6.3鉴频基础电路

6.3鉴频电路主要要求：

了解鉴频的实现方法及鉴频电路的主要性能指标。了解斜率鉴频器和相位鉴频器的工作原理。了解限幅器在接收机中的作用和常用限幅电路。6.3.1鉴频特性及鉴频的实现方法鉴频电路输出电压uo与输入调频信号瞬时频率f之间的关系曲线称为鉴频特性曲线。调频信号中心fc频率上，输出电压为0。当信号频率偏离中心fc频率升高、下降时，输出电压将分别向正、负极性方向变化（或相反）。在信号频率fc附近，uo与f近似为线性关系。为了获得理想的鉴频效果，希望鉴频特性曲线要陡峭且线性范围大。一、鉴频特性鉴频灵敏度(也称鉴频跨导)SD线性范围2fmax(也称鉴频电路带宽)应使fmax>

fm非线性失真：指由于鉴频特性的非线性所产生的失真。通常要求在满足线性范围和非线性失真的条件下，提高SD。主要性能指标二、鉴频的实现方法1.斜率鉴频器2.相位鉴频器3.脉冲计数式鉴频器4.锁相鉴频器在第7章锁相环路中介绍。6.3.2斜率鉴频器一、基本原理频率-振幅变换调频变为调幅-调频单失谐回路鉴频器LC并联谐振回路谐振频率f0调离调频波的中心fc。当加到LC并联回路的调频信号频率随时间变化时，回路两端电压的振幅也随时间产生相应的变化。利用LC并联回路谐振曲线的下降（上升）部分，使等幅的调频信号变成调幅-调频信号。采用振幅检波器，可得到原调制信号uo(t)。二、双失谐回路斜率鉴频器C1=C2R1=R2两个回路的谐振特性相同V1

、V2特性相同uo=uo1–uo2f01<

fc<

f02，对fc的偏离要适当fc–f01=

f02–

fc应大于∆fm上、下两个单失谐回路的鉴频器特性相互补偿，使鉴频器非线性失真减小，线性范围和鉴频灵敏度增大。电路谐振曲线鉴频特性二、双失谐回路斜率鉴频器C1=C2R1=R2两个回路的谐振特性相同V1

、V2特性相同uo=uo1–uo2f01<

fc<

f02，对fc的偏离要适当fc–f01=

f02–

fc应大于∆fm上、下两个单失谐回路的鉴频器特性相互补偿，使鉴频器非线性失真减小，线性范围和鉴频灵敏度增大。电路谐振曲线鉴频特性三、集成电路中的斜率鉴频器频率-幅度线性变换网络三极管峰值包络检波双入单出差放uo正比于（U1m–U2m）欲说明频率-幅度线性变换网络。点击此处三、集成电路中的斜率鉴频器线性范围大，可达300kHz。调节L1C1和C2可改变鉴频特性曲线形状。6.3.3相位鉴频器鉴相器模拟鉴相器数字鉴相器乘积型叠加型一、乘积型相位鉴频器二、叠加型相位鉴频器一、乘积型相位鉴频器1.乘积型鉴相器模拟相乘器用来检出两个输入信号之间的相位差，并将相位差变换为电压信号。低通滤波器用于取出低频信号、滤除高频信号，从而得解调输出电压uo(t)。设输入信号为增加固定相位差以使鉴频特性过原点（1）两个输入信号均为小信号设低通滤波器增益为1，则当｜

｜≤0.5rad(约30°)时，有

鉴相灵敏度可见：两个输入信号均为小信号时具有正弦鉴相特性。当｜

｜≤30°时近似线性鉴相。根据相乘器输入信号幅度大小的不同，乘积型鉴相器有下面三种不同的工作状态：（2）两个输入信号中一个为大信号，另一个为小信号通过低通滤波器滤除高频分量，得为鉴相灵敏度设为小信号

为大信号（3）两个输入信号均为大信号看成uX(t)、uY(t)经双向限幅变成正、负对称方波信号后相乘

在

/2时，经通带增益为1的低通滤波器，取出平均分量，可得解调输出电压uo(t)为可见：在

/2时可实现线性鉴相。可证明：在

/2范围内是一条通过原点的直线，当

>/2时，鉴相特性向两侧周期性重复，为一条三角形特性。三角形鉴相特性2.单谐振回路频相变换网络电压传输系数当失谐不太大时

式中

单谐振回路的频率特性曲线由于当失谐量很小，使时设输入调频信号的瞬时角频率ω(t)=ωc+Δω(t)，且ω0=

ωc，则得可见：当

m很小使失谐量很小时，该变换网络可不失真地完成频率-相位转换。二、叠加型相位鉴频器1.叠加型鉴相器固定相位差使鉴频特性过原点。组成：将两个输入信号叠加后加到包络检波器为获得较大的线性鉴相范围，通常采用叠加型平衡鉴相器。叠加型平衡鉴相器（a）

=0时，鉴相器输出电压uo=uo1-uo2=0（b）

>0时，鉴相器输出电压uo=uo1-uo2>0（c）

<0时，鉴相器输出电压uo=uo1-uo2<0可得正弦鉴相特性当

较小时，近似为线性鉴相特性。作业：6.3.4脉冲计数式鉴频器将调频信号变换成脉宽相同而周期变化的脉冲序列，其平均分量与瞬时频率变化成正比，经低通滤波后取出。优点：线性鉴频范围大；不需LC谐振回路，便于集成化。缺点：工作频率受到脉冲最小宽度的限制。6.3.5限幅器作用：消除寄生调幅。典型限幅特性Up点称为门限电压，通常要求它小。限幅特性：指限幅器输出基波电压振幅Uom与输入高频电压振幅Usm的关系。一、二极管限幅器us

小于UQ，uo

us。us

大于UQ，uo被限制在UQ

。电路要求：

RL>>R

，V1、V2特性完全相同，二极管正向电阻尽量小，反向电阻趋于无穷大。优点：

电路简单、工作频带宽二、差分对限幅器︱us︱大于100mV时，电流波形的上、下顶