模电频率变换电路角度.ppt

首先是调频和调相的定义、波形和数学表达式，其次是调频的定义：载波的幅度不变，瞬时角频率WC(t)随调制信号u线性变化。相位调制(PM):载波的幅度不变，而瞬时相位C(t)随调制信号u线性变化。2。调频和相位调制波形，3。数学表达式，(1) FM Set载波UC=UCMCOSWCT调制信号u=umcoswct瞬时角频率WC(t)=WC kfumcost=WCwfm costwc 载波角频率，即FM中心角频率kf的频率调制灵敏度，表示单位调制信号幅度wfm FM最大角频率偏移引起的频率变化，表示FM波频率摆动幅度，8。wfm=kfum(2)FM波表达式，(87)WC(t)=d(t)/dt(t)=WC(t)dt0=wctwfm/sint0=wctmfs int0)，然后ufm=ucmcos(t)=ucmcos(wctmfs int)，MF= wfm/=kfu m/调频瞬时相位(t)=wct kpumcost=wctmpcostwc 载波角频率kp相位调制灵敏度，表示单位调制信号幅度引起的相位变化，单位rad/Vmp相位调制系数，即最大相位偏移，表示PM波相位摆幅，mp=kpUm单位rad。 (2) pm波表达式，upm=UCM cos(t)=UCM cos(wctmpcost)，相位调制系数mp= wpm/， wpm-pm波最大角频率偏移 wpm=mp=kpu m，w(t)=d(t)/dt=WC-MPsint=wc-wpm sint，次级和FM波的频谱和带宽(p138)，ufm=UCM cos(wctmpcos)宽带频率调制。3.调频波的平均功率。根据塞尔瓦尔定理，调频波的平均功率等于每个频率分量的平均功率之和。也就是说，po=ucm2/2 jl2 (mf) jl2 (mf)=1(根据贝塞尔函数) po=ucm2/2，这表明当ucm不变时，FM波的平均功率也不变，并且等于未调制时的载波功率，并且其值与MF无关。与调频和调幅相比，调频有以下优点：1)抗干扰能力强；2)功率管利用率高；3)信号传输的高保真度；3)复杂的电路结构；4)调频和调幅的比较。在模拟通信中，当系统带宽相同时，调频接收机输出端的信噪比明显优于相位调制系统，因此调频得到了广泛的应用。在数字通信中，相位键控比频率键控和幅度键控具有更好的抗干扰能力，因此相位调制被广泛应用。例1。已知调制信号u=5 cos(2103t)v，角度调制信号表达式u (t)=10cos 2106t 10cos (2103t) v，试着指出角度调制信号是频率调制信号还是相位调制信号？调制系数、载波幅度和最大频偏是多少？(相位调制，MP=10 rad，10V，10kHz)，相位调制系数MP= wpm/，称为载波UC (t)=10 cos (250106 t) v，调制信号u (t)=5 cos (2103 t) v，频率调制灵敏度KF=2 * 10 khz rad/s计算：1，频率调制波表达式2，最大频率偏移fm3，频率调制系数mf和有效带宽BW，1。u(t)=10 cos(250106t 50 sin 2103t)v2， FM=kfu m/2=50khz3，MF=FM/f=50k Hz/1k Hz=50 radbw=2(mf1)f=102 khz，MF= wfm/=kfu m/调频系数，以及8.3.2调频电路。实现调频有两种方法：直接调频法和间接调频法。直接频率调制是用调制信号控制振荡器的频率(通过改变环路元件参数)。在直接频率调制电路中，振荡器和调制器合二为一。这种方法的主要优点是在实现啁啾的要求下可以获得较大的频偏。它的主要缺点是频率稳定性差。间接调频将调制与振荡分开，即首先对调制信号进行积分，然后对载波进行相位调制以获得调频波。这种频率调制方法具有高载波频率稳定性，但最大相位偏差通常是有限的。(1)直接频率调制电路，(1)变容二极管直接频率调制，(2)变容二极管符号和变容二极管特性PN结二极管是一种单向导电元件，如果它被反向偏置并且总是被控制在截止区，PN结变成与反向控制电压相关的电容器，因此PN结二极管可以被制成变容二极管。1。符号和变容二极管特性，2)变容二极管直接调频电路(1)原理图，调频原理，调谐电路电容由C和变容二极管CJ串联而成，其中C为“Cj”，所以电路的瞬时谐振频率主要由Cj决定。也就是说，w1/LCj调制信号施加到变容二极管，以控制其电容Cj，从而控制调谐环路的谐振频率。可变电容二极管(直接)调频电路的优缺点是：电路简单，频偏大；缺点是振荡(中心)频率不稳定，间接调频电路、调制器和振荡器分离，对振荡电路影响小，频率稳定性高。间接调频原理采用相位调制方法实现调频，WC(t)=d(t)/dt(t)=WC(t)dt首先对调制信号进行积分，然后进行相位调制，得到调频波。(2)间接调频电路，(1)从相位调制到频率调制的相位调制转换，单谐振电路变容二极管相位调制电路，三级单电路变容二极管相位调制电路，以及(8.3.3)鉴频电路。几个概念：鉴频：用于解调调频信号的鉴相器：完成解调调相信号任务的电路称为鉴相器，简称鉴相器。鉴频器：完成调频信号解调的电路称为鉴频器，简称鉴频器。一、鉴频的基本方法，斜率鉴频器：首先，将调频信号通过频率-幅度转换网络转换成调频-幅度调制信号，然后用包络检波法取出调制信号的相位鉴频器：首先，将调频信号通过频率-相位转换网络转换成调频-相位调制信号，然后用相位鉴频法取出调制信号；3.斜率鉴频器，在上图中，回路I的谐振频率f01 fc。为了保证鉴频的线性范围，调整f01和f02使f02-f01 2 fmax。为了使鉴频特性曲线对称，还应使f02-fC=fC-f01。这个电路的主要缺点是很难调试。在实践中，具有两个单失谐电路的鉴频器被广泛使用。4.鉴相器1)鉴相原理。经过低通滤波器后，高频成分可以被滤除，鉴相特性接近直线。鉴相电路的线性鉴相范围越宽越好，2)乘积鉴相器1)乘积鉴相器实现模型，2)实际应用电路，3)叠加鉴相器实现模型，互感耦合鉴相器1)原理图，各元件功能，L1，C1调谐到fc一次回路L2，c23354调谐到fc二次回路Lc高频扼流线圈，提供DC通路Cc高频耦合电容， 并且施加到Lc两端的检测器管的电压ud1=U1 U2/2u D2=u1-U2/2 discriminator输出电压u0=KD (| ud1 |-| ud2 |)耦合到u1。 2)工作原理，为了便于分析，忽略初级线圈和次级线圈的损耗，忽略初级回路到次级反射阻抗和次级回路到初级反射阻抗，以及2)工作原理，(1)当f=fc，wL2=1/wC2(谐振)时，I2和e同相，U2和U1具有90的相位差，此时|UD1|=|UD2|，即检测电压相等且反相，因此输出电压U0=0。当f fc，wl2 1/wc2(感性)时，I2滞后e，U2，U1相位差大于90，则| ud1 | | ud2 |，即检测电压相等且反相，因此输出电压u0 0。当f fc，wl2 | ud2 |，即检测到的电压相等且反相，因此(2)对称调整(主回路调整)。当一次回路调谐不正确，二次回路调谐为6.5兆赫，输入为6.5兆赫时，U2和U1之间的相位差仍为90，U0=0，S曲线仍通过零点，但上下不对称。(3)线性范围调整(调整一次回路和二次回路的耦合度)。如果鉴频宽度W不能满足要求，可以调整一次回路和二次回路的耦合系数。高频电子电路，第8章角度调制和解调8.4自动频率控制，8.4自动频率控制(AFC)，1。自动频率控制任务和分类任务：自动调整振荡器的振荡频率，使振荡频率稳定在某个预期的标准频率附近。分类：跟踪型，搜索型，2。AFC 1的工作原理。自动售检票机原理框图，2。工作原理：标准频率源的振荡频率为fi，压控振荡器VCO的振荡频率为fs。Fs和fi在频率比较器中进行比较，输出与fs-fi成比例的误差电压ud。Ud作为压控振荡器的控制电压，使压控振荡器的输出振荡频率fs趋于fi。当fs=fi ud=0时，VCO不受影响，fs不变。当fsfi，ud0时，在ud的作用下，压控振荡器使其输出频率fs趋于fi。经过几个周期后，fs和fi之间的误差最终减小到某个最小值f(称为残余频率差)。压控振荡器将稳定在fsf。(3)自动频率控制1的应用。一种使用自动频率控制的调幅接收机增加了一个鉴频器、一个低通滤波器和一个直流放大器，并把本地振荡器变成一个压控振荡器。利用自动频率控制电路，可以降低中频放大器的带宽。2。采用自动频率控制的频率调制器(1)的框图。一种采用自动频率控制的频率调制器，其目的是稳定调频振荡器的中心频率，即调频信号输出电压uo的中心频率。图中的调频振荡器为压控振荡器，是由变容二极管和电感组成的液晶振荡器。由于石英晶体振荡器不能满足调频波的频偏要求，只能使用液晶振荡器。然而，液晶振荡器的频率稳定性较差，因此采用稳定性较高的石英晶体振荡器来控制调频振荡器的中心频率，从而实现中心频率稳定、频偏足够大的调频信号uo。(2)在稳频过程中，石英晶体振荡器的晶体频率为f，调频振荡器的中心频率为fc。将鉴频器的中心频率调整到f-fc。当调频振荡器的中心频率漂移时，混频器的输出频率差也发生变化，然后鉴频器的输出电压也发生变化。在通过窄带低通滤波器之后，将获得反映调频波中心频率漂移程度的缓慢变化的电压ud。在调频振荡器中加入Ud，以调整调频振荡器的中心频率，从而降低其漂移并提高其稳定性。在超外差接收机的自动频率控制系统中，在稳频过程中，当本机振荡频率不变时，鉴频器的中心频率调整到接收机的额定中频，接收到的有用信号的载波频率设置为fs，本机振荡频率设置为fLO。混频后的中频fi=fLO-fs正好等于鉴频器的中心频率。因此，鉴频器的输出电压uPD=0被设置为0，发