5角度调制与解调电路

第五章角度调制与解调电路 5 1角度调制信号的基本特性 5 3调频波解调电路 鉴频 鉴相 5 2调频电路 调频 调相 5 4数字调制与解调电路 通信系统中 角度调制解调模块所在位置 晶体振荡器 倍频器 低电平调制器 线性功放器 信号放大器 高电平振幅调制器 混频器 高频放大器 晶体振荡器 混频器 本地振荡器 中频放大器 解调器 低频放大器 电源 频率变换器 功率变换器 调幅 调频 调相 检波 鉴频 鉴相 发送 接收 角度调制 角度解调 第5章角度调制与解调电路 vW t 5 1角度调制信号的基本特性 5 1 1调频波和调相波 调频和调相统称为调角 信号 载波 用vW t 调制VmVm t Vm0 kavW t 调幅AM 用vW t 调制ww t wc kfvW t 调频波FM 用vW t 调制j t j t wct kpvW t j0调相波PM v Vmcos wc dt j0 Vmcos wct j0 第5章角度调制与解调电路 vc Vcmcos wct j0 vW t 调频 调相 Vmcos wc kfvW dt j0 5 1角度调制信号的基本特性 信号 载波 调相波PM 调频波FM 调角 5 1 1调频波和调相波 Vmcos wct kpvW j0 Vmcos wct kpvW j0 d dt t 0 dt kpvW kfvW 第5章角度调制与解调电路 vc Vcmcos wct j0 vW VWmcosWt 调频 Vmcos wct sinWt j0 Vmcos wct kpVWmcosWt j0 5 1角度调制信号的基本特性 调相波PM 调频波FM 调角 单音调制 以下以单音调制为例 单音信号 调相指数Mp 调相 调频指数Mf 5 1 1调频波和调相波 最大频偏Dwm MpW MfW 第5章角度调制与解调电路 Vmcos wct kpVWmcosWt j0 5 1角度调制信号的基本特性 PM FM 调相指数Mp 调频指数Mf 5 1 1调频波和调相波 最大频偏Dwm 最大频偏Dwm vfM Vmcos wc kfVWmcosWt dt j0 vpM Vmcos wc kpVWmWsinWt dt j0 第5章角度调制与解调电路 Vmcos wct kpVWmcosWt j0 5 1角度调制信号的基本特性 PM FM 调制指数Mp 调制指数Mf 5 1 1调频波和调相波 最大频偏Dwm 最大频偏Dwm 对相角的调制深度 称调制指数 对频率的调制深度 称最大频偏 vpM Vmcos wc kpVWmWsinWt dt j0 vpM Vmcos wc kpVWmsinWt dt j0 FM与PM波形对比 1 均是等幅波 2 均可用调频式描述 vfM Vmcos wc kfVWmcosWt t j0 vpM Vmcos wc kpVWmWsinWt t j0 vpM Vmcos wct kpVWmcosWt j0 3 也可用调相式描述 vc Vcmcos wct j0 vW VWmcosWt 单音信号 载波 第5章角度调制与解调电路 5 1角度调制信号的基本特性 5 1 1调频波和调相波 a FM b PM FM与PM波形对比 5 1角度调制信号的基本特性 5 1 1调频波和调相波 4 调制深度与W的关系 中心频率要稳定 调制线性要好 调制灵敏度要高 最大频偏要尽可能的大 Dfm 5 2调频电路概述 调频性能要求 0 vW Df fc fc 调制特性 电压变化 频率变化 Df vW 调频 正弦振荡 调相 矢量法 移相法 时延法 5 2调频电路概述 振荡回路 vW vc 调频波 载波发生 调制信号 调频方法 多谐振荡 vW 调频波 晶体振荡 vc 调相波 vpM vfM vfM 5 2调频电路直接调频 调变 三点式振荡器的谐振频率 C1 L1 vW L C VQ 变容二级管的特性 v 为外加电压 VB PN结内建电位差 Cj 0 v 0时的结电容 n 变容二级管的变容指数 v VQ vW 1 2 3 4 5 图5 2 9 图5 2 11 图5 2 12 5 2调频电路直接调频 调变 多谐振荡器电容的充电时间 T2 vW I0 I0 VCC f I0 4CVBEon C 图5 2 14 vfm vc 多谐振荡器 调制信号 调频方波 多谐振荡器就是 T1和T2管的工作状态 在饱和与截止间不断翻转 输出周期方波 nfc fc n 2 fc 5 2调频电路调相 Mp p 12rad 0 26rad 矢量法 时延法 移相法 Mp p 6rad 0 52rad Mp 4p 5rad 2 51rad 由晶体产生载波 然后调变相位 一 矢量合成法 vo Vmcos wct MpcosWt Vmcoswct cos MpcosWt Vmsinwct sin MpcosWt Mp很小 Vmcoswct Vmsinwct MpcosWt 相乘器 相加器 5 2调频电路调相 由晶体产生载波 然后调变相位 Vmcoswct VmMpcosWtcos wct 90o 电路模型 矢量原理 移相器 Mp p 12rad 0 26rad 二 可变相移法 vo Vmcos wct MpcosWt Mp p 6rad 0 52rad Vmcoswct vW 载波 可变相移网络 实用电路 vo 5 2调频电路调相 由晶体产生载波 然后调变相位 二 可变相移法 Mp p 6rad 0 52rad w0 wc 1 mcosWt n 2 jz arctan2Qe w w0 w0 QemncosWt 线性相移条件 Re MpcosWt 5 2调频电路调相 由晶体产生载波 然后调变相位 要提高Mp 必须采用多级移相网络级联 vo Vm3 coswct 3mnQecosWt vo vs 二 可变相移法 5 2调频电路调相 由晶体产生载波 然后调变相位 Mp p 6rad 0 52rad 三 可变时延法 Mp 4p 5rad 2 51rad 线性相移条件 vo Vmcos wc t t Vmcos wct wckdVWmcosWt 调制指数 5 2调频电路调相 由晶体产生载波 然后调变相位 t kdVWmcosWt 调相电路优点 载波信号由外电路晶振提供 中心频率稳定 频偏很小 调相电路缺点 5 2调频电路调相 由晶体产生载波 然后调变相位 作业预习p283 306 5 3调频波的解调 限幅 鉴频 鉴相 5 3 1限幅鉴频的方法概述 5 3 2斜率鉴频电路 5 3 3相位鉴频电路 复习发射机端调角原理图 FM 载波发生器wct 调制信号vW 积分器 调相器 VWmcosWt Vmcoswct vpM Vmcos wct kp vfM FM PM 间接调频 直接调频 无论调频 调相 发射出的总是调频信号 5 3 1概述 接收机端频率解调示意图 限幅器 鉴相器 微分网络频 幅变换 检波整形滤波 包络检波 vo vo 时延网络频 相变换 乘积型叠加型 vo vo 调频调幅波 调频脉冲波 调频调相波 斜率鉴频 脉冲鉴频 相位鉴频 vs 5 3 1概述 限幅器 鉴相器 V1mcos wct sinWt 微分网络频 幅变换 检波整形滤波 包络检波 A0V1m wc kfVWmcosWt sin wct sinWt vo vo A0V1mcos wc t t0 sinW t t0 A0V1mcos wct sinWt kfVWmt0cosWt wct0 时延网络频 相变换 乘积型叠加型 vo vo 调幅波 脉冲波 调相波 斜率鉴频器 脉冲鉴频器 相位鉴频器 5 3 1概述 接收机端频率解调原理图 时延量 90o j 其中Wt0很小 5 3 1概述 限幅器 vb t vs t 0 ic2 t vs ic2 三极管限幅器 差分对管管限幅器 5 3 1概述 vfM vAV 脉冲鉴频器 v2 v1 v3 v4 v5 单失谐回路鉴频电路 5 3 2斜率鉴频电路 载波中心频率fc失谐在LC回路幅频特性的感性上升沿 线性段的中点 特点 感性回路 即回路f01幅频特性的感性上升沿 和回路f02幅频特性的容性下降沿 双失谐回路鉴频电路 5 3 2斜率鉴频电路 特点 f01 fc f02 容性回路 感性回路 载波中心频率fc失谐在 双LC回路的f01谐振点和f02谐振点之间 集成电路中双失谐斜率鉴频器 L1 5 3 2斜率鉴频电路 C2 L1 C1 vs Rs v1 v2 f01 fc f02 fc f01 f02 低端谐振点 高端谐振点 载波中心频率 f02 f01 fc 集成电路中双失谐斜率鉴频器 L1 分别加到T1 T2的基极 T1 T2射随器作为缓冲级 在T1 T2的射极输出后分别加到两个晶体管峰值包络检波器T3 T4的基极 T3 C3 T4 C4分别与T5 T6的输入电阻构成检波器 则在T5 T6基极分别得到调解电压 经T5 T6差分放大后单端输出 实现了鉴频 5 3 2斜率鉴频电路 5 3 3相位鉴频电路 一 鉴相器 乘积型 i 4 pcosw