《频谱变换电路》PPT课件.ppt

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1、在通信系统中，角度及解调电路不同于频谱搬移电路。它是用低频信号去调制高频振荡的相角，或是从已调波中解出调制信号所进行的频谱变换，这种变换不是线形变换，而是非线形变换。因此，我们把角度调制及调角波的解调电路称为频谱非线形变换电路。调频（ＦＭ）：如果高频振荡器的频率变化量和调制信号成正比，则称调频。调相（ＰＭ）：如果高频振荡器的相位变化量和调制信号成正比，则称调相。由于频率的变化和相位的变化都表现为总相角的变化，因此，将调频和调相统称为调角。６.７调角波的基本性质式中，Am为简谐振荡的幅度，　为简谐振荡的总相角式中

2、　为瞬时角频率，为初始相位。6.7.1瞬时相位和瞬时频率的概念对于简谐振荡可以写成一般形式如果是随时间变化的，瞬时相位为一般表达式为6.7.2调相波和调频波调相——高频振荡瞬时相位的变化量与调制信号成正比。根据定义调相波的表达式为可见为比例系数；为瞬时相位偏移；称为最大相移，或称调制指数，以mp表示瞬时角频率为：于是式中，　　　　　　　　　　为瞬间相位偏移，即相对于　　的偏移。　　　的最大值称为最大相移，习惯上又称调频指数，用mf表示，即调频波的表达式为为比例系数；表示瞬时角频率相对于的偏移称为最大角偏移，简称

3、频偏当时，可得调频波的瞬时相位直接调频就是用调制信号去控制高频振荡器的振荡频率，使它不失真地反映调制信号的变化规律。因此，凡是能直接影响振荡频率的元件或参数，只要用调制信号去控制，使振荡频率的变化量能随调制信号而线形变化，都可以完成直接调频的任务。在ＬＣ正弦波振荡器中，由于其振荡频率主要取决于振荡回路的电感量和电容量，所以在振荡回路中接入可控电抗器，就可以实现直接调频。6.8直接调频电路可控电抗器的种类很多，有声波控制的电容式话筒或驻极体话筒，有电压控制的变容二极管和电抗管，还有电流控制的可变电感等。只要将可控

4、电抗器接入ＬＣ振荡器的振荡回路，就能利用ＬＣ振荡器产生调频波。6.８.1变容二极管调频电路变容二极管是利用pn结的结电容随反向电压（反偏）变化这一特性制成的一种电压控制的可控电抗器。将变容二极管接入ＬＣ振荡器的振荡回路，用调制电压去控制变容管的电容量，从而控制振荡器的振荡频率达到调频的目的。变容二极管结电容（势垒电容）可用下式表示变容管加上偏置电压和调制电压后，总的控制电压为由以上两式得变容管作为振荡回路的总电容下图为变容二极管接入振荡回路的交流等效电路。设振荡频率近似等于振荡回路的振荡频率，且忽略加在变容管上

5、的高频电压。则瞬时角频率为２.变容管部分接入振荡回路为了提高载波频率稳定度，往往采用变容管部分接入振荡回路的办法。振荡回路电容的变化量和调制信号的关系。有6.８.２　晶体振荡器直接调频电路在某些实际情况下，为了满足中心频率稳定度较高的要求，有时采用石英晶体振荡器直接调频电路。晶体振荡器有两种：一种是工作在石英晶体的串联振荡频率上，晶体等效为一个短路元件，起着选频的作用；另一种是工作于晶体串联和并联谐振频率之间，晶体等效为一个高品质因数的电感元件，作为振荡元件之一。通常是利用变容二极管控制后一种晶体振荡器的振荡频

6、率来实现调频。如果电容二极管与石英晶体串联，其等效电路和电抗特性如下图所示。利用这个原理，用调制信号改变Ｃj的方法可以改变晶体振荡器的振荡频率，从而达到调频的目的。由于Ｃj与石英晶体串联，而fq和fp又靠得近，因而调频的频偏很小，相对频偏只能达到０.０１％左右。6.８.３　电容话筒调频电路电容花筒在声波作用下，内部的金属薄膜产生振动，会引起薄膜与另一电极之间电容量的变化。如果把电容式话筒直接接到振荡器的谐振回路中，作为回路电抗就可构成调频电路。下图是电容式话筒调频发射机实例。6.８.４　电抗管调频电路电抗管与变

7、容管一样，也是一种电压控制的可控电抗器。受控源可以是电子管、晶体管和场效应管。下图为场效应管构成的电抗管原理图。在直接调频电路中，为了提高中心频率的稳定度必须采取一些措施。在这些措施中，即使对晶体管振荡器直接调频，其中心频率稳定度有不如不调频的晶体振荡器的频率稳定度高，而且起相对频移太小。若调制不在晶体振荡器进行，而是在其后的某一级放大器中进行，将调制信号积分以后对晶振送来的载波进行调相，对积分前的信号（即调制信号）而言，就可以得到调频波了，这就是间接调频。显然，这时中心频率稳定度就等于晶体振荡器的频率稳定度。

8、６.９　间接调频电路间接调频的关键电路是调相电路，下面仅介绍常用的变容二极管调相电路。将变容二极管接在高频放大器的谐振回路里，就可构成变容二极管调相电路。电路中，由于调制信号的作用使回路谐振频率改变，当载波通过这个回路时由于失谐而产生相移，从而获得调相。下图是单级谐振回路变容管调相电路。上图（a）中，变容管的电容Ｃj和电感Ｌ组成谐振回路，作为变容相移网络。Ｒ１和Ｒ２是谐振贿赂输入和输出