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第 7 章频率调制与解调

第 7 章频率调制与解调. 7.1 调频信号的分析. 1 ．调频信号的数学表示式. 2 ．调频信号的波形. 3 ．调频信号的带宽. 4 ．调频信号与调幅信号的比较. （ 1 ）调频信号是将信息携带在载波的频率上，而调幅信号则将信息携带在载波的幅度上。 （ 2 ）调频信号的幅度是不变的，是等幅波，可采用限幅电路消除寄生的幅度变化，因此抗干扰能力强，而调幅信号的幅度是按调制信号的规律变化，容易受寄生幅度的干扰。. 第 7 章频率调制与解调.

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第 7 章频率调制与解调

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  1. 第7章频率调制与解调 7.1 调频信号的分析 1．调频信号的数学表示式 2．调频信号的波形 3．调频信号的带宽 4．调频信号与调幅信号的比较 （1）调频信号是将信息携带在载波的频率上，而调幅信号则将信息携带在载波的幅度上。 （2）调频信号的幅度是不变的，是等幅波，可采用限幅电路消除寄生的幅度变化，因此抗干扰能力强，而调幅信号的幅度是按调制信号的规律变化，容易受寄生幅度的干扰。

  2. 第7章频率调制与解调 （3）对调频信号进行功率放大时，功率放大器可采用效率较高的非线性功率放大器（如第4章的谐振功率放大器），而对调幅信号进行功率放大时，为保证其幅度不失真，功率放大器必须是线性放大器（甲类功率放大器）。（4）传送同一个信息，采用的调制方式不同，所需的带宽也不同。调频方式比调幅方式需要的带宽大得多，所以调频信号的频带利用率低，在信道拥挤、频率范围不宽的情况下不宜采用调频方式。 7.2 调频电路 7.2.1 概述 产生调频信号的电路称调频电路，产生调频信号的电路主要有两种，即直接调频电路和间接调频电路。

  3. 第7章频率调制与解调 1．调制特性 调频信号的频率偏移与调制信号电压的关系称调制特性。为了不失真的调制，要求调制特性为线性，实际上，调制特性无法做到理想的线性，只能保证在一定的调制电压范围内近似为线性。如图所示。

  4. 第7章频率调制与解调 2．调制灵敏度 单位电压引起的频率偏离量，称为调制灵敏度。 3．最大频偏 最大频偏Δfm指在正常调制电压作用下，调制电路所能达到的最大频率偏离。 4．频率响应 调频信号具有一定的带宽，在调频信号带宽范围内，调制特性应达到规定的要求。 5．寄生调幅 理想的调频信号幅度是恒定的，但实际调频信号的幅度由于各种干扰的存在，幅度是变化的，把这种干扰引起的调频信号幅度的变化称寄生调幅，在实际中应尽量减小寄生调幅。 6．中心频率稳定度

  5. 第7章频率调制与解调 第7章频率调制与解调 7.2.2 直接调频电路 1．变容二极管直接调频电路 变容二极管直接调频电路如图所示。 图中，C2、R4组成直流电源滤波电路，R1、R2、R3为偏置电阻，给晶体管提供合适的直流偏压，C1，C3为交流旁通电容，起隔直通交的作用，C4、C5、C6为高频旁通电容，对高频交流信号短路，对直流和低频交流信号开路，C7为耦合电容，起隔直通交的作用，LC称高频扼流圈，对高频交流信号开路，对直流和低频交流信号短路，它与C6共同作用，阻止高频振荡信号干扰低频调制信号源，R5、R6、R7为变容二极管提供一直流负偏压UCJ。

  6. 第7章频率调制与解调 2．晶体直接调频电路 为了进一步提高频率稳定度，可利用变容二极管对石英晶体振荡器进行直接调频。需要注意的是石英晶体的串联谐振频率和并联谐振频率非常接近，因此石英晶体振荡器的频率可调范围很小，所以调频频偏很小，一般相对频偏只有0.01%左右。 图为用于无线话筒中的发射机电路，它是一个100MHZ的石英晶体振荡变容二极管直接调频电路。

  7. 第7章频率调制与解调 7.2.3 间接调频电路 1．调相电路 所谓调相就是用调制信号控制载波的相位，使其按照调制信号的规律变化。变容二极管调相原理电路如图所示。 2．实际调相电路

  8. 第7章频率调制与解调 7.2.4 扩展频偏的方法 为了扩展频偏，又使载波频率大小符合要求，可采用倍频和混频相结合的电路对调频信号进行处理，达到扩展频偏的目的。倍频可扩展调频信号的绝对频偏，而混频则可将载波频率变化至要求值，同时扩展调频信号的相对频偏。 7．3 鉴频器 7．3．1 概述 1．鉴频器的主要技术指标 （1）中心频率 （2）鉴频特性曲线 （3）鉴频灵敏度SD （4）线性鉴频范围

  9. 第7章频率调制与解调 2．鉴频的主要方法 （1）斜率鉴频 （2）相位鉴频器 （3）脉冲计数式鉴频 （4）锁相鉴频

  10. 第7章频率调制与解调 7．3．2 斜率鉴频器 1．单失谐回路鉴频器 图中虚线以右为包络检波电路，虚线以左为线性变换网络，其任务是将调频信号uFM转换成调频调幅信号uFM-AM，即将频率的变化转移到幅度上。线性网络转换信号的原理如图所示。

  11. 第7章频率调制与解调 2．双失谐回路鉴频器 图7-23中有上下两个并联谐振电路都工作于失谐状态，故称双失谐回路鉴频器电路。fo1为上谐振电路的固有谐振频率，fo2为下谐振电路的固有谐振频率，两个谐振回路对调频信号的中心频率fc对称失谐，既fo1-fc=fc-fo2或fc-fo1 =fo2-fc，且失谐度（fo1-fc）应大于输入调频信号的最大频偏。两个谐振电路的谐振曲线形状要完全相同，上下两个包络检波电路要平衡，即对应电路元件参数完全相同。 双失谐回路鉴频器线性鉴频范围与两个谐振回路的谐振频率fo1、fo2有关，fo1与fo2偏离fC太大，鉴频特性曲线在fC附近的线性变差，fo1与fo2偏离fC太小，则线性鉴频范围缩小，所以双失谐回路鉴频器的调整比较麻烦。

  12. 第7章频率调制与解调 3．集成电路斜率鉴频器

  13. 第7章频率调制与解调 7.3.3 相位鉴频器 1．乘积型相位鉴频器 2．叠加型相位鉴频器

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