通信电子线路邱健8调角信号解调电路

1、8.1 概述概述8.2 鉴相器鉴相器8.3 鉴频器鉴频器8.4 限幅器限幅器 第第 8章章 调角信号的解调电路调角信号的解调电路8.1 概述概述 调频波的解调又称频率检波，简称调频波的解调又称频率检波，简称鉴频鉴频；调相波的解；调相波的解调又称相位检波，简称调又称相位检波，简称鉴相鉴相。本节讨论的重点在鉴频。本节讨论的重点在鉴频。 对调频波而言，调制信息包含在已调信号瞬时频率的对调频波而言，调制信息包含在已调信号瞬时频率的变化中，所以解调的任务就是把已调信号瞬时频率的变化变化中，所以解调的任务就是把已调信号瞬时频率的变化不失真地转变成电压变化，即实现不失真地转变成电压变化，即实现“频率频率电压

2、电压”转换，转换，完成这一功能的电路，称为频率解调器，简称鉴频器。完成这一功能的电路，称为频率解调器，简称鉴频器。 一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指标标1. 1. 实现鉴频的方法实现鉴频的方法 (1) (1) 利用波形变换进行鉴频利用波形变换进行鉴频 将调频信号先通过一个将调频信号先通过一个线性变换网络线性变换网络，使调频波变换成，使调频波变换成调频调幅波调频调幅波，其幅度正比于瞬时频率的变化，经变换网络输，其幅度正比于瞬时频率的变化，经变换网络输出的调频调幅信号再作振幅检波即可恢复出原调制信号，斜出的调频调幅信号再作振幅检波即可恢复出原调制信号，斜率鉴

3、频率鉴频( (即失谐回路鉴频即失谐回路鉴频) )、相位鉴频等均属于此类。、相位鉴频等均属于此类。实现鉴频的方法很多，但常用的方法有以下几种：实现鉴频的方法很多，但常用的方法有以下几种：利用波形变换鉴频的方框图与波形图利用波形变换鉴频的方框图与波形图 一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指标标(2) 相移乘法鉴频相移乘法鉴频 这种鉴频的原理是：将调频波经过移相电路变成这种鉴频的原理是：将调频波经过移相电路变成调频调调频调相波相波，其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化成线性关，其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化成线性关系；然后将此系；然后将此调频调相波调频调

4、相波与与未相移的调频波未相移的调频波( (为参考信号为参考信号) )进进行行相位比较相位比较，即可得到鉴频电路的解调输出。由于，即可得到鉴频电路的解调输出。由于相位比较相位比较器一般都选用乘法电路器一般都选用乘法电路，所以此类鉴频电路就称为相移乘法，所以此类鉴频电路就称为相移乘法电路。电路。 一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指标标 移相器 相位比较器 (鉴相器) (乘法器) vb 限幅器 va fm 波 va fm 波 滤波器 解调输出 vl (fmpm 波) 相移乘法鉴频框图相移乘法鉴频框图 这种鉴频电路在集成电路中被广泛应用，其主要特点这种鉴频电路在集

5、成电路中被广泛应用，其主要特点是性能良好，片外电路十分简单，通常只有一个可调电感，是性能良好，片外电路十分简单，通常只有一个可调电感，调整非常方便。调整非常方便。 一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指标标 这是利用调频波单位时间内过零信息的不同来实现解这是利用调频波单位时间内过零信息的不同来实现解调的一种鉴频器。因为调频波的频率是随调制信号变化的调的一种鉴频器。因为调频波的频率是随调制信号变化的，当瞬时频率高时，过零的数目就多；瞬时频率低时，过，当瞬时频率高时，过零的数目就多；瞬时频率低时，过零点的数目就少。利用调频波的这个特点，就可以实现解零点的数目就少。

6、利用调频波的这个特点，就可以实现解调，其最大优点是线性良好。下图是这种鉴频的一种框图调，其最大优点是线性良好。下图是这种鉴频的一种框图，其主要点的波形变化情况也在图中标出。，其主要点的波形变化情况也在图中标出。 (3) 脉冲计数式鉴频器脉冲计数式鉴频器 一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指标标 限幅器 v1 v2 v3 脉冲 形成电路 微分 电路 低道 滤波器 vs 0 v1 0 v2 0 v3 0 t t t t vo vav 0 t (f) (e) (d) (c) (b) (a) vs 脉冲计数式鉴频器实现方框图和波形图脉冲计数式鉴频器实现方框图和波形图

7、 一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指标标 首先将输入调频波通过限幅器变为调频方波，然后微首先将输入调频波通过限幅器变为调频方波，然后微分变为尖脉冲序列，用其中正脉冲去触发脉冲形成电路，分变为尖脉冲序列，用其中正脉冲去触发脉冲形成电路，这样调频波就变换成脉宽相同而周期变化的脉冲序列，它这样调频波就变换成脉宽相同而周期变化的脉冲序列，它的周期变化反映调频波瞬时频率的变化。将此信号进行低的周期变化反映调频波瞬时频率的变化。将此信号进行低通滤波，取出其平均分量，就可得到原调制信号。通滤波，取出其平均分量，就可得到原调制信号。 这种电路的突出优点：线性好、频带宽、便

8、于集成，同时这种电路的突出优点：线性好、频带宽、便于集成，同时它能工作于一个相当宽的中心频率范围它能工作于一个相当宽的中心频率范围(1hz-10mhz(1hz-10mhz，如配，如配合使用混频器，中心频率可扩展到合使用混频器，中心频率可扩展到100mhz)100mhz)。(4) 利用锁相环路实现鉴频。利用锁相环路实现鉴频。 一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指标标 2. 鉴频器的主要技术指标鉴频器的主要技术指标 鉴频器的主要特性是鉴频特性，鉴频器的主要特性是鉴频特性，也就是鉴频器输出电压也就是鉴频器输出电压u uo与输入调与输入调频波频率频波频率f之间的关系

9、，典型的鉴之间的关系，典型的鉴频特性曲线如图所示。频特性曲线如图所示。 以下列几个参量衡量鉴频器性以下列几个参量衡量鉴频器性能的技术指标。能的技术指标。 vo f fo vo f bwd 2fmax 一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指标标(1) (1) 鉴频跨导鉴频跨导s s 在中心频率附近，单位频偏所引起的输出电压的变化量，在中心频率附近，单位频偏所引起的输出电压的变化量， 即即ooffsfv 显然，鉴频跨导的绝对值越高越高，意味着鉴频特性曲线显然，鉴频跨导的绝对值越高越高，意味着鉴频特性曲线越陡峭，鉴频能力越强。越陡峭，鉴频能力越强。 vo f fo

10、vo f bwd 2fmax 一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指标标(2) (2) 线性范围线性范围 指鉴频特性曲线近似于直线段的频率范指鉴频特性曲线近似于直线段的频率范围，用围，用2 2 fmax表示，如表示，如图所图所示，它表明鉴频示，它表明鉴频器不失真解调时所允许的频率变化范围。因器不失真解调时所允许的频率变化范围。因此，此，要求要求2 2 fmax应应大于调频波最大频偏的两大于调频波最大频偏的两倍倍。 2 2 fmax又又称为鉴频器的带宽。称为鉴频器的带宽。(3) (3) 鉴频灵敏度鉴频灵敏度 主要是指为使鉴频器正常工作所需的输主要是指为使鉴频器正

11、常工作所需的输入调频波的幅度，其值越小，鉴频器灵敏度入调频波的幅度，其值越小，鉴频器灵敏度越高。越高。 vo f fo vo f bwd 2fmax 一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指一、鉴频方法概述和鉴频器的主要技术指标标 鉴相电路鉴相电路又称相位解调电路又称相位解调电路; 鉴相电路输入端的两个信号，一个为鉴相电路输入端的两个信号，一个为输入信号输入信号，另一个为，另一个为参考相位信号参考相位信号。 输出信号可以是模拟电压，也可以是数字量。输出信号可以是模拟电压，也可以是数字量。前者称为前者称为模拟鉴相电路模拟鉴相电路，后者称为，后者称为数字鉴相电数字鉴相电路路。 8.2 8.2 鉴相器鉴

12、相器 常用的鉴相器电路有两种，即常用的鉴相器电路有两种，即乘积型鉴相器乘积型鉴相器和和门电路鉴门电路鉴相器相器。本节主要讨论乘积型鉴相器。本节主要讨论乘积型鉴相器。 鉴相电路的鉴相电路的作用：作用：将输入端的两个信号之间的将输入端的两个信号之间的相位差相位差转换成转换成某种输入信号某种输入信号，实现调相波的解调。，实现调相波的解调。 乘积型鉴相器乘积型鉴相器利用模拟乘法器进行利用模拟乘法器进行相位偏移相位偏移电压的变电压的变换换，然后用，然后用低通滤波器低通滤波器恢复调制信号。恢复调制信号。 二、鉴相器二、鉴相器8.2 8.2 鉴相器鉴相器8.2.1 8.2.1 乘积型鉴相器乘积型鉴相器1组成

13、框图组成框图相乘器相乘器( (例如双差分对平衡调制器例如双差分对平衡调制器) ) + 低通滤波器。低通滤波器。2工作原理工作原理设两个输入信号分别为设两个输入信号分别为 11m1( )coscu tutt 22m2( )sincu tutt下面的分三种情况分析下面的分三种情况分析（1）u1(t)和和u2(t)都是小信号；（都是小信号；（2） u1(t)和和u2(t)都是大信号；（都是大信号；（3） u1(t)小、小、u2(t)是大信号。是大信号。8.2.1 8.2.1 乘积型鉴相器乘积型鉴相器低通滤波器相乘器相乘器( (例如双差分对平衡调制器例如双差分对平衡调制器) ) + 低通滤波器。低通滤

14、波器。2工作原理工作原理为了简化分析，设为了简化分析，设 2(t) =0。设。设u2(t)为参考信号。为参考信号。( (1) )v2m 26 mv，v1m 26 mv，上式简化为，上式简化为8.2.1 8.2.1 乘积型鉴相器乘积型鉴相器 112121121cossin11sin 2sin22mmcmcmmmcmmmi tk uttutk u uttk u ut该信号经过低通滤波器后的输出为：该信号经过低通滤波器后的输出为： 1211sin2ommmlutkuurt 根据调相波原理，1(t)与调制信号关系为： 1(t) =kpu(t)。一般情况下，在|1(t)| /6时， 1212ommmlp

15、utk u ur k ut 8.2.1 8.2.1 乘积型鉴相器乘积型鉴相器 1212ommmlputk u ur k ut 根据上式可以看到，输出信号与原调制信号成线性关系实现了调相波的解调。技术指标：技术指标：（1）鉴相跨导s： 112100.5ommmltdutsk u urdt （2）鉴相线性范围max：根据线性范围的近似要求，可以得到：max263rad8.2.1 8.2.1 乘积型鉴相器乘积型鉴相器( (2) )v1m 100 mv，上式简化为，上式简化为 122mqi tkut thutkt 1111111111444cossinsin 3sin 53522sinsin 222s

16、in 2sin 433mmccccmmmmcmmcmmci tk utttttk utk uttk uttk utt 此时，双曲正切函数双曲正切函数可近似周期为2/c的开关函数，将双曲正切函数傅里叶展开式代入上式，电流表达式改写为：经过低通滤波器输出为：经过低通滤波器输出为： 112sinommlutk urt 8.2.1 8.2.1 乘积型鉴相器乘积型鉴相器同理，同理， 当当 1(t) =kpu(t)，且，且|1(t)| /6时，输出电压关系式为：时，输出电压关系式为： 12ommlputk ur k ut 技术指标：技术指标：（1）鉴相跨导s： 112ommldutsk urdt （2）鉴

17、相线性范围max：根据线性范围的近似要求，可以得到：max263rad( (3) )v2m 100 mv，v1m 100 mv，上式简化为，上式简化为 12( )( )22mqqi tkthutthutktkt8.2.1 8.2.1 乘积型鉴相器乘积型鉴相器此时，两个双曲正切函数的展开式相乘，可以得到： 1111112221122444coscos 33cos 5535444sinsin 3sin 535888sinsin3sin532588sin 2sin 233mccccccmmmmcmci tktttttttttktktktkttktt 1122112288sin 43sin 45358

18、8sin 65sin 253mcmcmcmckttkttkttktt8.2.1 8.2.1 乘积型鉴相器乘积型鉴相器根据电流表达式的前面三项为低频项，通过rc低通滤波后，可以得到负载电阻上输出的电压为： 111211221811sinsin3sin592518sin2121omlnmlnutk rtttk rntn 通过对比发现，该表达式与周期的三角波形的傅里叶级数是一致的。因此鉴相器的输出信号可简化为： 1omlutk r ft 其中， 22,22,2 222,2xxyf xxxxx -11-/2/20y12( )( )movu ttx8.2.1 8.2.1 乘积型鉴相器乘积型鉴相器 22,

19、22,2 222,2xxyf xxxxx 1( )1( )omyu tvxt8.2.1 8.2.1 乘积型鉴相器乘积型鉴相器 22,22,2 222,2xxyf xxxxx 根据f(x)的波形，可以知道，此时鉴相器的相位与输出电压之间的关系是周期的三角波形。在在(-0.5, 0.5)的范围内，输出电压的范围内，输出电压与原调制信号之间的关系是线性关系。与原调制信号之间的关系是线性关系。假设调制信号与相位信号的关系式为： ： 1(t) =kpu(t) 111222omlmlmlmlputk r ftk rtk rtk r k ut 12( )( )movu tt8.2.1 8.2.1 乘积型鉴相

20、器乘积型鉴相器技术指标：技术指标：（1）鉴相跨导s： 12omldutsk rdt （2）鉴相线性范围max： 根据线性范围的近似要求，可以得到：max22rad 三种情况下，鉴相线性范围最大的就是u1(t)和u2(t)都是大信号的情况。鉴相跨导的绝对值最大的也是第三种情况；最小的是第一种情况。非线性失真最小的同样也是u1(t)和u2(t)都是大信号的情况。此时的鉴相特性曲线为线性（三角波形）。而前两种情况的失真都较大。采用大信号具有鉴相灵敏度高、鉴相线性范围大和失真小的优点。采用大信号具有鉴相灵敏度高、鉴相线性范围大和失真小的优点。8.2.2 8.2.2 门电路鉴相器门电路鉴相器 门电路鉴相

21、器门电路鉴相器是利用数字部件构成的鉴相电路，这种电路是利用数字部件构成的鉴相电路，这种电路既简单又方便，它可把输入端信号间的既简单又方便，它可把输入端信号间的相位差相位差转换成转换成脉冲脉冲宽度。宽度。 该脉宽既可利用低通滤波器将其变成模拟输出电压，构成该脉宽既可利用低通滤波器将其变成模拟输出电压，构成模拟鉴相电路模拟鉴相电路，也可直接通过数字电路将其变成数字量，也可直接通过数字电路将其变成数字量，组成组成相位数字鉴相电路相位数字鉴相电路。 相位脉宽鉴相器要求输入信号和参考信号必须都是方波相位脉宽鉴相器要求输入信号和参考信号必须都是方波序列脉冲信号，若不是方波信号，则应首先采用过零检测序列脉冲

22、信号，若不是方波信号，则应首先采用过零检测电路或放大整形电路将它们变成方波信号。电路或放大整形电路将它们变成方波信号。 电路根据输入和参考信号过零点的时间来工作，其输出亦电路根据输入和参考信号过零点的时间来工作，其输出亦为脉冲信号，脉冲宽度与两个输入波形之间的过零时间差为脉冲信号，脉冲宽度与两个输入波形之间的过零时间差（相位差）成比例，而与波形的其它部分无关。（相位差）成比例，而与波形的其它部分无关。 相位脉宽鉴相电路通常用相位脉宽鉴相电路通常用门电路和触发器组成门电路和触发器组成。2异或门鉴相器异或门鉴相器 异或门电路是指：当有两个输入信号时，在一个为异或门电路是指：当有两个输入信号时，在一

23、个为“1”，一，一个为个为“0”的情况下，输出为的情况下，输出为“1”，否则输出为，否则输出为“0”的电路，的电路，或者说，或者说，“异异”者为者为“1”，“同同”者为者为“0”。 能完成这种功能的异或门集成电路有能完成这种功能的异或门集成电路有74ls86和和cd4070b等，等，也可由四个与非门电路组成。也可由四个与非门电路组成。异或门异或门 由由4个与非门个与非门构成的异或构成的异或门门8.2.2 8.2.2 门电路鉴相器门电路鉴相器2异或门鉴相器异或门鉴相器 2e 占空比占空比=50vivrvm-vmv8.2.2 8.2.2 门电路鉴相器门电路鉴相器vivr0 2e占空比占空比=500

24、 v2异或门鉴相器异或门鉴相器 8.2.2 8.2.2 门电路鉴相器门电路鉴相器vivr20e占空比占空比=50100 v2异或门鉴相器异或门鉴相器 8.2.2 8.2.2 门电路鉴相器门电路鉴相器-vmvm-/2/20v2mevve2异或门鉴相器异或门鉴相器 8.2.2 8.2.2 门电路鉴相器门电路鉴相器 异或门鉴相器的异或门鉴相器的测量范围测量范围为为: 鉴相夸导鉴相夸导s为：为：max()rad2异或门鉴相器异或门鉴相器 omusomus 或者或者8.2.2 8.2.2 门电路鉴相器门电路鉴相器8.3 8.3 鉴频器鉴频器一、鉴频的实现方法一、鉴频的实现方法( (1) )斜率鉴频器斜率

25、鉴频器 将输入调频波通过具有合适频率特性的线性网络，将输入调频波通过具有合适频率特性的线性网络，使输出调频波的振幅按照瞬时频率的规律变化使输出调频波的振幅按照瞬时频率的规律变化 。 通过包络检波器输出反映振幅变化的解调电压。通过包络检波器输出反映振幅变化的解调电压。调频调幅波调频调幅波8.3 8.3 鉴频器鉴频器( (2) )相位鉴频器相位鉴频器 将输入调频波通过具有合适频率特性的线性网络，使将输入调频波通过具有合适频率特性的线性网络，使输出调频波的附加相移按照瞬时频率的规律变化输出调频波的附加相移按照瞬时频率的规律变化 。 相位检波器将它与输入调频波的瞬时相位进行比较，相位检波器将它与输入调

26、频波的瞬时相位进行比较，检出反映附加相移变化的解调电压。检出反映附加相移变化的解调电压。调频调相波调频调相波8.3 8.3 鉴频器鉴频器( (3) )脉冲计数式鉴频器脉冲计数式鉴频器 调频波通过非线性变换网络变成调频等宽脉冲序列。调频波通过非线性变换网络变成调频等宽脉冲序列。 由低通滤波器输出反映平均分量变化的解调电压。由低通滤波器输出反映平均分量变化的解调电压。8.3 8.3 鉴频器鉴频器( (3) )脉冲计数式鉴频器脉冲计数式鉴频器一、失谐回路斜率鉴频电路一、失谐回路斜率鉴频电路1电路组成电路组成 单失谐回路单失谐回路( (谐振回路对谐振回路对输入调频波的载波失谐输入调频波的载波失谐) )

27、 二极管包络检波器二极管包络检波器2工作原理工作原理8.3.1 8.3.1 斜率鉴频器斜率鉴频器3扩大鉴频特性范围扩大鉴频特性范围(1)(1)、平衡回路斜率鉴频器、平衡回路斜率鉴频器vo = va v1 va v2 f f01 fc = fc f02。8.3.1 8.3.1 斜率鉴频器斜率鉴频器( (2) )鉴频特性鉴频特性设设 a1( ) 、a2( )：上、下两谐振回路的幅频特性上、下两谐振回路的幅频特性vo ：双失谐回路斜率鉴频器输出解调电压，则双失谐回路斜率鉴频器输出解调电压，则vo = va v1 va v2 = vsm da1( ) a2( ) d：上、下两包络检波器的检波电压传输系

28、数：上、下两包络检波器的检波电压传输系数( (3) )讨论讨论合成鉴频特性曲线的线性：合成鉴频特性曲线的线性： 与与两失谐回路的幅频特性形状有关；两失谐回路的幅频特性形状有关； 主要取决于主要取决于 f01 和和 f02 的位置。配的位置。配置恰当，补偿两曲线中的弯曲部分，可置恰当，补偿两曲线中的弯曲部分，可获线性范围较大的鉴频特性曲线。获线性范围较大的鉴频特性曲线。8.3.1 8.3.1 斜率鉴频器斜率鉴频器 f 过大时，会在过大时，会在 fc 附近出现弯曲；附近出现弯曲； f 过小时，线性段过小时，线性段范围不能扩展。范围不能扩展。可证，若可证，若 ，鉴频特性的线性范，鉴频特性的线性范围达

29、到最大。为了实现线性鉴频，应限制围达到最大。为了实现线性鉴频，应限制 fm f0 finf0 时，因为时，因为ud1ud2 ，所以，所以uo(t)0 0 ；当；当finf0时，因为时，因为ud1ud2 ，所以，所以uo(t)f0 时，相移时，相移(f)0；当当finf0 时，相移时，相移(f) 。8.3.4 8.3.4 相移乘法相移乘法鉴频器鉴频器 典型的频相转换网络电路图如下所示。典型的频相转换网络电路图如下所示。将输入电压源将输入电压源 u1(t)变换为电流源，如右图所示，其中，变换为电流源，如右图所示，其中，111ij cu可以得到输出电压为：可以得到输出电压为： 1211j rcuuj

30、2clcq8.3.4 8.3.4 相移乘法相移乘法鉴频器鉴频器 121( )arctan2rck 对应得到幅频特性和相频特性关系式分别为：对应得到幅频特性和相频特性关系式分别为：当频率变化范围较小，即当频率变化范围较小，即|arctan|(/6)时，时， arctan 。 222clcq 当调频波的瞬时频率当调频波的瞬时频率(t)= c+kfu(t) 时，时， 22lfcq kut 8.3.4 8.3.4 相移乘法相移乘法鉴频器鉴频器 22lfcq kut 通过通过lc谐振网络后，调频信号转换为调频调相信号。根据上一谐振网络后，调频信号转换为调频调相信号。根据上一章的分析知道，调频波的表达式为

31、：章的分析知道，调频波的表达式为：110( )( )cos( )tfmmcfu tututkud则经过则经过lc移相器的输出信号移相器的输出信号u2(t)为为 210( )cos( )tmcfu tkutkud k()为移相器的电压传输系数。为移相器的电压传输系数。8.3.4 8.3.4 相移乘法相移乘法鉴频器鉴频器 乘法器的输出电流乘法器的输出电流i(t)为：为：1221210( )( )( )1cos2cos22( )mmmtmmcfi tk u t utk ukk uktkud 经过低通滤波器（经过低通滤波器（lpf）后，在负载）后，在负载rl上的输出电压上的输出电压uo(t)为：为：

32、2121211cos221cos2221sin2ommllfmmlclfmmlcutk kurq kk kurutq kk kurut 8.3.4 8.3.4 相移乘法相移乘法鉴频器鉴频器 当当 时，时， 26lfcq kut 21mmllfock kur q kutut当移相器幅频特性比较平坦，带宽内幅度变化近似为常数当移相器幅频特性比较平坦，带宽内幅度变化近似为常数c，则，则 21mmllfockur quckutt上式说明：当移相器幅频特性比较平坦，相移乘法鉴频器的输上式说明：当移相器幅频特性比较平坦，相移乘法鉴频器的输出信号与调制信号近似为线性关系。可实现对调频信号的鉴频。出信号与调制

33、信号近似为线性关系。可实现对调频信号的鉴频。8.3.4 8.3.4 相移乘法相移乘法鉴频器鉴频器 t1：射随器，将一路信号：射随器，将一路信号 vs 分为大小两路：分为大小两路：大：接大：接 t7，作用：保证，作用：保证 t7、t8 为开关状态。为开关状态。小：经小：经频相转换网络频相转换网络接接 t3 t6，为相乘器，为相乘器小信号输入电压。小信号输入电压。t3 t9、d6：双差：双差分对平衡调制器，分对平衡调制器，实现乘积型鉴相。实现乘积型鉴相。 频相转频相转换网络换网络d1 d5：t2及 双 差 分 对及 双 差 分 对偏置电路。偏置电路。 8.4 8.4 限幅器限幅器限幅电路在鉴频中的

34、作用限幅电路在鉴频中的作用 已调波信号在发送、传输和接收过程中已调波信号在发送、传输和接收过程中, 不可避免地要受到不可避免地要受到各种干扰。各种干扰。 这些干扰会使已调波信号的振幅发生变化这些干扰会使已调波信号的振幅发生变化, 产生寄产生寄生调幅生调幅。 调幅信号上叠加的寄生调幅很难消除。由于调频信调幅信号上叠加的寄生调幅很难消除。由于调频信号原本是等幅信号号原本是等幅信号, 可以可以先用限幅电路把叠加的寄生调幅消除先用限幅电路把叠加的寄生调幅消除, 使其重新成为等幅信号，然后再进行鉴频。使其重新成为等幅信号，然后再进行鉴频。 调频信号振幅上的寄生调幅对鉴频有什么危害呢调频信号振幅上的寄生调

35、幅对鉴频有什么危害呢?若采用若采用斜率鉴频斜率鉴频, 需要把调频信号转换成调频需要把调频信号转换成调频调幅信号调幅信号, 显然显然, 寄生寄生调幅会叠加在调频调幅会叠加在调频调幅信号的振幅上调幅信号的振幅上, 因此在检波时会产生因此在检波时会产生失真。失真。 若采用相位鉴频若采用相位鉴频, 仅在调频信号振幅恒定的情况下仅在调频信号振幅恒定的情况下, 鉴鉴频后的信号频后的信号uo才与原调制信号才与原调制信号u成线性关系成线性关系, 所以寄生调幅对所以寄生调幅对角度调制信号的影响也会使角度调制信号的影响也会使uo产生失真。产生失真。 用于调频信号的限幅电路通常由三极管放大器或差分放用于调频信号的限

36、幅电路通常由三极管放大器或差分放大器后接带通滤波器组成。大器后接带通滤波器组成。 三极管放大器或差分放大器增益三极管放大器或差分放大器增益必须很大必须很大(通常采用多级放大通常采用多级放大), 将疏密程度不同的正弦调频信将疏密程度不同的正弦调频信号转换成宽度不同的方波调频信号；号转换成宽度不同的方波调频信号； 带通滤波器调谐于载频带通滤波器调谐于载频, 带宽与调频信号带宽相同带宽与调频信号带宽相同, 于是可从宽度不同的方波信号中于是可从宽度不同的方波信号中重新恢复等幅的调频信号重新恢复等幅的调频信号, 消除了寄生调幅的影响。消除了寄生调幅的影响。 综上所述综上所述, 消除调频信号的寄生调幅是必

37、须的消除调频信号的寄生调幅是必须的, 也是很容也是很容易做到的。所以易做到的。所以,限幅电路是鉴频电路必不可少的辅助电路。限幅电路是鉴频电路必不可少的辅助电路。 8.4 8.4 限幅器限幅器8.4 8.4 限幅器限幅器uimuomuoouimuomuoo理想限幅特性理想限幅特性实际限幅特性实际限幅特性理想的限幅特性是无法实现，实际限幅特性如右图所示。理想的限幅特性是无法实现，实际限幅特性如右图所示。实际上，当输入信号小于阈值电压实际上，当输入信号小于阈值电压uth时，限幅电路不起作用。时，限幅电路不起作用。输出信号与输入信号成线性比例关系。输出信号与输入信号成线性比例关系。只有当输入信号大于阈值电压只有当输