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单击此处编辑母版标题样式,College of Electrical and Information Engineering,电气与信息工程学院,高频,电子,线路,第,20,讲 角度调制,第,8,章 角度调制与解调,8.3.1 干脆调频原理,8.3.2,间接调频原理,8.3,调频方法概述,产生调频信号的电路叫做,调频器,。,产生调频信号主要有两类：,第一类:用调制信号干脆限制载波的瞬时频率干脆调频。,其次类:由调相变调频间接调频。,干脆调频的基本原理：用调制信号干脆线性地变更载波振荡的瞬时频率，使它不失真地反映调制信号的变更规律。,8.3.1 干脆调频原理,凡是能干脆影响振荡频率的元件或参数，只要用调制信号去限制，使振荡频率的变更量能随调制信号而线形变更，都可以完成干脆调频的任务。,在正弦波振荡器中，由于振荡频率主要取决于振荡回路的电感量和电容量，所以在振荡回路中接入可控电抗器，就可以实现干脆调频。,特点：原理简洁，频偏较大，中心频率不易稳定,可控电抗器的种类:声波限制的电容式话筒或驻极体话筒、电压限制的变容二极管和电抗管、电流限制的可变电感等。,只要将可控电抗器接入振荡器的振荡回路，就能利用振荡器产生调频波。,驻极体话筒具有体积小、结构简洁、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时须要直流工作电压。,瞬时相位,瞬时频率,8.3.2,间接调频原理,特点：,载波中心频率的稳定性可以做得较高，但可能得到的最大频偏较小。,调频器四个主要要求：,（1）已调波的瞬时频率与调制信号成比例地变更。这是基本要求。频偏尽量大。,（2）未调制时的载波频率，即已调波的中心频率具有确定的稳定度（视应用场合不同而有不同的要求）。,（3）最大频移与调制频率无关。,（4）无寄生调幅或寄生调幅尽可能小。,8.4.1,基本原理,8.4.2,电路分析,8.4,变容二极管调频,主要优点：能够获得较大的频移（相对于间接调频而言），线路简洁，并且几乎不须要调制功率。,主要缺点：,中心频率稳定度低,。,应用范围：在移动通信以及自动频率微调系统中。,变容二极管是一种电压限制可变电抗元件，是利用半导体PN结的结电容随反向电压变更这一特性而制成的一种半导体二极管。结电容Cj与反向电压vR有如下关系：,反向电压,C,j0,：,时的电容值（零偏置电容）,反向偏置电压，,V,D,：,PN,结势垒电位差。,：结电容变更指数，通常=1/21/3，经特殊工艺制成的超突变结电容=15,8.4.1,基本原理,C,j Q,C,j,v,R,V,0,其中：,为,静态工作点的结电容,。,8.4.1,基本原理,图 8.4.1 用调制信号限制变容二极管结电容,8.4.1,基本原理,志向线性调制条件,小频偏条件下，近似线性。,8.4.1,基本原理,Cc是变容管与LlC1回路之间的耦合电容，同时起到隔直流的作用；C为对直流电压的旁路电容；L2是高频扼流圈，但让调制信号通过。它的作用都是将振荡回路和变容管的限制电路隔离防止它们之间的相互影响。,等效的振荡回路可画成右图，主体是,LC,互感耦合正弦振荡电路。,图,8.4.2,变容二极管调频电路,图,8.4.3,振荡回路的等效电路,8.4.2,电路分析,图 8.4.4 90MHz干脆调频电路及其高频通路,举例：,8.4.2,电路分析,试验六图,干脆调频的主要优点是可以获得较大的频偏，但是中心频率的稳定性（主要是长期稳定性）较差。,如何稳定调频波的中心频率？,1、用晶体振荡器干脆调频；,2、接受自动频率限制电路；,3、利用锁相环稳频,8.5 晶体振荡器干脆调频,稳定中心频率可以接受对石英晶体振荡器进行干脆调频。,变容二极管接入振荡回路有两种方式。,一种是与石英晶体相串联，,另一种是与石英晶体相并联。,变容二极管与晶体并联连接方式有一个较大的缺点，就是变容管参数的不稳定性干脆严峻地影响调频信号中心频率的稳定度。因而用得比较广泛的还是变容管与石英晶体相串联的方式。,8.5 晶体振荡器干脆调频,图,8.5.1,变容管与晶体的两种连接方式及其电抗曲线,8.5 晶体振荡器干脆调频,图 8.5.2 晶体振荡器干脆调频电路,Pierce Oscillators (c,b),型振荡器,8.5 晶体振荡器干脆调频,图 8.5.3 晶体振荡器的变容管干脆调频电路,应用举例：,调制信号,Pierce,型振荡器,调制信号放大,8.5 晶体振荡器干脆调频,8.6.1,调相的方法,8.6.2,间接调频的实现,8.6,间接调频,:,由调相实现调频,高稳定度,载波振荡器,相位,调制器,积分,电路,多级倍频,和混频器,宽带,窄带,接受高稳定度的晶体振荡器作为主振级，然后再对这个稳定的载频信号进行调相，这样一来就可得到中心频率稳定度高的调频信号。,调相的方法通常有三类：一类是用调制信号限制谐振回路或移相网络的电抗或电阻元件以实现调相。其次类是矢量合成法调相。第三类是脉冲调相。,1,）谐振回路或移相网络的调相方法,（,1,）利用谐振回路调相,8.6.1,调相的方法,（,1,）利用谐振回路调相,f,f,0,一般当 时，则有：,如果设,CC,j,，则,所以回路的谐振频率：,而回路频率的频偏移为,:,所以：,8.6.1,调相的方法,（,2,）利用移相网络调相,图,8.6.1,RC,移相网络,8.6.1,调相的方法,图,8.6.2,RC,移相网络矢量图,8.6.1,调相的方法,图 8.6.3 利用变容二极管变更移相网络的电抗,8.6.1,调相的方法,2,合成调相法阿姆斯特朗法,8.6.1,调相的方法,图,8.6.5,实现矢量合成法的方框图,8.6.1,调相的方法,图,8.6.6,用载波振荡与双边带调幅波叠加以实现调相,8.6.1,调相的方法,3,脉冲调相,图,8.6.7,实现脉冲调相的方框图,8.6.1,调相的方法,图,8.6.8,脉冲调相各部分的波形图,8.6.1,调相的方法,图,8.6.9,间接调频的典型方框图,8.6.2,间接调频的实现,积分,电路,线性可控延时电路,设延时器件的延时是可控的，如将调制信号积分之后，去线性地限制延时时间，若延时器件此时的输入信号为载波振荡，则经延时以后，得到延时器件的输出信号。,8.7,可变延时调频,*,
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