乘积型相位鉴频器的设计
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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。
目录1 Multisim软件简介............................................................................ - 1 -2相位鉴频器................................................................................................. - 3 -2.1电路原理及用途................................................................................. - 3 -2.2 模拟乘法器MC1496 ......................................................................... - 4 -2.3 低通滤波器 ......................................................................................... - 4 -2.4主要技术指标...................................................................................... - 5 -3 乘积型相位鉴频器 ............................................................................. - 8 -3.1 乘积型相位鉴频器的原理图 .................................................. - 8 -3.2电路工作状态或元件参数的确定.............................................. - 9 -3.3设计电路的性能评测......................................................................- 11 -3.4仿真结果...............................................................................................- 14 -4 元件清单 ....................................................................................................- 16 -5 总结与心得体会 ..................................................................................- 17 -6 参考文献 ....................................................................................................- 18 -本科生课程设计成绩评定表 ..........................................................- 19 -1 Multisim软件简介随着计算机技术飞速发展,电路可以通过计算机辅助分析和仿真技术来完成设计。
乘积型相位鉴频器的设计、仿真与研究一、电路基本原理1.电路原理与用途乘积型相位鉴频器是由模拟乘法器MC1496和低通滤波器组成。
其中低通滤波器的工作原理:低通滤波器容许低频信号通过, 但减弱(或减少)频率高于截止频率的信号的通过。
对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。
当使用在音频应用时,它有时被称为高频剪切滤波器, 或高音消除滤波器。
低通滤波器概念有许多不同的形式,其中包括电子线路(如音频设备中使用的h iss 滤波器、平滑数据的数字算法、音障(acoustic barriers)、图像模糊处理等等。
低通滤波器在信号处理中的作用等同于其它领域如金融领域中移动平均数(moving average)所起的作用;这两个工具都通过剔除短期波动、保留长期发展趋势提供了信号的平滑形式。
模拟乘法器MC1496:(a) MC1496部结构(b )MC1496引脚图MC1496 是双平衡四象限模拟乘法器。
其部电路图和引脚图如图所示。
引脚8与10 接输入电压x U ,1 与4 接另一输入电压yU ,输出电压U ο从引脚6 与12输出。
引脚2 与3 外接电阻RE ,引脚4与8所对应的三极管构成对差分放大器产生串联电流负反馈,以扩展输入电压yU 的线性动态围。
引脚1与4为负电源端或接地端,引脚5外接电阻。
用来调节偏置电流与镜像电流的值。
2.主要技术指标乘积型鉴相器组成方框图如图2-1所示。
图中,两个输入信号分别为: 调相波 11cos()m c u U t ωϕ=+ 本地参考信号 22sin m c u U t ω=12()()22T T u u i I th th U U ο= (1-1)图1-1乘积型鉴相器组成方框图(1)1u 和2u 均为小信号当|1m U |≤26mV 、|2m U |≤26mV 时,由式(1-1)可得输出电流为()ϕωϕωϕω∆++∆=∆+==t U KU U KU t t U U U I U ulu I i c c 2sin 21sin 21cos )sin(4422121212020式中K 为乘法器的相乘增益因子。
实验九频率解调(相位鉴频器)电路实验一、实验目的:1. 掌握乘积型相位鉴频器电路的基本工作原理和电路结构;;2. 熟悉相位鉴频器的和其特性曲线的测量方法;3. 观察移相网络参数变化对鉴频特性的影响;4. 通过将变容二极管调频器与相位鉴频器进行联机实验,了解调频和解调的全过程。
二、预习要求:1. 复习相位鉴频的基本工作原理和电路组成;2. 认真阅读实验内容,了解实验电路中各元件的作用三、实验电路说明:本实验电路如图9-1所示。
图9-1四、实验仪器:1. 双踪示波器2. 万用表3. 实验箱及频率调制、解调模块五、实验内容及步骤:1.用逐点描绘法测绘乘积型相位鉴频器的静态鉴频特性:1)用高频信号源从P1端输入一幅度适中、6.5MHz的的正弦信号;2)将开关K1拨至R5档;3)用万用表测鉴频器的输出电压:在5—8MHz的范围内(以6.5MHz为基准),以每格0.02 MHz的间隔测量相应的输出电压,记录下来并绘制出静态鉴频特性曲线(注意:当6.5MHz 相位鉴频时,应使输出电压为零;如果不为零,可以调可变电容C5,归零后再进行实验);4)将开关K1拨至R6档,重复第2)步的工作,并与之比较;2.观察调频信号解调的电压波形:1)将调频电路中心频率调为6.5MHz;2)将鉴频电路的中心频率也调谐为6.5MHz;3)将调频输出信号(调频电路中的TP1端)送入相位鉴频器的输入端P1,将F=2KHz 的调制信号加至调频电路的输入端进行调频;4)用双踪示波器同时观测调制信号和解调信号,比较二者的异同。
将调制信号的幅度改变,观察波形变化,分析原因。
六、实验报告要求:1、整理各项实验所得的数据和波形,绘制出曲线;2、分析回路参数对鉴频特性的影响;3、分析讨论各项实验结果。
正交鉴相鉴频器实验报告一. 设计方案:1. 实验原理:先将调频波经过一个移相网络变换成调相调频波,然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。
利用模拟乘法器的相乘原理可以实现乘积型相位检波: 输入信号()cos(sin )s sm c f v t V t m t ω=+Ω移相后的信号为:'''()cos{sin [()]}2sin[sin ()]s sm c f sm c f v t V t m t V t m t πωϕωωϕω=+Ω++=+Ω+得到的输出信号''1()KV sin[2(sin )()]21 V sin ()2o sm sm c F sm sm v t V t m t K V ωϕωϕω=+Ω++其中第一项为高频分量,可以用滤波器滤掉,第二项是所需的频率分量。
只要线性移相网络的相频特性()ϕω在调频波的频率变化范围内是线性的,当()0.4rad ϕω≤时,sin ()()ϕωϕω≈。
因此,鉴频器的输出电压()o v t 的变化规律与调频波瞬时频率的变化规律相同,从而实现了相位鉴频。
2. 各部分电路具体实现:鉴相鉴频器主要由三部分组成:移相网络,模拟相乘器和低频放大器。
具体电路实现如下: (1) 移相网络:v D (t)用LC 谐振回路实现移相网络,使输入信号移相90°。
谐振回路的谐振频率为中频频率2.455MHz 。
(2) 模拟相乘器用MC1496构成相乘器,使输入的两路正交信号相乘。
1,4管脚和8,10管脚间分别接有电位器R2和R5用来调节输入直流平衡。
电源处C7,C8和L2构成 型滤波网络,R12和C9起级间去耦作用。
(3) 低频放大器:用LM741运放来放大输入调制信号,同时运放还能起到低通滤波以及隔离的作用。
通过调节相应的电阻值可以改变放大的倍数。
在运放的两个输入端2脚和3脚加上两个隔直电容,可以滤去直流分量,以保证运放的工作点正确。
中南大学《通信电子线路》实验报告学院信息科学与工程学院题目调制与解调实验学号专业班级姓名指导教师实验一振幅调制器一、实验目的:1.掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑止载波双边带调幅的方法。
2.研究已调波与调制信号及载波信号的关系。
3.掌握调幅系数测量与计算的方法。
4.通过实验对比全载波调幅和抑止载波双边带调幅的波形。
二、实验内容:1.调测模拟乘法器MC1496正常工作时的静态值。
2.实现全载波调幅,改变调幅度,观察波形变化并计算调幅度。
3.实现抑止载波的双边带调幅波。
三、基本原理幅度调制就是载波的振幅(包络)受调制信号的控制作周期性的变化。
变化的周期与调制信号周期相同。
即振幅变化与调制信号的振幅成正比。
通常称高频信号为载波信号。
本实验中载波是由晶体振荡产生的10MHZ高频信号。
1KHZ的低频信号为调制信号。
振幅调制器即为产生调幅信号的装置。
在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用,图2-1为1496芯片内部电路图,它是一个四象限模拟乘法器的基本电路,电路采用了两组差动对由V1-V4组成,以反极性方式相连接,而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路,即V5与V6,因此恒流源的控制电压可正可负,以此实现了四象限工作。
D、V7、V8为差动放大器V5与V6的恒流源。
进行调幅时,载波信号加在V1-V4的输入端,即引脚的⑧、⑩之间;调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端,即引脚的①、④之间,②、③脚外接1KΩ电位器,以扩大调制信号动态范围,已调制信号取自双差动放大器的两集电极(即引出脚⑹、⑿之间)输出。
图2-1 MC1496内部电路图用1496集成电路构成的调幅器电路图如图2-2所示,图中VR8用来调节引出脚①、④之间的平衡,VR7用来调节⑤脚的偏置。
器件采用双电源供电方式(+12V,-9V),电阻R29、R30、R31、R32、R52为器件提供静态偏置电压,保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。
乘积型同步检波器原理咱今儿就来唠唠这个“乘积型同步检波器原理”,听着名字就挺拗口的,是不是?不过别急,咱们慢慢聊,保准你听完后跟吃了一碗热乎乎的饺子似的,浑身都暖和了。
你想想,咱们日常生活中,电视机、收音机这些玩意儿,哪个不是靠着这个原理来工作的?就拿收音机来说吧,它得把信号从一大堆杂音中捞出来,这就好比你在一大群人里头找自己老婆,难度可不小。
“乘积型同步检波器”听起来像个啥?其实呢,它就像个聪明的小伙计,专门负责把信号从杂音里给捞出来。
怎么捞呢?它用的是一种“乘法”的本事。
就像你小时候背乘法口诀表一样,乘法可以把两件事物结合起来,变成一个新的东西。
这时候你可能会问了,“乘法”这事儿跟检波有啥关系?别急,咱们打个比方。
你去菜市场买菜,卖菜的阿姨给你称斤两,这斤两就是信号,而杂音就像是那些杂七杂八的菜叶子和泥土。
检波器就好比你手里的筛子,把那些泥土和菜叶子筛出去,只留下你想要的菜。
不过,这个筛子可不是普通的筛子,它得和信号同步跳舞。
你可以想象成两个人在跳双人舞,一个是信号,一个是检波器。
如果他们步调一致,那信号就好捞了;如果步调不一,那就像你踩着别人的脚,啥也捞不着。
小时候,咱们玩过那种“手拉手”的游戏吗?两个小朋友手拉手,一起跳舞。
乘积型同步检波器就有点像这样,它和信号手拉手,跳着同样的舞步,这样信号就不会跑了。
“小王,你说这玩意儿怎么实现同步的?”我问我哥们儿小王。
“简单啊,”小王笑着说,“就像你和你的老婆,两人心有灵犀,一起看电视都知道什么时候插播广告。
”确实,乘积型同步检波器就是这么个原理。
它会生成一个参考信号,和接收到的信号同步跳舞。
这个参考信号就像是你老婆的笑声,你一听到就知道是她了。
检波器就通过这个参考信号,把杂音和信号分开。
“那如果信号和参考信号不一致呢?”我又问。
“那就得调整了,就像你和老婆吵架了,得哄她开心一样。
”小王打了个比方,“检波器会自动调整参考信号的频率,直到它和信号同步为止。
武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书目录1鉴频器简介 (1)2电路结构与原理 (2)2.1频率-相位线性转换电路 (3)2.2模拟乘法器MC1496 (4)2.3低通滤波器 (6)2.4主要技术指标 (6)3设计原理及仿真 (9)3.1电路设计原理 (9)3.2电路及各部分仿真 (10)3.3电路总设计图 (11)4实物的调试 (12)4.1焊接实物图 (12)4.2调试结果波形 (13)5multisim简介 (15)6心得体会 (18)7参考文献 (19)本科生课程设计成绩鉴定表 (20)摘要鉴频就是调频波的解调过程,利用乘积型鉴相器实现鉴频的方法称为乘积型相位鉴频器。
调频波经过1496移相网络,得到两个相位不同的信号,再在MC1496的作用下,经过低通滤波器,得到输出波形。
本文通过对乘积型相位鉴频器各组成部分的介绍得到总的设计图及其仿真结果。
并对所焊接时候的调试结果进行了论述。
Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于初级的模拟/数字电路板的设计工作,包含电路原理图图形及电路硬件描述语言的输入方式,具有丰富的仿真分析能力。
本课程设计利用Multisim11完成。
关键字:乘积型相位鉴频器 MC1496 Multisim;AbstractDiscriminator is frequency modulation wave demodulation process, using the product type phase discriminator to realize frequency discrimination method called product type phase discriminator. To FM wave after 1496 phase shift network, two different signal phase, under the action of MC1496 again, after a low pass filter, output waveform is obtained. This article through to the product type phase discriminator of each component is introduced the total design and its simulation results are obtained. And the welding time debugging results are discussed.Multisim is the U.S. national instrument (NI) co., LTD launched to Windows based simulation tools, applicable to primary analog/digital circuit board design work that contains a circuit principle diagram graphic and circuit hardware description language input methods, has rich simulation analysis ability. This course is designed using Multisim11 completed.Key:words: product type phase discriminator MC1496 Multisim;1鉴频器简介鉴频是调频的逆过程,广泛采用的鉴频电路是相位鉴频器。
目录1 Multisim软件简介......................................... - 1 - 2相位鉴频器..................................................... - 3 -2.1电路原理及用途............................................ - 3 -2.2 模拟乘法器MC1496 ....................................... - 4 -2.3 低通滤波器................................................. - 4 -2.4主要技术指标 .............................................. - 5 -3 乘积型相位鉴频器.......................................... - 8 -3.1 乘积型相位鉴频器的原理图 .......................... - 8 -3.2电路工作状态或元件参数的确定........................ - 9 -3.3设计电路的性能评测..................................... - 11 -3.4仿真结果................................................... - 14 -4 元件清单 ...................................................... - 16 -5 总结与心得体会............................................ - 17 -6 参考文献 ...................................................... - 18 - 本科生课程设计成绩评定表 .............................. - 19 -1 Multisim软件简介随着计算机技术飞速发展,电路可以通过计算机辅助分析和仿真技术来完成设计。
一、电路基本原理1.电路原理及用途乘积型相位鉴频器是由模拟乘法器MC1496和低通滤波器组成。
其中低通滤波器的工作原理:低通滤波器容许低频信号通过, 但减弱(或减少)频率高于截止频率的信号的通过。
对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。
当使用在音频应用时,它有时被称为高频剪切滤波器, 或高音消除滤波器。
低通滤波器概念有许多不同的形式,其中包括电子线路(如音频设备中使用的h iss 滤波器、平滑数据的数字算法、音障(acoustic barriers)、图像模糊处理等等。
低通滤波器在信号处理中的作用等同于其它领域如金融领域中移动平均数(moving average)所起的作用;这两个工具都通过剔除短期波动、保留长期发展趋势提供了信号的平滑形式。
模拟乘法器MC1496:(a) MC1496内部结构(b)MC1496引脚图MC1496 是双平衡四象限模拟乘法器。
其内部电路图和引脚图如图所示。
引脚8与10 接输入电压x U,1 与4 接另一输入电压y U,输出电压U 从引脚6 与12输出。
引脚2 与3 外接电阻RE,引脚4与8所对应的三极管构成对差分放大器产生串联电流负反馈,以扩展输入电压yU 的线性动态范围。
引脚1与4为负电源端或接地端,引脚5外接电阻。
用来调节偏置电流及镜像电流的值。
2.主要技术指标乘积型鉴相器组成方框图如图2-1所示。
图中,两个输入信号分别为: 调相波 11cos()m c u U t ωϕ=+ 本地参考信号 22sin m c u U t ω=12()()22T T u ui I th th U U ο= (1-1)图1-1 乘积型鉴相器组成方框图(1)1u 和2u 均为小信号当|1m U |≤26mV 、|2m U |≤26mV 时,由式(1-1)可得输出电流为()ϕωϕωϕω∆++∆=∆+==t U KU U KU t t U U U I U ulu I i c c 2sin 21sin 21cos )sin(4422121212020式中K 为乘法器的相乘增益因子。
通过低通滤波器后,上式中第二项被滤除,于是可得输出电压为u 2低通滤波器u ou 1ϕ∆=sin 21210L m m R U KU u (1-2)图1-2 乘积型鉴相器的鉴相特性曲线鉴相器灵敏度为L m m R U KU S 2121=(1-3)(2) 1u 为小信号,2u 为大信号当|1m U |≤26mV 、|2m U |≥100mV 时,由式(1-1)可得输出电流为()()()[]...2sin sin sin ...3cos 34cos 4221112+∆++∆=∆+⎪⎭⎫⎝⎛+-==ϕωϕπϕωωπωπωt U U I t U t t U I Uu t K I i m Io c m c c I o oϕπ∆=sin 1m TLo O U U R I u (1-4)鉴相器灵敏度为1o LmTI R s U U π=(1-5)(3) 1u 和2u 均为大信号u o0∆ϕ当|1m U |≥100mV,| 2m U |≥100mV 时,由式(1-1)可得输出电流为12()()22T T u u i Kth th U U = (1-6)222888[sin()sin(3)sin(5)]235L T I R u U οοϕϕϕπππ=-+- …鉴相器灵敏度为o LT I R s U π=(1-7)图1-3 电流波形图3.乘法器实现同步检波的原理同步检波分为乘积型和叠加型两种方式,它们都需要接收端恢复载波的支持,K 2(ω t )0i0-I o+I o∆ϕ=0(a )K 2(ω t )0i0∆ϕ≠0(b )K 2(ω t )π2π2K 2(ω t - +∆ϕ)ω tω t ω t ω tω tω t-本实验采用乘积型同步检波。
乘积型同步检波是直接把本地恢复载波与调幅信号相乘,用低通滤波器滤除无用的高频分量,提取有用的低频信号,它要求恢复载波与发射端的载波同频同相,否则将使恢复出来的调制信号产生失真。
实验中,用MC1496/1596构成的振幅调制电路产生调幅信号,然后采用实验电路实现信号的解调。
本实验电路的输出电流中,除了解调所需要的低频分量外,其余所有分量都属于高频范围,很容易滤除,因此不需要载波调零电路,而且可采用单电源供电。
本电路可解调DSB 或SSB 信号,亦可解调AM 信号。
MC1496/1596的10脚输入载波信号,可用大信号输入,一般为100-500mV ;1脚输入已调信号,信号电平应使放大器保持在线性工作区内,一般在100mV 以下。
二、设计方案1.电路原理图用MCl496构成的乘积型相位鉴频器电路。
(1)MC1496内部结构Q12N2222Q22N2222Q42N2222Q62N2222Q72N2222Q32N2222Q52N2222Q82N2222R2500R3500R1500D11N40011263281041514(2)乘积型相位鉴频器电路原理图C00.1ufC15pC233pC22L 1.2uhR2180R1220C40.1ufC30.1UFR31kR41KR51KRP 50KR61KC50.1UF C60.1UFR71KR85KR91KRE100R113.3KR123.3KC8330PFC7334PF SIG+1SIG-423CAR+8CAR-1014OUT+6OUT-12BIAS5VEEGADJGADJ IC21MC1496R106.8K VCCR1420KC9334PFC10330PFR15200KR1320KR16200KR173K48231IC22ALM358C110.047UFUo+12VUs-8V-12V+12V2.元件参数图2-2中调频信号通过电缆由输入端IN 输入,经D1和D2组成的双限幅器整形,除去寄生调幅,其中一路信号由1496的输入端8、10输入,另一路信号经C9、C10、L1、R15、组成的LC 串并联移相网络,变为调相调频波,由1496的输入端1、4端输入。
LC 串并联移相网络的工作原理另一路经LC 串并联移相网络输出的信号,产生的的相移为:()()222'()arctan[(1)]arctan[]22o o o oQ Q ωωωωπωπϕωωω-+=--=- (2-1)当1oωω∆<< 时,上式可近似表示为()()ωϕπωωπωϕ-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-='22arctan 20Q (2-2)或2()arctan ()of Q f ϕω⎡⎤∆=⎢⎥⎣⎦ (2-3)式中o f 为回路的谐振频率,与调频波的中心频率相等,Q 为回路品质因数,△f 为瞬时频率偏移。
鉴频器的相移φ与频偏△f 的特性曲线如图2-3所示。
由图可见:在f=f0即△f=0时相位等于2π,在f ∆范围内,相位随频偏呈线性变化,从而实现线性移相。
图2-3相移与频偏MCl496的作用是将调频波与调频~调相波相乘,其输出经R11、C3,C4组成的RC 低通滤波网络输出。
乘法器鉴相的基本原理设在乘法器的一个输入端输入调频波us(t)设其表达式为:()cos[sin ]s sm c f u t U t m t ω=+Ω (2-4)式中,fm 为调频系数,Ω∆=/ωf m 或/f m f F=∆,其中ω∆为调制信号产生的频偏。
乘法器的输出中,高频分量可以被滤波器滤掉。
经低通滤波器得到所需要的频率分量为:()sin ()o m u t U ϕω= (2-5)只要线性移相网络的相频特性)(ωϕ在调频波的频率变化范围内是线性的,当rad4.0)(≤ωϕ 时,)()(sin ωϕωϕ≈,所以输出信号电压为:()()002f fQU U t u m m ∆==ωϕ (2-6)2/ππo)(f ∆ϕof f Q /2∆图14-3 移相网络的相频特性因此鉴频器的输出电压()o u t 的变化规律与调频波瞬时频率的变化规律相同,从而实现了相位鉴频。
所以相位鉴频器的线性鉴频范围受到移相网络相频特性线性范围的限制。
乘积型相位鉴频器鉴频特性鉴频器的输出电压u0与调频波瞬时频率f 的关系称为鉴频特性,特性曲线(或称S 曲线)如图2-4所示。
图2-4 鉴频器的鉴频特性曲线(或称S 曲线)鉴频器的主要性能指标是鉴频灵敏度Sd 和线性鉴频范围2Δfmax 。
Sd 定义为鉴频器输入调频波单位频率变化所引起的输出电压的变化量,通常用鉴频特性曲线uO-f 在中心频率o f 处的斜率来表示,即/d o S V f =∆∆, 2Δfmax 定义为鉴频器不失真解调调频波时所允许的最大频率变化范围,2Δfmax 可在鉴频特性曲线上求出。
三、电路调试与仿真分析1.设计电路的性能测评为了分析的简化,先假设相位鉴频器的初级回路的品质因数较高,初、次级回路的互感耦合比较弱。
这样在估算初级回路电流时,就不必考虑初级本身的损耗电阻和从次级引人到初级的损耗电阻。
由图3-5可知,初级回路中流过电感1L 的电流1I111U I j L ω=(3-1)3-1互感耦合相位鉴频器的基本电路f of maxf min 2Δf maxf图14-1 相位鉴频特性f o f max f min2Δf max f 图14-1 相位鉴频特性在同名端如图3-5所示的的条件下,初级回路电流1I在次级回路中感应电动势sE为:1s E j M I ω=代入得:次级回路路端电压Uab 可由等效电路求出2222221121222122111()1()S ab E U I j C j C R j L C M U L C M j U R jX j C L R jX ωωωωωω==+-==-++(3-2)式中,2221X L C ωω=- ,是次级回路总电抗,其值随频率不同可能为正,可能为负,还可能为零。
1)当输入信号频率c f f =时, 20X =。
于是()22211121211j ab C C M M U j U j U eL R L R πωω-=-= (3-3) 此式表明,次级回路电压ab U比初级回路电压1U滞后π/2,则电压矢量图如图3-2(a)所示。
图3-2矢量合成图因为鉴频器的输出电压u ο与12D D U U -成正比,由矢量图知12D D U U =,则鉴频器的输出电压为:12()0o d D D u K U U =-= 2)当输入信号频率cf f >时, 20X>,这时次级回路总阻抗为:2222j Z R jX Z eθ=+=式中,2Z 是2Z模,其值为:22222Z R X=+,θ是2Z的相角,其值为:22()0X arctg R θ=>代入得:()221121j ab C M U U eL Z πθω-+= (3-4)此式表明,次级回路电压ab U比初级回路电压1U滞后(2πθ+),对应的矢量图如图3-6 (b)所示。