第5章 角度调制与解调电路习题

1 第五章第五章 角度调制与解调电路角度调制与解调电路 5 3 83 210210 1 100 1 222 C C FMfMHz FKHz 20 20 120 2 1 2 20 1 42 fm fmfCRf k V MradfM FKHz BWMFKHz A 2 2 1 0 52 5 2 m av L V PmW R 3 2 20 20sin210 ppmpt PM Mk vradk vt 333 20 sin2104sin210 20 1020 5 tmp vtt VfM FKHz A 5 4 633 1 4 1 56 cos 250 1026 10 cos22 10 mCm FMfKHztt rad t S AA波 63 250 103sin22 10 tt d ttt rad 5cos v ttV 63 2 3 1 54 5 250 104 5cos22 10 m PMradttt rad A波 633 250 1029 10 sin22 10 dt rad tt S dt 5cos v ttV 32 1 2 4 CR BWMFFKHz fKHz 当其相应的频谱列表如下 24 6 1 5 4 3 2 1 5 1 5 6 816 24 4 5 4 5 2 4 5 1 11 12 11 12 48 24 m f f CR CR CR p p CR CRCR CR FKHzFKHz M M FMBWFFF BWFKHz BWKHz M M PMBWFFF BWFF BWKHz BWKHz A 波取 波取 取 1 53 m VVV F 当由改为仍为2KHz时 相应频谱列表如下 2 1 53 12 6 3 12 6 2 16 1428 4 59 242040 mm mf mf CR CR pp CRCR VVVV fKHz M fKHz M FM BWKHz BWFKHz MM PM BWKHzBWFKHz A A 波 波 5 5 12 12 12 633 cos sinsin 10cos 220 103sin22 102 66sin23 10 mm cmC v tVttt ttt V AA 12 max max max 24 2 1 2 3 1 324 CCR f CR rad mnm nBWKHz S M BWFKHz F 均为 取 12 22 56 1T15 DD jj VVR R C CLC 1 工作原理 静态 的电源电压由提供 变容管反向偏置电压由经分压提供 交流振荡回路由C和组成 电路为变容管部分接入电容三点式振荡电路 v 调制使 电路输出调频波 2 回路电容 pFCCCC jQ 328 020 5 0 1 21 H C L 6 0 10328 0 103602 11 12262 0 2 3 60 5 01 5 01 20 211 jQ CCCP0 2 P611 1 PP MHz P mfn f c m 341 1 61 66 0 2 1036013 2 6 5 7 高频通路变容管支流通路及其音频通路如图 5 7 a b 和 c 所示 为高 1 L 2 L 3 L 频扼流圈 图 5 7 3 5 8 末级和推动级功放电路 1 增加 但不能超过 9V 减小发射极反馈电阻 但要保证稳定输出 CC V 2 不能扩大 m f 3 但不能超过调制特性的线性范围 1mm fV 5 9 1 高频通路变容管支流通路及其音频通路如图 5 9 a b 和 c 所示 2 pF L C203 10328 0 1051052 11 12121222 0 式中为时变容管串联的结电容 21 CCCC jQ jQ C0 V 各变容管接电容 pFCCCC jQ 28 2 350 203 21 pFCC jQ jQ 562822 2 1 100 QjQ VCV C V jQ Q 19 3 56 10000 100 2 2 3 KHzFMf fm 50105 4 图 5 8 图 5 9 4 其中 1 2 2 P mnf f c m 2 1 n Q m BQ m V V VV V m 25 6 28 2350 2 P mV nf VfP V c Qm m 925 1 2 2 5 10 设 5 n C nn f BWBW 2 2 2 FMBW f 15 2 5 FMBW f 17 2 7 Cff ff fFMFM FMFM 2 17 15 2 17 2 15 2 28212 f M radM f 17 2 MHzFMf fm 17 2 117 2 max 5 11 因相移网络是振荡器组成部分之一 所以为直接调频 环路相移为 0 2 0 0 tAVQe AT 0 0 2 e QtAV 2 1 0 e Q tAV t 5 12 1 01 0 19 1 0 BQ m VV V mradmnQM eP 4 020201 0 sradM Pm 40021024 0 3 Hzfm400 2 01 0 mradM P 4 0 sradMP m 80021044 0 3 Hzfm400 3 005 0 19 05 0 BQ m VV V mradmnQM eP 2 0202005 0 sradM Pm 20021022 0 3 5 13 1 积分电路由和三个并联电容组成 因为mnQe m 6 3 107 8 320 66 nQ m e 1 R 1 C Bq m VV V m 1 RC V V m m 所以 7 8 minQBRCm VVmVV34 2 6 04 10022 0 310470300210 633 5 2 所以 2 1 Cj R R RIV smom 36 126 102210 1010 11 R C 因为mVCjRIV smom 65 10 1010 1022 10 212633323 3 HzFf mm 471300 6 33 min 4 不是积分电路 电路功能变为调相器 059 0 10022 0 34703002 6 1min CR 5 14 1 MHz n f f n ff nn f f c LcL c c 6 10 100 40 5 1 1 1 21 3 11 2 1 KHz nn f n f f mm m 5 1 105 75 211 2 1 2 1 1max2max maxmax 1 5 2 1 2 1 1533 2 1 15 mm CRCR ff BWFKHz BWF FF 75 2 1 15180 15 KHz 5 15 1 次 3750 20 1075 201002 0 3 1 min11 m m fm f f nHzFMf 因为 2 1 113 2 21 CL C fnff n f nnn 所以 75 50 3750 50 105 9 10375010 2 1 6 58 1 2 n n n f nff n L CC 2 cos20101 0 cos 112 6 111 tfntfHzttfftf mC KHztt cos5 1105 7 cos20101 0 75 36 KHztttfftf L cos5 1102 cos105 1105 7105 9 3366 23 5 16 各点波形如图 5 16 所示 由于 所以输入调频信号的频率SradMSrad fmC 101010 10 435 6 调频方波中的平均分量 其中脉Sradtt 10cos1010 345 tVo 2 t A tT AVAV 冲高度 脉冲宽度 101 1000 1 1 VV RR R A CC C SCRB 45 3 105001069 0 69 0 124 1 56 10 1045 3 11 100 2 1 AV V RC 低通滤波器截止频率 10cos1 01 499 10cos10 334 mVtt 因而rad RC H 3 65 10 1001 0 10 11 499 4 10cos 2 1 0 1 499 3 ttVo 4 10cos 107071 34 mVt 5 17 1 由于 所以tVktt nm n PC cos 6 1 6 1 n nmpC Vk dt td t 可见 鉴频器解调后的频谱正比于 如图 5 17 所示 产生失真 t n sin 2 因为 所以鉴频器后加积分器才能使 即不失真解调 dt tdV t tVt 7 0 1 2 3 4 5 6 图 5 17 5 18 两谐振回路的幅频特性分别为 如图 5 18 a 所示 相应鉴频器特性 21 AA 曲线如图 5 18 b 所示 1212 AAVtvtVtV smdooo 21 tVtV 波形如图 5 18 c 所示 图中 21 tVtVtV ooo 21 tVtVtV ooo 5 19 图 a 不能实现包络检波 能实现斜率鉴频 电路应使对称位于两边 即 21 OO ff C f 的频率配置 图 b 不能实现斜率鉴频 由于的 21OCCO ffff 21 tVtV SS 极性仅反映高频 与包络极性无关 所以能实现包络检波 其中 COO fff 21 5 20 9 5 21 根据式 5 3 24 5 3 25 可知 取网络的幅频LCRCtt f fQ c me 1 cos15 0 cos2 特性和相频特性近似为 RC RC A c c 1 2 1 1 AA 2 t f fQ arctg c me A cos2 所以双差分对管的单端输出电流为 2 sincos 1AfCsms tMtVAV 其中 2 2 22 100 T s T s II V V V VII i t V VRCI V V V VI C T smC T s T s cos 8 2 2 2 2 2 1 2 010 sin22 sin 8 sinsin sin 2 2 10 AfC T smC AfCf tMt V VRCI tMttM sin A 通过低通滤波器 取出的平均电压 由于 A T LsmC LAVo V RVRCI R I VtV sin 82 2 2 1 2 00 t f fQ c me AA cos2sin 所以 输出不失真解调电压 tf V QRVRCI R I tV m T eLsm Lo cos 22 2 2 100 5 22 由于工作在开关状态下 双差分对管单端输出电流表示为 上式的平均分量是 输出电压 2 22 22 00 AII tKtK II i Aav II I 00 2 其中 C L CO L COA L COLavCCo RI V RI V RI VRIVtV 000 2 鉴频特性如图 5 22 所示 2 0L CCCO RI VV 图 5 22 5 23 10 1 当85 18101 010301021 0 30 633 RCFCKR时 满足积分条件 电路实现间接调频功能 因为1 102sin10102cos 36 ttVtVmm cmopf 所以 当 不满足积分条件 电路89 11003 01010203 0 10 643 RCFCKR时 实现调相功能 2 当 不满足微分条89 1 1003 0 101010203 0 10 633 RCFCKR时 件 电路实现调频功能 当满足微分条件 电 263 1089 1 1003 0 10010203 0 100 RCFCR时 1 路实现间接调相功能 3 所以 ttMtt CfC sin tMAAV fd sin 满足微分条件 电路实现鉴频功能 1109 11003 0 10102 2623 RC 5 24 1 若 回路在上呈容性 次级回路电压比初级回路电压超前一大于相位 因 Co ff 2C f 2 此鉴频器在上输出电压为负值 如图 a 所示 反之 当 回路在 fc上呈感性 C f Co ff 2 次级回路电压比初级回路电压超前一小于 2 的相位 因此鉴频器在 fc上的输出电压为正值 如图 b 所示 2 初级回路未调谐在中心频率 fc时 由于其上电压在 fc左右不对称 因而鉴频特性曲线也相 应在 fc左右不对称 其中 当 fo1 fc时 右边峰值大于左边峰值 如图 c 所示 当 fo1 fc时 左边峰值