相应应的的处处理理，即即要要求求预预加加重重网网络络的特性为的特性为H(j)=j第146页，本讲稿共160页图7-62预加重网络及其特性(a)预加重网络；(b)频率响应第147页，本讲稿共160页去去加加重重网网络络及及其其频频响响曲曲线线如如图图7-6
39、3所所示示。从从图图看看出出，当当2时时，预预加加重重和和去去加加重重网网络络总总的的频频率率传传递递函函数数近近似为一常数，这正是使信号不失真所需要的条件。似为一常数，这正是使信号不失真所需要的条件。图7-63去加重网络及其特性第148页，本讲稿共160页采采用用预预、去去加加重重网网络络后后，对对信信号号不不会会产产生生变变化化，但对信噪比却得到较大的改善，如图但对信噪比却得到较大的改善，如图7-64所示。所示。图7-64预、去加重网络对信噪比的改善第149页，本讲稿共160页4.静噪电路静噪电路由由于于在在调调频频接接收收中中存存在在门门限限效效应应，因因此此在在系系统统设设计计时时要要
40、尽尽可可能能地地降降低低门门限限值值。为为了了获获得得较较高高的的输输出出信信噪噪比比，在在鉴鉴频频器器的的输输入入端端的的输输入入信信噪噪比比要要在在门门限限值值之之上上。但但在在调调频频通通信信和和调调频频广广播播中中，经经常常会会遇遇到到无无信信号号或或弱弱信信号号的的情情况况，这这时时输输入入信信噪噪比比就就低低于于门门限限值值，输输出出端端的的噪噪声声就就会急剧增加。会急剧增加。第150页，本讲稿共160页图7-66静噪电路举例第151页，本讲稿共160页图7-67静噪电路接入方式第152页，本讲稿共160页7.7调频多重广播调频多重广播一、调频立体声广播1.调频立体声广播方式调频立
41、体声广播方式图图7-68示示出出了了调调频频立立体体声声广广播播的的系系统统图图。左左声声道道信信号号(L)和和右右声声道道信信号号(R)经经各各自自的的预预加加重重在在矩矩阵阵电电路路中中形形成成和和信信号号(L+R)和和差差信信号号(L-R)。和和信信号号(L+R)照照原原样样成成为为主主信信道道信信号号，差差信信号号(L-R)经经平平衡衡调调制制器器对对副副载载波波进进行行抑抑制制载波的调幅，成为副信道信号。载波的调幅，成为副信道信号。第153页，本讲稿共160页图7-68调频立体声广播发射机的系统图第154页，本讲稿共160页2.调频立体声接收机调频立体声接收机调调频频立立体体声声接接
42、收收机机的的框框图图如如图图7-69所所示示，在在鉴鉴频频器器之前与单声道调频接收机的组成相同。之前与单声道调频接收机的组成相同。图7-69调频立体声接收机的框图第155页，本讲稿共160页图7-70立体声解调器工作方式(a)开关方式；(b)矩阵方式第156页，本讲稿共160页二、二、电视伴音的多重广播电电视视伴伴音音的的多多重重广广播播就就是是电电视视伴伴音音的的立立体体声声广广播播。图图7-71为为某某电电视视伴伴音音多多重重广广播播的的发发射射机机框框图图。和和信信号号被被作作为为主主信信道道信信号号发发送送，差差信信号号经经限限幅幅器器、IDC电电路路和和低低通通滤滤波波器器后后作作为
43、为副副信信道道信信号号对对行行扫扫描描频频率率fH的的二二倍倍频频信信号号(副副载波载波)进行调频，并与主信道信号合成后送到伴音发射机。进行调频，并与主信道信号合成后送到伴音发射机。第157页，本讲稿共160页图7-71电视伴音多重广播的发射机框图第158页，本讲稿共160页在在接接收收端端，电电视视机机中中的的伴伴音音处处理理电电路路框框图图如如图图7-72所所示示。对对图图像像中中放放的的输输出出进进行行检检波波，取取出出伴伴音音中中频频，对对它它放放大大后后进进行行鉴鉴频频，得得到到复复合合伴伴音音信信号号。它它含含有有主主信信道道信信号号、副副信信道道信信号号和和控控制制信信号号。对对此此复复合合信信号号进进行处理和转换即可得到立体声伴音的输出。行处理和转换即可得到立体声伴音的输出。第159页，本讲稿共160页图7-72电视伴音处理电路框图第160页，本讲稿共160页