电子线路15资料课件

05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频1复习复习-间接调频间接调频n变容管调频与调相电路比较变容管调频与调相电路比较n变容管调相电路解题方法变容管调相电路解题方法变容管调频电路与变容管调相电路比较变容管调频电路与变容管调相电路比较前者是后者一部分，后者使用前者结论（谐振频率）前者是后者一部分，后者使用前者结论（谐振频率）前者作振荡电路，后者作相移网络前者作振荡电路，后者作相移网络（区分二者重要依据）（区分二者重要依据）前者无需激励信号，后者需要激励信号前者无需激励信号，后者需要激励信号前者工作频率等于谐振频率，后者等于激励信号频率前者工作频率等于谐振频率，后者等于激励信号频率05 七月七月 20242NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 20243NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频4变容管调相电路解题方法变容管调相电路解题方法n首先画出三个通路首先画出三个通路n然后根据调制信号是否经过积分电路，然后根据调制信号是否经过积分电路，确定是直接调相还是间接调频；对于间确定是直接调相还是间接调频；对于间接调频，先对调制信号积分，得到等效接调频，先对调制信号积分，得到等效的调制信号的调制信号n最后根据变容管全部接入和部分接入，最后根据变容管全部接入和部分接入，确定所使用的公式确定所使用的公式05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频5斜率鉴频斜率鉴频非线性电子线路非线性电子线路15斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频61 鉴频电路概述鉴频电路概述2 斜率鉴频电路斜率鉴频电路3 小结小结习题习题15习题答案习题答案1505 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频71 鉴频电路概述鉴频电路概述n1.1 鉴频定义鉴频定义n1.2 鉴频鉴频特性特性n1.3 鉴频方法鉴频方法n1.4 线性网络线性网络n1.5 限幅限幅鉴频鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频81.1 鉴频定义鉴频定义n鉴频鉴频n也称也称频率频率检波检波n从调频波中取出调制信号从调频波中取出调制信号n鉴鉴相相n也称也称相位相位检波检波n从调相波中取出调制信号从调相波中取出调制信号05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频91.2 鉴频鉴频特性特性f=f=鉴频鉴频特性特性：指鉴频电路的鉴频指鉴频电路的鉴频输出输出电压电压随输入调频波随输入调频波瞬时频偏瞬时频偏变化的变化的特性特性鉴频特性曲线鉴频特性曲线：与鉴频特性对应的：与鉴频特性对应的曲线曲线鉴频电路鉴频电路05 七月七月 202410NEC15-斜率鉴频斜率鉴频f=f=鉴频灵敏度鉴频灵敏度：是指鉴频特性曲线中原点切：是指鉴频特性曲线中原点切线的线的斜率斜率也称也称鉴频鉴频跨导跨导下标下标D表示鉴频，表示鉴频，S和和D均大写均大写单位单位：V/Hz意义：鉴频灵敏度越大，鉴频能力越强意义：鉴频灵敏度越大，鉴频能力越强 调频灵敏度调频灵敏度下标下标F表示调频，表示调频，S和和F均大写均大写单位单位：Hz/V 05 七月七月 202411NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频121.3 鉴频方法鉴频方法n波形变换波形变换n把调频波进行特定的把调频波进行特定的波形变换波形变换，使变换后波，使变换后波形含有形含有反映调频波瞬时频偏的反映调频波瞬时频偏的平均分量平均分量，再，再用用低通滤波器低通滤波器取出解调电压取出解调电压n波形变换波形变换n线性变换：斜率鉴频、相位鉴频线性变换：斜率鉴频、相位鉴频n非线性变换：脉冲计数式鉴频非线性变换：脉冲计数式鉴频n锁相环锁相环n参见锁相环部分参见锁相环部分05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频131.3.1 斜率鉴频器斜率鉴频器调频调频波通过波通过频率频率-振幅（幅度）转换网络（线性网络）振幅（幅度）转换网络（线性网络），使使输出信号输出信号振幅振幅按照瞬时频偏变化，得到按照瞬时频偏变化，得到调频调幅波调频调幅波，通，通过过包络检波器包络检波器输出解调电压输出解调电压FM-AMFM05 七月七月 202414NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频151.3.2 相位鉴频器相位鉴频器调频调频波通过波通过频率频率-相位转换网络（线性网络）相位转换网络（线性网络），使，使输出信号输出信号附加附加相移相移按照瞬时频偏变化，得到按照瞬时频偏变化，得到调频调相波调频调相波，用，用相位检相位检波器波器将它与输入调频波瞬时相位进行比较，将它与输入调频波瞬时相位进行比较，检出检出正比于附正比于附加相移加相移的解调的解调电压电压区分区分FM-PM波的波的瞬时相移瞬时相移和和附加相移附加相移，后者是前者的一部，后者是前者的一部分，相位检波器通过比较分，相位检波器通过比较FM-PM和和FM的瞬时相位取出二的瞬时相位取出二者的差值：附加相移者的差值：附加相移FM-PMFMFM05 七月七月 202416NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频171.3.3 脉冲脉冲计数鉴频器计数鉴频器调频调频波经波经非线性变换网络非线性变换网络变换为变换为调频等宽脉冲序列调频等宽脉冲序列调频频等宽脉冲序列分布调频频等宽脉冲序列分布正比正比于调频波瞬时频偏于调频波瞬时频偏调频调频等宽脉冲序列含有反映瞬时频偏的等宽脉冲序列含有反映瞬时频偏的平均平均分量分量再经再经低通滤波器低通滤波器或或脉冲计数器脉冲计数器输出解调电压输出解调电压FM调频等宽调频等宽脉冲序列脉冲序列05 七月七月 202418NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频191.4 线性网络线性网络 n线性变换网络线性变换网络是实现斜率是实现斜率鉴频和相位鉴鉴频和相位鉴频的频的关键关键n线性变换网络包括线性变换网络包括n频率频率-幅度转换网络幅度转换网络n频率频率-相位转换网络相位转换网络05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频201.4.1 线性变换线性变换网络网络a(t)A(j)v1(t)V1(j)v2(t)V2(j)05 七月七月 202421NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频221.4.2 理想理想微分网络微分网络 频域分析频域分析幅频特性与频率是线性关系幅频特性与频率是线性关系相频特性是常数与频率无关相频特性是常数与频率无关输入瞬时输入瞬时频偏不频偏不失真反映失真反映在在输出信号振幅输出信号振幅可作可作频率频率-幅度转换网络幅度转换网络a(t)A(j)v1(t)V1(j)v2(t)V2(j)斜率鉴频器可以用斜率鉴频器可以用理想微分网络理想微分网络作频率作频率-幅度转换网络幅度转换网络斜率鉴频器也可用斜率鉴频器也可用单失谐回路单失谐回路作频率作频率-幅度转换网络幅度转换网络05 七月七月 202424NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频251.4.3 理想理想时延网络时延网络 a(t)A(j)v1(t)V1(j)v2(t)V2(j)频域分析频域分析幅频特性是常数与频率无关幅频特性是常数与频率无关相频特性与频率为线性关系相频特性与频率为线性关系输入瞬时输入瞬时频偏不失真地变换频偏不失真地变换为输出相移为输出相移可作可作频率频率-相位转换网络相位转换网络05 七月七月 202426NEC15-斜率鉴频斜率鉴频相位相位鉴频器可用器可用理想理想时延网延网络作作频率率-相位相位转换网网络相位相位鉴频器也可用器也可用并联谐振回路并联谐振回路作频率作频率-相位转换网络相位转换网络 05 七月七月 202427NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频281.4.4 准准静态条件静态条件05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频29（1）准）准静态条件静态条件n准静态条件准静态条件：线性变换网络的瞬变过程：线性变换网络的瞬变过程速率速率远高于远高于输入调频波的瞬时频率变换输入调频波的瞬时频率变换速率速率05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频30（2）正弦）正弦稳态响应稳态响应n正弦稳态电路正弦稳态电路：在正弦激励的动态电路：在正弦激励的动态电路中中，各，各电压电流均为与激励电压电流均为与激励同频率同频率的的正正弦波弦波n正弦稳态响应正弦稳态响应：正弦稳态电路对输入激：正弦稳态电路对输入激励的响应励的响应（3）调频波正弦稳态响应）调频波正弦稳态响应n若网络满足若网络满足准静态条件准静态条件，则可近似认为，则可近似认为，它在任一瞬间对输入调频信号的响应就它在任一瞬间对输入调频信号的响应就是对该瞬态频率的是对该瞬态频率的正弦稳态响应正弦稳态响应n对于瞬时角频率为对于瞬时角频率为(t)输入调频信号，可输入调频信号，可以方便地写出其正弦稳态响应以方便地写出其正弦稳态响应05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频31调频波第二标准表达式调频波第二标准表达式调频波瞬时调频波瞬时角频率角频率线性网络幅频特性线性网络幅频特性和相频特性和相频特性调频信号在调频信号在=(t)的正弦稳态响应的正弦稳态响应a(t)A(j)v1(t)V1(j)v2(t)V2(j)05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频33（4）对线性网络）对线性网络的要求的要求n准静态条件准静态条件下，对线性变换网络的要求下，对线性变换网络的要求斜率斜率鉴频频率鉴频频率-幅度转换网络幅度转换网络为了使输出调频信号的为了使输出调频信号的振幅振幅不失真地反映瞬时频偏，只需对不失真地反映瞬时频偏，只需对网络的网络的幅频特性幅频特性提出在瞬时频偏内为线性的要求，而不需再提出在瞬时频偏内为线性的要求，而不需再对相频特性提出要求对相频特性提出要求05 七月七月 202434NEC15-斜率鉴频斜率鉴频相位相位鉴频频率鉴频频率-相位转换网络相位转换网络为了使输出调频信号的为了使输出调频信号的附加相移附加相移不失真地反映瞬时频偏，不失真地反映瞬时频偏，只需对网络的只需对网络的相频特性相频特性提出在瞬时频偏内为线性的要求，提出在瞬时频偏内为线性的要求，而不需再对幅频特性提出要求而不需再对幅频特性提出要求05 七月七月 202435NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频361.5 限幅限幅鉴频鉴频寄生调幅寄生调幅：是指等幅调频波经过鉴频前各级电路时，由于电路：是指等幅调频波经过鉴频前各级电路时，由于电路频率特性的非均匀性而导致调频波的振幅不再等幅频率特性的非均匀性而导致调频波的振幅不再等幅限幅器限幅器：位于鉴频器之前，以消除寄生调幅，保证加到鉴频器：位于鉴频器之前，以消除寄生调幅，保证加到鉴频器的调频电压等幅，以利于鉴频（如的调频电压等幅，以利于鉴频（如斜率和相位鉴频斜率和相位鉴频）限幅鉴频器限幅鉴频器：一般限幅与鉴频是连用的：一般限幅与鉴频是连用的05 七月七月 202437NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频382 斜率鉴频电路斜率鉴频电路n2.1 失谐回路斜率鉴频电路失谐回路斜率鉴频电路n2.2 集成电路中的斜率集成电路中的斜率鉴频鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频392.1 失谐回路斜率鉴频电路失谐回路斜率鉴频电路n2.1.1 单失谐回路斜率鉴频器单失谐回路斜率鉴频器n2.1.2 双失谐回路斜率鉴频器双失谐回路斜率鉴频器05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频402.1.1 单失谐回路斜率鉴频器单失谐回路斜率鉴频器n电路组成电路组成n单失谐回路单失谐回路n包络检波器包络检波器n鉴频特性鉴频特性05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频41（1）电路组成）电路组成单失谐回路单失谐回路并联谐振并联谐振回路回路谐振频率不等于载波频率谐振频率不等于载波频率频率频率-幅度转换网络幅度转换网络调频波转换为调频调幅波调频波转换为调频调幅波包络检波器包络检波器取出调频调幅波包络取出调频调幅波包络05 七月七月 202442NEC15-斜率鉴频斜率鉴频调频调幅波调频调幅波输出鉴频电压输出鉴频电压输入调频波输入调频波瞬时角频偏瞬时角频偏瞬时角频率瞬时角频率05 七月七月 202443NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频44（2）单失谐回路）单失谐回路单失谐回路单失谐回路：是指输入并联谐振回路的：是指输入并联谐振回路的谐振频率谐振频率对输入调对输入调频波的频波的载波频率载波频率是失谐的是失谐的05 七月七月 202445NEC15-斜率鉴频斜率鉴频单失谐回路的频率响应单失谐回路的频率响应：幅频特性和相频特性：幅频特性和相频特性假设满足准静态条件，只研究幅频特性，忽略相频特性假设满足准静态条件，只研究幅频特性，忽略相频特性为获得线性鉴频特性，使调频波载波频率处在单失谐回路为获得线性鉴频特性，使调频波载波频率处在单失谐回路幅频特性曲线倾斜部分的接近直线段的幅频特性曲线倾斜部分的接近直线段的中点中点上上可以使用可以使用正斜率正斜率部分，也可以使用部分，也可以使用负斜率负斜率部分部分05 七月七月 202446NEC15-斜率鉴频斜率鉴频v2(t)满足满足准静态准静态条件条件单失谐回路工作频率随调频波单失谐回路工作频率随调频波变化变化v2(t),V2m(t),V2m()05 七月七月 202448NEC15-斜率鉴频斜率鉴频V2m随频率变化特性随频率变化特性V2m随时间变化特性随时间变化特性V2m(t)与与V2m()关系关系调频调幅波调频调幅波使用正斜率部分，包络正比于瞬时频率使用正斜率部分，包络正比于瞬时频率包络越正，频率越高，波形越密集包络越正，频率越高，波形越密集忽略单失谐回路相移忽略单失谐回路相移05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频50应用应用n使用单失谐回路幅频特性的使用单失谐回路幅频特性的正斜率正斜率和和负负斜率斜率部分时，部分时，V2m(t)和和v2(t)波形不同波形不同n正斜率正斜率：包络正比于调频波瞬时频率；：包络正比于调频波瞬时频率；包络越正，瞬时频率越高，波形越密集包络越正，瞬时频率越高，波形越密集n负斜率负斜率：包络反比于调频波瞬时频率；：包络反比于调频波瞬时频率；包络越正，瞬时频率越低，波形越稀疏包络越正，瞬时频率越低，波形越稀疏正斜率部分：包络正比于调频波瞬时频率正斜率部分：包络正比于调频波瞬时频率负斜率部分：包络反比于调频波瞬时频率负斜率部分：包络反比于调频波瞬时频率05 七月七月 202451NEC15-斜率鉴频斜率鉴频正斜率部分：包络正比于调频波瞬时频率；包络越正，瞬时频率越高，波形越密集正斜率部分：包络正比于调频波瞬时频率；包络越正，瞬时频率越高，波形越密集负斜率部分：包络反比于调频波瞬时频率；包络越正，瞬时频率越低，波形越稀疏负斜率部分：包络反比于调频波瞬时频率；包络越正，瞬时频率越低，波形越稀疏05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频53（3）包络检波器）包络检波器vo参考方向与参考方向与D一致，取正一致，取正包包络；有；有直流直流成分成分05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频55应用应用n二极管包络检波电路二极管包络检波电路n输出电压参考方向与输出电压参考方向与二极管方向二极管方向一致一致，取，取v2正正包络包络n输出输出电压参考方向与电压参考方向与二极管方向二极管方向相反相反，取，取v2负包络负包络05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频56（4）鉴频特性）鉴频特性鉴频特性鉴频特性vO幅频特性幅频特性05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频582.1.2 双失谐回路斜率鉴频器双失谐回路斜率鉴频器n电路组成电路组成n双失谐回路双失谐回路n解题步骤解题步骤05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频59（1）电路组成）电路组成双失谐回路斜率鉴频器双失谐回路斜率鉴频器单失谐回路幅频特性曲线倾斜部分的线性范围很小单失谐回路幅频特性曲线倾斜部分的线性范围很小为了扩大鉴频特性的线性范围，通常用两个单失谐回路构为了扩大鉴频特性的线性范围，通常用两个单失谐回路构成的平衡电路成的平衡电路05 七月七月 202460NEC15-斜率鉴频斜率鉴频失谐失谐回路谐振回路谐振频率频率调频调频波载波频率波载波频率频率配置频率配置05 七月七月 202461NEC15-斜率鉴频斜率鉴频输入调频波输入调频波调频调幅波，由幅频特性调频调幅波，由幅频特性正负斜率正负斜率决定决定包络，由二极管包络，由二极管方向方向和和参考方向参考方向决定决定合成包络，合成包络，由由参考方向参考方向决定决定05 七月七月 202462NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频63（2）双失谐回路）双失谐回路幅频特性幅频特性？鉴频鉴频特性特性？0=0实线实线虚线虚线v2：A1()正斜率部分，包络正比频率正斜率部分，包络正比频率v2：A2()负斜率部分，包络反比频率负斜率部分，包络反比频率vAV1：D1向右，向右，vAV1上正下负；上正下负；vAV1、D1一致取正包络一致取正包络vAV2：D2向右，向右，vAV2上负下正；上负下正；vAV2、D2一致取正包络一致取正包络vO：vO上正下负，上正下负，vO=vAV1-vAV2vAV1、vAV2含有直流成分，含有直流成分，vO无直流成分无直流成分频率频率配置配置双失谐回路的鉴频特性曲线的形状，除了与单双失谐回路的鉴频特性曲线的形状，除了与单失谐回路鉴频特性曲线的形状有关外，主要取失谐回路鉴频特性曲线的形状有关外，主要取决于决于f01和和f02的配置的配置如果配置恰当，单失谐回路鉴频特性曲线的弯如果配置恰当，单失谐回路鉴频特性曲线的弯曲部分可以抵消，则可以获得一条线性范围较曲部分可以抵消，则可以获得一条线性范围较大的鉴频特性曲线大的鉴频特性曲线f过大，鉴频特性曲线中点处出现弯曲过大，鉴频特性曲线中点处出现弯曲f过小，鉴频特性曲线线性范围减小过小，鉴频特性曲线线性范围减小f过大，中点处弯曲过大，中点处弯曲解题关键解题关键之一之一为了合成线性鉴频特性，谐振频率为了合成线性鉴频特性，谐振频率大（大（小小）的失谐回路使用幅频特性的失谐回路使用幅频特性的的正（负）正（负）斜率部分斜率部分即失谐回路谐振频率的相对大小决即失谐回路谐振频率的相对大小决定了使用幅频特性的正负斜率部分定了使用幅频特性的正负斜率部分解题关键之二解题关键之二输出电压参考方向与输出电压参考方向与较大较大谐振频率谐振频率失谐回路的二极管方向失谐回路的二极管方向一致一致，鉴频，鉴频特性的斜率为特性的斜率为正正；否则为负；否则为负05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频69（3）解题步骤）解题步骤n确定鉴频特性确定鉴频特性n由总由总输出电压参考输出电压参考方向和方向和较大较大谐振频率失谐谐振频率失谐回路回路后后接二极管方向决定接二极管方向决定n确定两个单确定两个单失谐回路输出调频调幅波失谐回路输出调频调幅波n画出调频波画出调频波/v(t)/(t)波形波形n由由失谐失谐回路谐振频率相对大小决定回路谐振频率相对大小决定n确定两个单确定两个单失谐回路鉴频输出电压失谐回路鉴频输出电压n由二极管方向和输出由二极管方向和输出电压电压参考方向参考方向决定决定n确定双失谐回路鉴频输出电压确定双失谐回路鉴频输出电压n由总输出电压由总输出电压参考方向参考方向决定决定说明说明n确定鉴频特性确定鉴频特性n对整个电路而言对整个电路而言n总的输出电压参考总的输出电压参考方向方向与与较大谐振频率失谐回路后较大谐振频率失谐回路后接的检波二极管方向一致时，鉴频特性是正斜率的接的检波二极管方向一致时，鉴频特性是正斜率的n否则为负斜率的否则为负斜率的n确定两个单失谐回路鉴频输出电压确定两个单失谐回路鉴频输出电压n对每个单失谐回路而言对每个单失谐回路而言n由二极管方向和输出电压参考方向决定由二极管方向和输出电压参考方向决定05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频7005 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频71例例1与双失谐回路斜率鉴频器原理电路相同与双失谐回路斜率鉴频器原理电路相同05 七月七月 202472NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频73解解05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频74（1）确定）确定鉴频特性鉴频特性由由总输出出电压参考方向和参考方向和较大大谐振振频率失率失谐回路后接二回路后接二极管方向极管方向决定决定01c02vo与与D1参考方向一致参考方向一致正斜率正斜率鉴频特性特性A1()-A2()（2）确定单失谐回路输出）确定单失谐回路输出05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频76调频调频波的瞬时频偏波的瞬时频偏为为(t)=m mcostv1(t)由由A1()正斜率部分得到，包络正比频率正斜率部分得到，包络正比频率v2(t)由由A2()负斜率部分得到，包络反比频率负斜率部分得到，包络反比频率(t)（3）单失谐回路鉴频输出）单失谐回路鉴频输出05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频78vO1(t)极性与二极管的方向极性与二极管的方向一致一致，取，取v1(t)正包络正包络vO2(t)极性与二极管的方向极性与二极管的方向一致一致，取，取v2(t)正包络正包络其中含有直流成分其中含有直流成分（4）双失谐回路鉴频输出）双失谐回路鉴频输出05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频80vO(t)=vO1(t)-vO2(t)根据参考方向得到根据参考方向得到 无直流成分无直流成分例例2-3n参见附录参见附录05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频822.2 集成电路中的斜率鉴频集成电路中的斜率鉴频n2.2.1 电路组成电路组成n2.2.2 频频-幅转换网络幅转换网络n2.2.3 鉴频特性鉴频特性n2.2.4 应用应用05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频8305 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频842.2.1 电路电路组成组成vg，Rg：调频波信号：调频波信号源及其内阻源及其内阻L1、C1、C2：频率：频率-幅度转换网络；幅度转换网络；v1、v2：调频调幅波：调频调幅波T1，T2：射随器，基极输入射极输出：射随器，基极输入射极输出T3，C3；T4，C4：三极管射极包络检波器：三极管射极包络检波器T5，T6：带恒流源：带恒流源I0的差分放大器，的差分放大器，差分输入单端输出差分输入单端输出vAV：鉴频输出电压鉴频输出电压本质本质：双失谐回路斜率鉴频电路：双失谐回路斜率鉴频电路05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频862.2.2 频频-幅转换网络幅转换网络n先给出结论，再进行证明先给出结论，再进行证明频率频率-幅度转换网络的幅度转换网络的并联谐振角频率并联谐振角频率频率频率-幅度转换网络的幅度转换网络的串联谐振角频率串联谐振角频率二者关系二者关系x1：并联谐振回路：并联谐振回路L1C1的电抗的电抗x2：C2的容抗的容抗x=x1+x2：T1基极对地总电抗基极对地总电抗v1：x=x1+x2两端的电压两端的电压v2：x2两端的电压两端的电压05 七月七月 202488NEC15-斜率鉴频斜率鉴频类似晶体类似晶体=2：x1+x2呈串谐，呈串谐，|x1+x2|最小，最小，|x2|最大，则最大，则V1m=V1mmin，V2m=V2mmax12：x1+x2呈感性，呈感性，|x1+x2|逐渐增大；逐渐增大；|x2|逐渐减小，逐渐减小，则则 V1m逐渐增大，逐渐增大，V2m逐渐减小逐渐减小=c：V1m=V2m=1：并联谐振点，：并联谐振点，|x1+x2|最大，最大，|x2|最小，则最小，则V1m=V1mmax，V2=V2mminV1m()，V2m()随随变化特性如图所示变化特性如图所示05 七月七月 202491NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频922.2.3 鉴频鉴频特性特性鉴频特性为正斜率：鉴频特性为正斜率：vAV参考方向与较大谐振频率参考方向与较大谐振频率1部分的部分的T3（射结）一致（射结）一致T1、T2：为电压跟随器，放大倍数约：为电压跟随器，放大倍数约为为 1d：检波系数：检波系数|Ad|：差分放大电路单端输出放大差分放大电路单端输出放大倍数（倍数（T5/T6）v3v405 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频942.2.4 应用应用n作出各点波形作出各点波形n解题步骤与双失谐回路斜率鉴频电路相解题步骤与双失谐回路斜率鉴频电路相类似类似作出各点波形作出各点波形与解题步骤双失谐回路斜率鉴频电路相类似与解题步骤双失谐回路斜率鉴频电路相类似合成鉴频特性：合成鉴频特性：12可能变化：可能变化：L1C1左端接左端接T2；C2上端接上端接T1可能变化：可能变化：vAV从从T5集电极输出或双端输出集电极输出或双端输出05 七月七月 202495NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频963 小结小结n双失谐回路斜率鉴频电路解题步骤双失谐回路斜率鉴频电路解题步骤05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频97双失谐回路斜率鉴频电路解题步骤双失谐回路斜率鉴频电路解题步骤n确定鉴频特性确定鉴频特性n由总输出电压参考方向和由总输出电压参考方向和较大谐振频率失谐回路后较大谐振频率失谐回路后接二极管方向决定接二极管方向决定n确定确定两个单失谐回路输出调频调幅波两个单失谐回路输出调频调幅波n画出调频波画出调频波/v(t)/(t)波形波形n由由失谐回路谐振频率相对大小决定失谐回路谐振频率相对大小决定n确定两个单失谐回路鉴频输出电压确定两个单失谐回路鉴频输出电压n由二极管方向和输出电压由二极管方向和输出电压参考方向参考方向决定决定n确定双失谐回路鉴频输出电压确定双失谐回路鉴频输出电压n由总输出电压由总输出电压参考方向参考方向决定决定05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频98习题习题15n5-18n5-19*n5-20n补充补充题题*05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频99补充补充题题15n下图所示为单失谐回路斜率鉴频电路下图所示为单失谐回路斜率鉴频电路n已知输入调频波为已知输入调频波为nvS(t)=Vcmcos(ct+Mfsint)n单失谐回路的幅频特性如图所示，其负单失谐回路的幅频特性如图所示，其负斜率的线性部分用于幅度斜率的线性部分用于幅度-频率转换，不频率转换，不考虑单失谐回路的相频特性考虑单失谐回路的相频特性n检波电压传输系数为检波电压传输系数为d=1n试画出试画出v2(t)和和vO(t)的波形的波形05 七月七月 2024100NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频101习题答案习题答案155-18n画出画出(t)的波形的波形05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频10205 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频103补充补充题题15n注意注意二极管方向二极管方向和输出和输出电压参考方向电压参考方向附录附录n1 线性网络线性网络n2 限幅电路限幅电路n3 脉冲计数鉴频器脉冲计数鉴频器n4 傅立叶变换傅立叶变换n5 例题例题05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频1041 线性网络线性网络05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频105时域分析时域分析将输入调频波瞬时频偏不失真地反映在输出调频信号振幅上将输入调频波瞬时频偏不失真地反映在输出调频信号振幅上可作可作频率频率-幅度转换网络幅度转换网络时域分析时域分析将输入调频波的瞬时频偏不失真地变换为相移将输入调频波的瞬时频偏不失真地变换为相移可作相位鉴频电路的可作相位鉴频电路的频率频率-相位转换网络相位转换网络 2 限幅电路限幅电路n三极管限幅器三极管限幅器n差分对差分对限幅器限幅器05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频10805 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频109（1）三极管）三极管限幅器限幅器 谐振功谐振功放放大放放大特性特性：VcmVbm；如果输入高频电压振幅；如果输入高频电压振幅Vbm足足够大，放大器工作在够大，放大器工作在过压状态过压状态，输出高频电压振幅，输出高频电压振幅Vcm几乎几乎不随不随Vbm变化变化三极管限幅器三极管限幅器：工作于过压状态的谐振功放：工作于过压状态的谐振功放05 七月七月 2024110NEC15-斜率鉴频斜率鉴频三极管限幅器除了要求在限幅区具有平坦的限幅特性外，还要求刚进入限幅三极管限幅器除了要求在限幅区具有平坦的限幅特性外，还要求刚进入限幅区的输入高频电压振幅（简称区的输入高频电压振幅（简称门限电压门限电压，VP）尽可能小）尽可能小要降低门限电压，必须在较小输入高频电压振幅时就能进入过压区要降低门限电压，必须在较小输入高频电压振幅时就能进入过压区因此因此集电极电源电压应较低集电极电源电压应较低，集电极谐振回路谐振电阻应较大集电极谐振回路谐振电阻应较大05 七月七月 2024111NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频112（2）差分）差分对限幅器对限幅器 当输入端作用较大振当输入端作用较大振幅的高频电压时，集幅的高频电压时，集电极电流波形的电极电流波形的上下上下部就被削平部就被削平如果在集电极上接入如果在集电极上接入谐振回路谐振回路，使其调谐，使其调谐在输入调频信号载波在输入调频信号载波频率上，且其通频带频率上，且其通频带大于输入调频信号的大于输入调频信号的宽度，则输出等幅调宽度，则输出等幅调频电压频电压将多级差分放大器将多级差分放大器串串接接，就可有效地，就可有效地降低降低门限电压门限电压05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频1142 脉冲计数鉴频器脉冲计数鉴频器首先把输入调频信首先把输入调频信号通过双向限幅电号通过双向限幅电路（过零变化）变路（过零变化）变换为换为调频方波调频方波然后通过微分网络然后通过微分网络变换为变换为调频微分脉调频微分脉冲序列冲序列接着用接着用正正微分脉冲微分脉冲触发脉冲形成电路触发脉冲形成电路产生产生调频等宽脉冲调频等宽脉冲序列序列最后通过低通滤波最后通过低通滤波器得到器得到解调波解调波调频波直接送到调频波直接送到低通滤波器得不低通滤波器得不到输出，因为其到输出，因为其频谱均为高频分频谱均为高频分量量调频等宽脉冲序调频等宽脉冲序列送到低通滤波列送到低通滤波器可以得到解调器可以得到解调输出，因为其频输出，因为其频谱含有调制信号谱含有调制信号分量分量f(t)：调频波瞬时频率调频波瞬时频率T(t)：调频波瞬时周期调频波瞬时周期A：调频等宽脉冲幅度调频等宽脉冲幅度：调频等宽脉冲宽度调频等宽脉冲宽度vAV：调频等宽脉冲序列调频等宽脉冲序列平均分量平均分量，反映调频波，反映调频波瞬时频偏瞬时频偏在调频信号的一个瞬时在调频信号的一个瞬时周期中研究周期中研究T(t)AT(t)为检出平均分量，应保为检出平均分量，应保证两个相邻脉冲不互相证两个相邻脉冲不互相重叠重叠首先，首先，不宜过大，应限不宜过大，应限制在最高瞬时频率的一制在最高瞬时频率的一个周期内个周期内反之，若最小脉冲宽度反之，若最小脉冲宽度为为min，则解调的最高瞬，则解调的最高瞬时频率必受时频率必受限制限制上式上式无下标无下标min，下式，下式有下标有下标min05 七月七月 2024119NEC15-斜率鉴频斜率鉴频优点：优点：线性鉴频范围大线性鉴频范围大便于集成化便于集成化缺点：缺点：工作频率受工作频率受min限制限制，在在10MHz以下以下若在限幅器和微分若在限幅器和微分网络间插入网络间插入高速脉高速脉冲分频器冲分频器，工作频，工作频率可大大提高率可大大提高高速脉冲分频器高速脉冲分频器05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频1203 傅立叶傅立叶变换变换n通常用傅立叶级数分析非线性电子线路通常用傅立叶级数分析非线性电子线路n也可以用傅立叶变换分析非线性电路也可以用傅立叶变换分析非线性电路n在在通信原理通信原理等后续课程采用傅立叶等后续课程采用傅立叶变换研究非线性电子线路变换研究非线性电子线路调制信号制信号与余弦信号相乘与余弦信号相乘发生生频谱搬移搬移4 例题例题n例例2n例例305 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频12205 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频123例例2（习题（习题5-18）n斜率鉴频电路如图所示斜率鉴频电路如图所示n已知单音调制的调频波为，已知单音调制的调频波为，nvS(t)=Vcmcos(ct+Mfsint)n01c02n试画出鉴频特性、试画出鉴频特性、v1(t)、v2(t)、vO1(t)、vO2(t)、vO(t)的波形，要求坐标对齐的波形，要求坐标对齐二极管方向二极管方向与上例相反与上例相反05 七月七月 2024124NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频125解解05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频126（1）确定）确定鉴频特性鉴频特性由由输出出电压参考方向决定参考方向决定正斜率正斜率鉴频特性特性05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频128（2）确定）确定单失谐回路输出调频调幅波单失谐回路输出调频调幅波根据已知条件，单音调制调频波瞬时频偏为根据已知条件，单音调制调频波瞬时频偏为(t)=mcost画出画出(t)的波形的波形!v1(t)由由A1()负斜率负斜率部分得到，部分得到，反比反比频率频率v2(t)由由A2()正斜率正斜率部分得到，部分得到，正比正比频率频率05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频130（3）确定）确定单失谐回路鉴频输出电压单失谐回路鉴频输出电压vO1(t)极性与二极管的方向极性与二极管的方向相反相反，取，取v1(t)负负包络，画出的为包络，画出的为-vO1(t)vO2(t)极性与二极管的方向极性与二极管的方向一致一致，取，取v2(t)正正包络包络其中含有直流成分其中含有直流成分05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频132（4）确定）确定双失谐回路鉴频输出电压双失谐回路鉴频输出电压vO(t)=vO1(t)+vO2(t)根据参考方向得到根据参考方向得到无直流成分无直流成分05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频134例例1和例和例2的结论的结论双失谐回路斜率鉴频电路中双失谐回路斜率鉴频电路中二极管方向二极管方向应同时向左或向右应同时向左或向右否则无法否则无法合成线性合成线性鉴频特性鉴频特性这种方向配置保证合成的鉴频特性是两个单失谐回路鉴频这种方向配置保证合成的鉴频特性是两个单失谐回路鉴频特性特性相减相减若一个二极管向左另一个向右，则不能实现斜率鉴频；但是当若一个二极管向左另一个向右，则不能实现斜率鉴频；但是当01=02=c时，可以实现包络检波，参见下例时，可以实现包络检波，参见下例05 七月七月 2024135NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频136说明说明n通过实例说明一个二极管向左另一个向通过实例说明一个二极管向左另一个向右的波形右的波形05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频137例例3（习题（习题5-19）n在下图所示电路中，在下图所示电路中，n哪个电路能实现斜率鉴频？哪个电路能实现斜率鉴频？n哪个电路能实现包络检波？哪个电路能实现包络检波？n相应的相应的f01和和f02应如何配置？应如何配置？05 七月七月 2024138NEC15-斜率鉴频斜率鉴频（a）独立）独立RLC（b）共用）共用RLC05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频139解解05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频140（1）（）（a）vS(t)：AMvS1(t)=vS2(t)：经过谐振回路后仍为：经过谐振回路后仍为AM右上部和右下部均为包络检波器右上部和右下部均为包络检波器vO1参考方向与参考方向与D1一致，取一致，取vS1正包络；正包络；vO2参考方向与参考方向与D2一致，取一致，取vS2正包络正包络vO1=vO2 vO=vO1-vO2=0不能实现包络检波；显然改变其中一个二极管的方向即可实现包络检波不能实现包络检波；显然改变其中一个二极管的方向即可实现包络检波与双失谐回路斜率鉴频原理电路一样与双失谐回路斜率鉴频原理电路一样能够实现斜率鉴频；显然改变其中一个二极管的方向即不能实现斜率鉴频能够实现斜率鉴频；显然改变其中一个二极管的方向即不能实现斜率鉴频05 七月七月 2024142NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频143（2）（）（b）iAV1iAV2vS(t)：AMvS1(t)=vS2(t)：经过谐振回路后仍为：经过谐振回路后仍为AM右上部和右下部均为包络检波器右上部和右下部均为包络检波器iAV1参考方向与参考方向与D1一致，一致，vS1正包络；正包络；iAV2参考方向与参考方向与D2一致，一致，vS2正包络正包络iAV1=iAV2iAV=iAV1+iAV2，vO=iAVRL能够实现包络检波；显然改变其中一个二极管的方向则不能实现包络检波能够实现包络检波；显然改变其中一个二极管的方向则不能实现包络检波iAVvS(t)：FMvS1(t)：FM-AM，包络，包络正正（反）比于瞬时频偏（反）比于瞬时频偏vS2(t)：FM-AM，包络，包络反反（正）比于瞬时频偏（正）比于瞬时频偏右上部和右下部均为包络检波器右上部和右下部均为包络检波器iAV1参考方向与参考方向与D1一致，一致，vS1正包络；正包络；iAV2参考方向与参考方向与D2一致，一致，vS2正包络正包络iAV1=IAV1+iav1，iAV2=IAV2+iav2，IAV1=IAV2=IAV，iav1=-iav2iAV=iAV1+iAV2=2IAV，vO=iAVRL=2IAVRL（直流分量（直流分量）不能实现斜率鉴频；显然改变其中一个二极管的方向即可实现斜率鉴频不能实现斜率鉴频；显然改变其中一个二极管的方向即可实现斜率鉴频iAV1iAV2iAV05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频146例例3的结论的结论（a）独立）独立RLC二极管方向同时向左或向右可实现斜率鉴频二极管方向同时向左或向右可实现斜率鉴频二极管方向一左一右可实现包络检波二极管方向一左一右可实现包络检波（b）共用）共用RLC二极管方向同时向左或向右可包络检波二极管方向同时向左或向右可包络检波二极管方向一左一右可实现实现斜率鉴频二极管方向一左一右可实现实现斜率鉴频本质原因（本质原因（a）输出是电压的叠加，（）输出是电压的叠加，（b）输出是电流的叠加）输出是电流的叠加05 七月七月 2024147NEC15-斜率鉴频斜率鉴频05 七月七月 2024NEC15-斜率鉴频斜率鉴频148与习题与习题4-33比较比较（a）独立）独立RLC（b）共用）共用RLC