相位鉴频器原理图

鉴相器原理及分类更新于2010-05-13 03:52:41 文章出处:与非网鉴相器取样鉴频鉴相器-原理特性使输出电压与两个输入信号之间的相位差有确定关系的电路。

表示其间关系的函数称为鉴相特性。

鉴相器是锁相环的基本部件之一，也用于调频和调相信号的解调。

常见的鉴相特性有余弦型、锯齿型与三角型等。

鉴相器特性用ud(t)＝kdf【θe(t)】表示。

式中kd为鉴相器的增益系数；θe(t)＝θ1(t)－θ2(t)，表示两个输入信号之间的相位差。

函数f【·】表示鉴相特性，它反映鉴相器的输出电压ud(t)与相位差的关系。

常见的鉴相特性有余弦型、锯齿型与三角型等。

鉴相器-分类鉴相器可以分为模拟鉴相器和数字鉴相器两种。

二极管平衡鉴相器是一种模拟鉴相器。

两个输入的正弦信号的和与差分别加于检波二极管，检波后的电位差即为鉴相器的输出电压。

其鉴相特性通常为余弦型的。

鉴频鉴相器是一种数字鉴相器。

两个输入信号是脉冲序列，其前沿（或后沿）分别代表各自的相位。

比较这两个脉冲序列的频率和相位即可得到与相位差有关的输出。

这种鉴相器的鉴相特性为锯齿形。

因它兼具鉴频作用，故称鉴频鉴相器二极管平衡鉴相器这是一种模拟鉴相器，原理电路如图1。

二极管D1、D2和C1R1、C2R2构成两个峰值检波器。

两个输入的正弦信号u1(t)=U1sin(ωt+θ1)、u2(t)＝U2sin(ωt+θ2)的和与差分别加于检波二极管D1和D2，检波后的电压差即为鉴相器的输出电压ud。

当U2U1时,ud∝U1cos(θ1－θ2)。

在这种情况下,它的鉴相特性是余弦型的(图2a)。

鉴频鉴相器这是一种数字鉴相器。

两个输入信号是脉冲序列，其前沿(或后沿)分别代表各自的相位。

比较这两个脉冲序列的频率和相位即可得到与相位差有关的输出。

图3是一种鉴频鉴相器的框图。

比相器可由触发器构成。

当两个输入信号u1和u2同频同相时,触发器没有输出,充电电流等于零。

当u1脉冲序列超前于u2时，触发器产生一个其宽度与相位差成正比的正脉冲，充电电路被充电，其输出电压为正值，大小与充电脉冲宽度成正比。

一、电路原理1．电路原理（1）乘积型相位鉴频由移相网络、乘法器和低通滤波器三部分组成。

调频信号一路直接加至乘法器，另一路经相移网络移相后(参考信号)加至乘法器。

由于调频信号和参考信号同频正交，因此，称之为正交鉴频器。

如图所示。

图1正交鉴频原理图（2）用LM1596构成的乘积型相位鉴频器电路如图所示。

图2 LM1596构成的相位鉴频器其中C 1与并联谐振回路C 2L 共同组成线性移相网络，将调频波的瞬时频率的变化转变成瞬时相位的变化。

分析表明，该网络的传输函数的相频特性)(ωφ的表达式为： )]1(arctan[2)(202--=w w Q w πφ当<<∆0w w1时，上式近似表示为 )2arctan(2)(0w wQw ∆-=∆πφ u s移相网络u s′低通滤波u oK或 )2arctan(2)(0f fQf ∆-=∆πφ 式中f 0—回路的谐振频率，与调频的中心频率相等。

Q —回路品质因数。

△f —瞬时频率偏移。

相移φ与频偏△f 的特性曲线如图所示。

图3 相移φ与频偏△f 的特性曲线2．主要技术指标相位鉴频法的原理框图如下图所示。

图中的变换电路具有线性的频率—相位转换特性，它可以将等幅的调频信号变成相位也随瞬时频率变化的、既调频又调相的FM-PM 波。

把此FM-PM 波和原来输入的调频信号一起加到鉴相器上，就可以通过鉴相器解调此调频信号。

相位鉴频法的关键是相位检波器，相位检波器或鉴相器就是用来检出两个信号之间的相位差，完成相位差—电压变换作用的部件或电路。

设输入鉴相器的两个信号分别为：把它们同时加于鉴相器，鉴相器的输出电压o u 是瞬时相位差的函数，即：在线性鉴相时，o u 与输入位相差21()()()e t t t ϕϕϕ=-成正比。

信号2u 中引入/2π固定相移的目的在于当输入相位差21()()()e t t t ϕϕϕ=-在零附近正负变化时，鉴相器输出电压也相应地在零附近正负变化。

任务4-7 鉴频与鉴相4-6-1资讯准备任务描述1．了解鉴频的概念、方法及鉴频的主要技术要求；2．理解各类鉴频电路的组成、工作原理、分析方法及主要特点。

资讯指南导学材料 一、鉴频方法综述调频信号解调又称为频率检波，是从调频波中取出原调制信号，即输出电压与输入信号的瞬时频率偏移成正比，又称为鉴频器，简称鉴频。

它是把调频信号的频率)()(t t c ωωω∆+=与载波频率c ω比较，得到频差)()(t f t m ωω∆=∆，从而实现频率检波。

1．鉴频的方法鉴频的方法很多，其工作原理都是将输入的调频信号进行特定的变换，使变换后的波形包含反映瞬时频率变化的量，再通过低通滤波器滤波就可以得到原调制信号。

常用的鉴频方法有以下几种：(1)斜率鉴频器它先将输入等幅的调频波通过线性网络进行频率-幅度变换，得到振幅随瞬时频率变化的调频波，然后用包络检波器将信号的振幅变化取出来；其输出信号就是原调制信号。

(2)相位鉴频器它先将输入等幅的调频波通过线性网络进行频率-相位变换，得到附加相位随瞬时频率变化的调频波，然后用鉴相器将它的附加相移变化取出来，其输出信号就是原调制信号。

(3)脉冲计数式鉴频器它先将输入等幅的调频波通过非线性变换网络进行波形变换，得到数目与瞬时频率成正比、但幅度和形状相同的调频脉冲序列，然后将信号通过低通滤波器，其输出信号就是原调制信号。

2．鉴频器的主要技术要求鉴频器的输出电压u o随输入调频的瞬时频率f的变化特性称为鉴频特性。

为了实现不失真的解调，u o应与f成线性关系，即鉴频特性曲线应为一条直线。

但是，实际的鉴频特性往往是一条曲线，所以它只能在有限频率范围内实现线性鉴频。

图4-6-1为一典型的鉴频特性曲线，由于该曲线与英文字母“S”相似，故又称为S曲线。

由图可以看出，对应于调频波的中心频率f c，输出电压u o=0；当信号频率向左右偏离时，u o分别为正负值。

图4-6-1 鉴频特性曲线对鉴频器主要技术要求有：(1)鉴频特性为线性鉴频电路输出低频解调电压与输入调频信号瞬时频偏的关系称为鉴频特性，理想的鉴频特性应是线性的。

相位鉴频器实验报告相位鉴频器实验报告引言：在电子通信领域，相位鉴频器是一种常用的电路元件，用于检测和测量信号的相位和频率。

本实验旨在通过搭建一个相位鉴频器电路并进行测试，验证其在信号处理中的应用。

实验目的：1. 了解相位鉴频器的基本原理和工作方式；2. 掌握相位鉴频器电路的搭建和调试方法；3. 进行实际信号的相位和频率测量。

实验器材和材料：1. 相位鉴频器芯片；2. 信号发生器；3. 示波器；4. 电源供应器；5. 电阻、电容等元件。

实验步骤：1. 搭建相位鉴频器电路：根据相位鉴频器芯片的引脚连接图，将芯片与其他元件连接起来，注意接地和电源的连接；2. 连接信号源和示波器：将信号源的输出端与相位鉴频器的输入端相连，将示波器的探头连接到相位鉴频器的输出端；3. 调试电路：通过调整电路中的电阻、电容等元件的数值，使得相位鉴频器的输出信号能够正确地反映输入信号的相位和频率；4. 测试信号的相位和频率：使用示波器观察相位鉴频器输出的波形，并通过示波器的测量功能获取信号的相位和频率数据。

实验结果与分析：经过调试和测试，我们成功搭建了相位鉴频器电路，并获取了信号的相位和频率数据。

在实验过程中，我们发现相位鉴频器对于输入信号的频率变化非常敏感，能够精确地测量出信号的频率。

而对于相位的测量，相位鉴频器也能够给出较为准确的结果，但在高频信号的情况下，可能会受到噪声和干扰的影响。

结论：通过本次实验，我们深入了解了相位鉴频器的原理和工作方式，并通过实际搭建和测试，验证了其在信号处理中的应用。

相位鉴频器作为一种重要的电路元件，在无线通信、雷达系统等领域具有广泛的应用前景。

掌握相位鉴频器的原理和调试方法，对于电子工程师来说是非常重要的技能。

展望：相位鉴频器作为一种基础的电路元件，随着通信技术的发展和应用需求的不断增加，其功能和性能也在不断提升。

未来，相位鉴频器可能会更加精确地测量信号的相位和频率，同时具备抗干扰和抗噪声的能力。

实现调频信号解调的鉴频电路可分为三类,第一类是调频-调幅调频变换型。

这种类型是先通过线性网络把等幅调频波变换成振幅与调频波瞬时频率成正比的调幅调频波,然后用振幅检波器进行振幅检波。

第二类是相移乘法鉴频型。

这种类型是将调频波经过移相电路变成调相调频波,其相位的变化与调频波瞬时频率的变化成线性关系,然后将调相调频波与原调频波进行相位比较,通过低通滤波器取出解调信号。

因为相位比较器通常用乘法器组成,所以称为相移乘法鉴频。

第三类是脉冲均值型。

这种类型是把调频信号通过过零比较器变换成重复频率与调频信号瞬时频率相等的单极性等幅脉冲序列,然后通过低通滤波器取出脉冲序列的平均值,这就恢复出与瞬时频率变化成正比的信号。

鉴频器原理-几种鉴频电路图实例分析一、双失谐回路鉴频器其总鉴频特性如图8-6所示。

图8-6 双失谐回路鉴频器的特性鉴频器原理-几种鉴频电路图实例分析二、相位鉴频器相位鉴频器是利用双耦合回路的相位-频率特性将调频波变成调幅调频波,通过振幅检波器实现鉴频的一种鉴频器。

它常用于频偏在几百KHz以下的调频无线接收设备中。

常用的相位鉴频器根据其耦合方式可分为互感耦合和电容耦合两种鉴频器。

由于其工作原理相同,所以下面仅讨论互感耦合相位鉴频器。

(一) 相位鉴频器的工作原理图8-8 互感耦合相位鉴频器的基本电路(二)相位鉴频器的鉴频特性的定性分析(三)相位鉴频器的鉴频特性鉴频器原理-几种鉴频电路图实例分析三、比例鉴频器相位鉴频器的输出电压除了与输入电压的瞬时频率有关外,还与输入电压的振幅有关。

而在实际工作中,调频信号通过传输很难保证是理想的等幅波,特别是寄生调幅的干扰分量必须尽可能去掉或减小。

因而在相位鉴频器前通常是需加一级限幅放大,以消除寄生调幅。

对于要求不太高的设备,例如调频广播和电视接收中,常采用一种兼有抑制寄生调幅能力的鉴频器,这就是比例鉴频器。

(一) 比例鉴频器的基本电路及工作原理图8-14比例鉴频器的基本电路比例鉴频器的基本电路如图8-14所示。

课程设计报告题目：基于MC1496的相位鉴频器电路设计与仿真基于MC1496的相位鉴频器电路设计与仿真1 设计任务及要求1.1设计任务本设计是通过模拟乘法器MC1496和1.2 设计要求（1）乘积性的相位鉴频器中心频率10.7MHz。

（2）调制信号频率500kHz，用MC1496设计频相转换网络和低通滤波器。

（3）输出波形无显著失真。

1.3设计研究基础1.3.1鉴频器概述鉴频器使输出电压和输入信号频率相对应的电路。

按用途可以分为两类：第一类用于调频信号的解调。

常见的有斜率鉴频器、相位鉴频器、比例鉴频器等。

对这类电路的要求主要是非线性失真小，噪声门限低。

第二类用于频率误差测量，如用在自动频率控制环路中产生误差信号的鉴频器。

对于这类电路的零点漂移限制较严，对非线性失真和噪声门限则要求不高。

实现调频信号解调的鉴频电路可分为三类，第一类是调频——调幅变换型。

第二类是相依乘法鉴频型，这种类型是将调频波经过移相电路变成调相调频波，其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化呈线性关系，然后将调相调频波与原调频波进行相位比较，通过低通滤波器取出解调信号，因为相位比较器通常用乘法器组成，所以称为相移乘法鉴频；第三类是脉冲均值型。

1.3.2鉴频器的主要参数1.3.2.1鉴频特性(曲线)鉴频特性曲线指鉴频器的输出电压u0与输入电压瞬时频率f 或频偏Δf 之间的关系曲线。

理想鉴频特性曲线应是一条直线，但实际上往往有弯曲，呈S形，如下图所示。

变换器f u o f B u o maxu of c f A f(a )(b )图 1 理想鉴频特性曲线1.3.2.2鉴频器的主要参数1）鉴频器的中心频率f0 鉴频器的中心频率f0对应于鉴频特性曲线原点处的频率。

通常，由于鉴频器中心与中频频率相同。

2）鉴频带宽Bm鉴频带宽Bm:是指鉴频器能够不失真地解调所允许输入信号频率变化的最大范围。

3）鉴频器的线性度鉴频器的线性度：是指鉴频特性曲线在鉴频带宽内的线性特性。

鉴相器开放分类：电子电子技术电子术语通信编辑词条分享英文名：phasedetector鉴相器，顾名思义，就是能够鉴别出输入信号的相差的器件。

它是PLL，即锁相环的重要组成部分。

锁相环通常由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分组使输出电压与两个输入信号之间的相位差有确定关系的电路。

表示其间关系的函数称为鉴相特性。

鉴相器是锁相环的基本部件之一，也用于调频和调相信号的解调。

常见的鉴相特性有余弦型、锯齿型与三角型等。

鉴相器特性用u d(t)＝k d f【θe(t)】表示。

式中k d为鉴相器的增益系数；θe(t)＝θ1(t)－θ2(t)，表示两个输入信号之间的相位差。

函数f【²】表示鉴相特性，它反映鉴相器的输出电压u d(t)与相位差的关系。

常见的鉴相特性有余弦型、锯齿型与三角型等。

鉴相器鉴相器可以分为模拟鉴相器和数字鉴相器两种。

二极管平衡鉴相器是一种模拟鉴相器。

两个输入的正弦信号的和与差分别加于检波二极管，检波后的电位差即为鉴相器的输出电压。

其鉴相特性通常为余弦型的。

鉴频鉴相器是一种数字鉴相器。

两个输入信号是脉冲序列，其前沿（或后沿）分别代表各自的相位。

比较这两个脉冲序列的频率和相位即可得到与相位差有关的输出。

这种鉴相器的鉴相特性为锯齿形。

因它兼具鉴频作用，故称鉴频鉴相器二极管平衡鉴相器这是一种模拟鉴相器，原理电路如图1。

二极管D1、D2和C1R1、C2R2构成两个峰值检波器。

两个输入的正弦信号u1(t)=U1sin(ωt+θ1)、u2(t)＝U2sin(ωt+θ2) 的和与差分别加于检波二极管D1和D2，检波后的电压差即为鉴相器的输出电压u d。

当U2U1时,u d∝U1cos(θ1－θ2)。

在这种情况下,它的鉴相特性是余弦型的(图2a)。

鉴相器鉴频鉴相器这是一种数字鉴相器。

两个输入信号是脉冲序列，其前沿(或后沿)分别代表各自的相位。

比较这两个脉冲序列的频率和相位即可得到与相位差有关的输出。

鉴频器的基本原理编辑： 文章来源：网络我们无意侵犯您的权益,如有侵犯请[联系我们]鉴频器的基本原理1.斜率鉴频器的原理调频波是一个频率随调制信号变化而变化的等幅波，如果能把频率的变化通过振幅的变化反映出来(而且成正比例关系)，那么我们就可以用振幅包络检波电路把振幅的包络取下来，得到所需要的调制信号。

根据这个思想，有鉴频器的原理方框图如图10.14所示。

2.相位鉴频器原理相位鉴频器的思想与斜率鉴频一致，即将等幅调频信号送入频率—相位变换电路，变换成相位与瞬时频率成正比的调相—调频信号，再送入相位检波电路还原出调制信号，其方框图如图10.15所示。

10.3.2 单失谐回路斜率鉴频电路若把信号加到LC并联谐振回路上，则其输出特性在本书2.4节中已经描述。

我们知道，并联谐振回路的幅频特性有两个斜变部分，我们就是利用失谐的谐振回路来替代微分电路实现调频—调幅变换的。

通常把单个失谐回路与振幅检波器组成的鉴频器称为单失谐回路斜率鉴频器，如图10.16所示。

它包含频幅变换电路和包络检波电路两部分。

频幅变换是一个以LC并联谐振回路作负载的调谐放大器，其回路的谐振频率不是调谐在输入调频信号的中心频率Fc上，而是高于或低于Fc，因此称之为失谐回路。

利用其斜变部分就可把等幅调频波变成调频调幅波其波形变换过程，如图10.17所示。

如果失谐回路的谐振频率F0>Fc，即输入调频信号工作于回路谐振曲线的上升部分时，对应调频信号频率高的部分，即周期短，曲线密的部分，由于接近F0，失谐量小（如图中A点），输出振幅就大。

反之，对应调频信号频率低的部分，由于原理F0，是区谐量大（如图中B 点），输出幅度就小。

因此可得调频调幅波如图10.17所示。

的如果谐振回路的斜变部分是线性的，则调频调幅波包络的变化规律与调频波瞬时频率的变化规律是一致的，即反映了调频波频率的变化规律。

从而经振幅检波后，就能得到原调制信号UΩ(T)。

对于Fo<Fc，其分析方法与Fo>Fc情况一致，这里不再叙述。

实验六和七（调频及解调）实验六变容⼆极管调频器⼀、实验⽬的1．通过实验进⼀步掌握调频原理。

2．了解变容⼆极管调频器电路原理及电路中元器件的作⽤。

3．了解调频器调制特性及测量⽅法。

4．观察寄⽣调幅现象，了解其产⽣原因及消除⽅法.5．进⼀步掌握利⽤调制度测量仪测量频偏的技术。

⼆、预习内容1．复习频率调制的原理2．复习变容⼆极管的⾮线性特性，及变容⼆极管调频振荡器调制特性。

3．复习⾓度调制的原理和变容⼆极管调频电路有关资料。

4．复习调制度测量仪测量频偏的技术。

三、实验原理频率调制和相位调制是被⼴泛采⽤的两种基本调制⽅式。

其中，频率调制（Frequency Modulation）简称调频，它是使载波信号的频率按调制信号规律变化的⼀种调制⽅式；相位调制（Phase Modulation）简称调相，它是使载波信号的相位按调制信号的规律变化的⼀种调制⽅式。

两种调制⽅式都表现为载波信号的瞬时相位受到调变，故统称为⾓度调制（Angle Modulation），简称调⾓。

调⾓波包含调频波和调相波，它们都是等幅的⾼频振荡，要传送的信息分别反映在⾼频振荡的频率和相位变化上。

要从调⾓波中解调出原调制信号，必须采⽤频率检波器和相位检波器。

从调频中检出随⾓频率变化的调制信号的过程称为频率检波，简称鉴频。

从调相波中检出随相位变化的调制信号的过程称为相位检波，简称鉴相。

1．频率调制的基本原理：设⾼频载波为u c =U cm cosωc t,调制信号为U Ω(t),则调频信号的瞬时⾓频率瞬时相位Ω+==tf c t dtt u k t dt t t 0)()()(ωωφ)()(t u k t f c Ω+=ωω调频信号其中k f 为⽐例系数。

上式表明,调频信号的振幅恒定,瞬时⾓频率是在固定的载频上叠加⼀个与调制信号电压成正⽐的⾓频率偏移(简称⾓频偏)Δω(t)=k f u Ω(t),瞬时相位是在随时间变化的载波相位φc (t)=ωc t 上叠加了⼀个与调制电压积分成正⽐的相位偏移(简称相偏)Δφ(t)=k f ∫t 0u Ω(t)dt。

实验12斜率鉴频与相位鉴频器实验12 斜率鉴频与相位鉴频器—、实验准备1．做本实验时应具备的知识点：FM波的解调斜率鉴频与相位鉴频器2．做本实验时所⽤到的仪器：变容⼆极管调频模块斜率鉴频与相位鉴频器模块双踪⽰波器万⽤表⼆、实验⽬的1．了解调频波产⽣和解调的全过程以及整机调试⽅法，建⽴起调频系统的初步概念；2．了解斜率鉴频与相位鉴频器的⼯作原理；3．熟悉初、次级回路电容、耦合电容对于电容耦合回路相位鉴频器⼯作的影响。

三、实验内容1．调频-鉴频过程观察：⽤⽰波器观测调频器输⼊、输出波形，鉴频器输⼊、输出波形；2．观察初级回路电容、次级回路电容、耦合电容变化对FM波解调的影响。

四、基本原理从FM信号中恢复出原基带调制信号的技术称为FM波的解调，也称为频率检波技术，简称鉴频。

鉴频器的解调输出电压幅度应与输⼊FM波的瞬时频率成正⽐，因此鉴频器实际上是⼀个频率—电压幅度转换电路。

实现鉴频的⽅法有很多种，本实验介绍斜率鉴频和电容耦合回路相位鉴频。

1．斜率鉴频电路斜率鉴频技术是先将FM波通过线性频率振幅转换⽹络，使输出FM波的振幅按照瞬时频率的规律变化，⽽后通过包络检波器检出反映振幅变化的解调信号。

实践中频率振幅转换⽹络常常采⽤LC并联谐振回路，为了获得线性的频率幅度转换特性，总是使输⼊FM波的载频处在LC并联回路幅频特性曲线斜坡的近似直线段中点，即处于回路失谐曲线中点。

这样，单失谐回路就可以将输⼊的等幅FM波转变为幅度反映瞬时频率变化的FM波，⽽后通过⼆极管包络检波器进⾏包络检波，解调出原调制信号以完成鉴频功能。

图12-1为斜率鉴频与相位鉴频实验电路，图中13K02开关打向“3”时为斜率鉴频。

13Q01⽤来对FM波进⾏放⼤，13C2、13L02为频率振幅转换⽹络，其中⼼频率为9MHZ左右。

13D03为包络检波⼆极管。

13TP01、13TP02为输⼊、输出测量点。

2．相位鉴频器本实验采⽤平衡叠加型电容耦合回路相位鉴频器，实验电路如图12-1所⽰，开关13K02拨向“1”时为相位鉴频。