第九章调制解调合理使用电路-调频

1、第九章调制解调合理使用电第九章调制解调合理使用电路路-调频调频调制性能的主要指标：调制性能的主要指标：1 1调制特性为线性调制特性为线性目的：保证不失真调制目的：保证不失真调制2 2调制灵敏度调制灵敏度VfSFMHz/V（或（或(rad/s)/V)载频方面的主要指标载频方面的主要指标载频稳定度高载频稳定度高接收机正常接收接收机正常接收不干扰邻道不干扰邻道 最大频偏应受限制最大频偏应受限制频偏大，已调波带宽宽，干扰邻道频偏大，已调波带宽宽，干扰邻道 3 3最大频偏满足要求最大频偏满足要求 调制特性线性范围应满足最大频偏要求调制特性线性范围应满足最大频偏要求 不同的调频系统对最大频偏不同的调频系统

2、对最大频偏 有不同的要求有不同的要求mf调频广播调频广播KHzfm75 无线电话无线电话KHz5mf电视伴音电视伴音50mfKHz 4 4调制电路的频率响应调制电路的频率响应在调制信号频谱宽度内在调制信号频谱宽度内调制特性调制特性调制灵敏度调制灵敏度最大频偏最大频偏应一致应一致5 5寄生调幅要小寄生调幅要小 9.5.2 直接调频电路直接调频电路晶体管偏置电阻：晶体管偏置电阻： Rb1、Rb2、RE 电源滤波：电源滤波：CC旁路和隔直电容：旁路和隔直电容： Cb、Ce、Cc和和C1、C2 1. LC 正弦振荡器直接调频正弦振荡器直接调频（1）变容管作为回路总电容）变容管作为回路总电容变容管偏置电

3、阻：变容管偏置电阻：R1、R2、R3 变容管音频调制信号加入变容管音频调制信号加入C2 、LC变容管回路：变容管回路：)(vVvDQD振荡器交流通路图：振荡器交流通路图：电感三点式变容管是回路总容电感三点式变容管是回路总容起振条件起振条件AF1jOSCLC1分析变容二极管的受控特性分析变容二极管的受控特性()(cos)DDQDQmvVvVVt tVtvmcos)(设单音调制信号为：设单音调制信号为：二极管电压二极管电压变容管电容：变容管电容：nBDQjojQVVCC)1 ( 静态结电容静态结电容njQnBmDQjojtmCVtVVCC)cos1 ()cos1 (DQBmVVVm电容调制度（小于

4、电容调制度（小于1 1）分析调频振荡器性能分析调频振荡器性能 调制特性调制特性1(1cos)oscjQnCLmt/2/2(1cos)(1)nnoscccmtx由回路电感由回路电感L和处于静态工作点和处于静态工作点 处的二极管电容值决定。处的二极管电容值决定。 DQVjQcLC10)(tv调制信号调制信号 时的振荡频率时的振荡频率载频载频调制特性调制特性 非线性非线性( ) ( )osctvt性能指标如何？性能指标如何？a. a. 当电容变化指数当电容变化指数 时时 2n)()cos1 ()cos1 (2/ttmtmccncosc频偏频偏 与调制信号成正比，调制特性为线性与调制信号成正比，调制特

5、性为线性 )(t最大频偏最大频偏mmccDQBVmVV特点：特点： 最大频偏与调制信号的幅度最大频偏与调制信号的幅度 成正比成正比mV载频载频 频率越高，频偏越大频率越高，频偏越大cb. 当当 时时 2n对变量对变量 展开，忽略三次方以上各项展开，忽略三次方以上各项：tmxcos2) 12(221 )(2xnnxntcosc2cos) 12(81cos2) 12(811 22tmnntmnmnnc调制信号谐波，失真调制信号谐波，失真结论：变容管为回路总电容时结论：变容管为回路总电容时欲不失真调频，必须欲不失真调频，必须2n/2/2(1cos)(1)nnoscccmtx 调制失真调制失真频偏中出

6、现了调制信号的谐波频偏中出现了调制信号的谐波2n当当 时，二次谐波失真系数为时，二次谐波失真系数为 mnmnmnnKf) 12(412) 12(8122结论：调制信号越大（结论：调制信号越大（m大），失真越大大），失真越大 当当 n=2 时，为线性调频，无失真时，为线性调频，无失真 最大频偏最大频偏cBDQmcmVVVnmn22特点：特点：与调制信号的幅度与调制信号的幅度 成正比，与载频成正比，与载频 成正比成正比mVc2211( )1(1)cos(1)cos282282osccnnntnmmtnmt 调制灵敏度调制灵敏度2211( )1(1)cos(1)cos282282osccnnntnm

7、mtnmt 122mFMccmmDQBn mnSVVVV结论：调制灵敏度与载频成正比结论：调制灵敏度与载频成正比 （ 一般为几十到几百兆，灵敏度很高）一般为几十到几百兆，灵敏度很高） c 对对 时，调制灵敏度可表示为时，调制灵敏度可表示为2n ( )FMmdtSdV 对对 的线性调频，调制灵敏度可表示为的线性调频，调制灵敏度可表示为 最大频偏与最大调制电压之比最大频偏与最大调制电压之比2n优点优点频偏大、调制灵敏度高频偏大、调制灵敏度高变容管作为回路总电容调频振荡器性能特点：变容管作为回路总电容调频振荡器性能特点：缺点缺点载频稳定度不高载频稳定度不高灵敏度太高灵敏度太高原因一：原因一：jQcL

8、C1载频载频载频稳定度载频稳定度取决于取决于 是回路总电容，调制太灵敏是回路总电容，调制太灵敏jQCjC处于静态工作点处于静态工作点 处的二极管电容值处的二极管电容值DQV)(vVvDQD变容管两端电压：变容管两端电压：高频振荡电压高频振荡电压提高频率稳定度措施提高频率稳定度措施降低调制灵敏度降低调制灵敏度 减小高频电压减小高频电压原因二：原因二：jC受高频电压大小影响受高频电压大小影响jC影响振荡频率影响振荡频率（2 2）变容管部分接入的直接调频振荡电路）变容管部分接入的直接调频振荡电路 回路总电容回路总电容jjCCCCCC221随调制电压随调制电压 变化变化jCtVtvmcos)(1cos

9、)jQjnCCmt相应的调频特性是：相应的调频特性是：)cos1 (11)(221jQnjQCtmCCCCLLCt载频：载频： 不仅仅由不仅仅由 决定决定)(1221jQjQcCCCCCLjQC最大频偏：最大频偏：变容管部分接入时，最大频偏为：变容管部分接入时，最大频偏为：Pmncm2变容管全部接入时变容管全部接入时2mcnm引入表征变容管部分接入程度的参数引入表征变容管部分接入程度的参数 P P)1)(1 (2121PPPPP21/CCPjQjQCCP/11， 减少了变容管上高频电压减少了变容管上高频电压 减少了高频信号振幅减少了高频信号振幅的变化对频率的影响的变化对频率的影响 提高了载波频

10、率稳定度。提高了载波频率稳定度。 最大频偏减小了最大频偏减小了P 倍倍调制灵敏度降低了调制灵敏度降低了P 倍倍载波频率稳定度提高载波频率稳定度提高P 倍倍结论：结论：电路分析：电路分析：（1）晶体管直流偏置）晶体管直流偏置（2）变容管）变容管 直流偏置直流偏置（3）高频交流通路图）高频交流通路图旁路电容短路旁路电容短路扼流圈开路扼流圈开路直流电源是交流地直流电源是交流地55323222CCCCCCCCCjjLCosc1回路总电容：回路总电容：载频：载频：2. 晶体直接调频振荡电路晶体直接调频振荡电路晶体直接调频振荡电路思路：晶体直接调频振荡电路思路：用变容二极管作为晶体负载电容一部分用变容二极

11、管作为晶体负载电容一部分改变改变jC改变负载电容改变负载电容改变频率改变频率晶体直接调频特点晶体直接调频特点频偏很小频偏很小晶体振荡电路特点：晶体振荡电路特点： 晶体呈感性晶体呈感性 振荡频率取决于晶体振荡频率取决于晶体1212LC CCCC和负载电容和负载电容001(1)2qqLCffCC电路分析电路分析电路分两大部分电路分两大部分振荡管振荡管直流偏置直流偏置变容管变容管直流偏置直流偏置音频放大音频放大晶体调频晶体调频话筒输入话筒输入调制信号输入调制信号输入 三倍频三倍频LC回路用于扩展频偏回路用于扩展频偏为什么？为什么？（a）振荡器平衡时）振荡器平衡时晶体管非线性晶体管非线性 含有丰富的谐

12、波含有丰富的谐波 LC回路提取三次谐波并输出回路提取三次谐波并输出（b）三次谐波的频偏比基波大三倍）三次谐波的频偏比基波大三倍调频波的三次谐波：调频波的三次谐波：基波：基波： ，三次谐波：，三次谐波：( )cosmv tVt( )cos3mv tVt调频基波：调频基波：( )cos(sin)mfv tVtmt( )cos3(sin)mfv tVtmt结果：载频扩大三倍：结果：载频扩大三倍： ， 调制系数扩大三倍：调制系数扩大三倍：3fm最大频偏扩大三倍：最大频偏扩大三倍：33mfm对频率的运算：加、减、乘、除对频率的运算：加、减、乘、除混频混频倍频倍频 分频分频倍频：倍频： 调频基波：调频基波