任务4-6 鉴频与鉴相
- 格式:doc
- 大小:370.00 KB
- 文档页数:12
高频电子技术第三版课后填空题答案第一章高频电路中,LC 谐振回路可分为并联回路和串联回路.LC 单谐振回路又可分为电流谐振回路和电压谐振回路.(1)选频网络的通频带指归一化幅频特性由1下降到√2时的两边界频率之间的宽度.理想选频网络的矩形系数K 0.1=1. (2)所谓谐振是指LC 谐振回路的总电抗X(串联回路)或总电纳B(并联回路)为0.(3)设f 0为串联和并联谐振回路的谐振频率,当工作频率f<f 0时,串联谐振回路呈电容性;当工作频率f>f 0时,串联谐振回路呈电感性;当工作频率f=f 0时,串联谐振回路呈电阻性.当工作频率f<f 0时,并联谐振回路呈电感性;当工作频率f>f 0时,并联谐振回路呈电容性;当工作频率f=f 0时,并联谐振回路呈电阻性.(4)串并谐振回路的Q 值越大,回路损耗越小,谐振曲线就越陡峭,通频带就越窄.当考虑LC 谐振回路的信号源内阻和负载后,其回路的损耗增大,品质因数下降.(5)串并谐振回路的矩形系数K 0.1=9.95,所以频率的选择性较差.(6)设R 为LC 并联谐振回路中电感L 的损耗电阻,则该谐振回路谐振电阻为R p =L RC,品质因数为Q=R p LC ,谐振频率为2π√LC .谐振时流过电感或电容的谐振电流是信号源电流的Q 倍 (7)设R 为LC 串联谐振回路中电感L 的损耗电阻,则品质因数为LCR 谐振频率为2π√LC .谐振时电感或电容两端的谐振电压是信号源电压的Q 倍.(8)Q 值相同时,临界耦合时双谐振回路的通频带是单谐振回路的3.1倍,矩形系数K 0.1=3.16,选择性比单谐振回路好. (9)高频小信号放大器采用谐振回路作负载,因此,该放大器不仅有放大作用,而且也具有滤波或选频的作用.而且由于输入信号较弱,因此放大器中的晶体管可视为线性元件.高频电子电路中常采用Y 参数等效电路进行分析.衡量高频小信号放大器选择性两个重要参数分别是i b ,i c .(10)不考虑晶体管y ie 的作用,高频小信号调谐放大器的输入导纳Y i =y ie ,输出导纳Y o =y oe . (11)单级单调谐放大器的通频带B=√101/n −1f 0/Q L ,矩形系数K 0.1=9.95.(12)随着级数的增加,多级单调谐放大器(各级的参数相同)的增益变大,通频带变窄,矩形系数变小,选择性变好.(13)高频小信号谐振放大器不稳定的原因是Y 参数中y re 参数的存在.(14)由于晶体管存在着y re 的内反馈,使晶体管成为一个”双向元件”,从而导致电路的不稳定.为了消除y re 的反馈作用,常采用单向化的办法变”双向元件”为”单向元件”.单向化的方法主要有中和法和失配法. (15)晶体管单向化方法中的失配法是以牺牲增益来换取电路的稳定的,常用的失配法是共发-共基.第二章1按照电流导通角θ来分类,θ=180°的高频功率放大器称为甲类功放,θ>90°的高频功率放大器称为甲乙类功放,θ=90°的高频功率放大器称为乙类功放,θ<90°的高频功率放大器称为丙类功放.(1)高频功率放大器一般采用谐振回路作为负载,属丙类功率放大器.其电流导通角θ<90°.兼顾效率和输出功率,高频功放的最佳导通角为θ=70°.高频功率放大器的两个重要的性能指标是效率和输出功率.(2)高频功放通常工作于丙类状态,因此其晶体管是非线性器件,常用静态特性曲线方法进行分析.对高频功放通常用图解法进行分析,常用的曲线除晶体管输入特性曲线外,还有输出特性曲线和转移特性曲线.(3)若高频谐振功率放大器的输入电压为余弦波,则其集电极电流是尖顶余弦脉冲,基极电流是尖顶余弦脉冲,发射极电流是尖顶余弦脉冲,放大器输出电压为余弦波形式的信号.(4)为使输出电流最大,二倍频的最佳导通角θ=60°,三倍频的最佳导通角θ=40°.(5)D 类功放中的晶体管工作在开关状态,其效率高于C 类功放的效率.理想情况下D 类功放的效率η=100%.D 类功放有电压开关型和电流开关型两种基本电路.(6)高频功放的动态特性曲线是斜率为g d 的一条直线.(7)对高频功放而言,如果动态特性曲线和u BEmax 对应的静态特性曲线的交点位于放大区就称为欠压工作状态;交点位于饱和区就称为过压工作状态;动态特性曲线, u BEmax 对应的静态特性曲线和临界饱和线三线交于一点就称为临界工作状态.(8)高频功放的基极电源电压-U BB (其他参数不变)由大到小变化时,功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化.高频功放的集电极电源电压E c (其他参数不变)由小变大变化时,功放的工作状态由过压状态到临界状态到欠压状态变化.高频功放的输入信号幅度U bm (其他参数不变)由小到大变化时, 功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化.高频功放的负载R p (其他参数不变)由小到大变化时, 功放的工作状态由欠压状态到临界状态到过压状态变化.(9)C类功放在欠压工作状态相当于一个恒流源;而在过压工作状态相当于一个恒压源.集电极调幅电路中的高频功放应工作在过压工作状态;而基极调幅电路中的高频功放应工作在欠压工作状态.发射机末级通常是高频功放,此功放工作在临界工作状态.(10)高频功率放大器在临界工作状态时输出功率最大,在过压工作状态时效率最高.(11)当高频功率放大器用作振幅限幅器时,放大器应工作在过压工作状态;用作线性功率放大器时应应工作在欠压工作状态.当高频功率放大器放大振幅调制信号时,放大器应工作在过压工作状态,放大等振幅信号时应工作在欠压工作状态.(12)假设高频功放开始工作于临界状态,且负载回路处于谐振状态,当回路失谐时,功放会进入弱过压工作状态.高频功率放大器通常采用I co指示负载回路的调谐.(13)高频功放中需考虑的直流馈电电路有集电极馈电电路和基极馈电电路两种.集电极馈电电路的馈电方式有串联和并联两种.基极馈电电路的馈电方式有串联和并联两种.对于基极馈电电路而言, 采用并联电路来产生基极偏置电压.第三章、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、(1)振荡器是一个能自动地将直流能量转换成一定波形交流能量的转换电路,所以说振荡器是一个能量转换器.(2)按照形成振荡原理来看,振荡器可分为反馈式振荡器和负阻式振荡器;按照所产生的波形来看,振荡器可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器;按照选频网络所采用的器件来看,振荡器可分为LC振荡器,晶体振荡器,RC振荡器和压控振荡器;按照反馈网络的构成器件来看,正弦波振荡器可分为互感耦合LC正弦波振荡器,电容三点式正弦波振荡器,电感三点式正弦波振荡器.(3)一个正反馈振荡器必须满足三个条件,即起振条件,平衡条件,稳定条件.(4)正弦波振荡器的振幅起振条件是|T(ω0)|>1,相位起振条件是φT(ω0)=2πn.正弦波振荡器的振幅平衡条件是|T(ω0)|=1, 相位平衡条件是φT(ω0)=2πn.正弦波振荡器的振幅平衡状态的稳定条件是(∂T(ω0)/∂ u i)| u i<0,相位平衡状态的稳定条件是∂φT/∂ω<0.(5)振荡器在起振初期工作在小信号甲类线性状态,因此晶体管可以用Y参数等效电路进行简化,达到等幅振荡时,放大器进入丙类工作状态.(6)LC三点式振荡器电路组成原则是与发射极相连接的两个电抗元件必须性质相同,而不与发射极相连接的电抗元件与前者必须为相反元件.(7)电容反馈三点式振荡器的输出波形比较好,电感反馈三点式的输出波形比较差.但是两种三点式振荡器的共同缺点是频率稳定度不高.(8)石英晶体具有一种特殊的物理性能,即压电效应和反压电效应.当f q<f<f p时,石英晶体阻抗呈电感性;f=f q时,石英晶体阻抗为电阻性;f>f p时,石英晶体阻抗呈电容性.(9)晶体谐振器与一般LC谐振回路相比,它具有如下特点,石英晶振品质因数非常高,所以其频率稳定度高;晶体的接入系数非常小.(10)并联型晶体振荡器中,晶体等效为电感元件,其振荡频率满足f q<f<f p;串联型晶体振荡器中,晶体等效为短路元件,其振荡频率为f q(11)并联型晶体振荡器中,晶体若接在晶体管c,b极或b,e之间,这样组成的电路分别称为皮尔斯振荡器和密勒振荡器.(12)密勒振荡电路通常不采用双极型晶体管,而是采用输入阻抗高的场效应管.密勒振荡电路比皮尔斯振荡电路稳定度低.第四章频率变换电路可分为线性变换电路和非线性变换电路.(1)在高频电路中常用的非线性元器件有PN结二极管,晶体三极管,变容二极管等.(2)非线性器件的基本特征是:伏安特性曲线不是直线;会产生新的频率分量;不满足叠加原理(3)高频电路中常用的非线性电路分析方法有:图解法,幂级数分析法,线性时变电路分析法,开关函数分析法等(4)当非线性器件正向偏置,又有两个幅值相差较大的信号作用时,可采用幂级数分析法进行分析;当非线性器件正向偏置,且激励信号较小时,可采用线性时变电路分析法进行分析.当非线性器件反向偏置,且激励信号较大时,可采用开关函数分析法进行分析.(5)大信号u c (t)=U cm cos ωc t,小信号u Ω(t)= U Ωm cos Ωt 同时作用于非线性元器件时,根据幂级数分析法分析可知流过非线性元件的电流所含有的频率成分有p ωc ,qΩ及其组合频率分量q ωc ±pΩ.(6)非线性器件的伏安特性为i=a 1u+a 2u 2,其中信号电压为u= U cm cos ωc t+U Ωm cosΩt+12 U Ωm cos2Ωt 式中, ωc >>Ω,则电流i 中的组合频率分量为ωc ±Ω, ωc ±2Ω.(7)相乘器是实现两个信号的相乘,在频域中完成搬移功能的器件,在高频电子电路中具有十分广泛的用途.(8)Gilbert 相乘器单元电路是一个四象限模拟乘法器,其缺点是线性范围小.具有设计负反馈的Gilbert 相乘器是一个四象限模拟乘法器,它相比于Gilbert 相乘器单元电路改进之处在于线性范围扩大.线性化Gilbert 相乘器是一个四象限模拟乘法器,它相比于具有设计负反馈电阻的Gilbert 相乘器改进之处在于温度稳定性好.二象限变跨导模拟相乘器的电路结构实际上是一个恒流源差分放大电路;它只能实现二象限相乘.(9)模拟乘法器芯片MC1596的那本电路是一个具有射级负反馈的双平衡Gilbert 相乘器电路;BG314的内部电路是一个线性化双平衡Gilbert 相乘器电路.第五章。
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。
班级(学生填写) 姓名: 学号 命题 审题 审批: --------------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 -------------------------------------------------(答题不能超出密封线)2008 ∼2009 学年第一学期 《高频电子线路》 考试试题A 卷使用班级(老师填写):电信06-1、2,电子06-1、2一、填空(每空1分,共20分)1.无线通信的传输媒质主要是( 自由空间 ),无线电信号的传播特性主要根据其所处的( 频段 )来区分。
2.高频小信号谐振放大器的主要作用是放大和( 选频 )。
为消除晶体管的反向作用,可用( 中和发 )法、( 失配法 )法来使其单向化,以提高放大器稳定性。
3.LC 回路并联谐振时,回路的阻抗最( 大 ),且为纯( 电阻 )。
4.频谱的线性搬移电路,是在频谱的搬移过程中,输入信号的频谱( 结构 )不发生变化。
而频谱的非线性搬移电路,输入信号的频谱不仅在( 频域 )上搬移,而且频谱( 结构 )也发生了变化。
5.锁相环是一个相位负反馈控制系统,当电路达到平衡状态时,虽然有( 剩余相位 )误差存在,但( 频率 )误差可以降低到零。
6.AFC 电路也是一种反馈控制系统,它与AGC 电路的区别在于控制对象不同,AGC 电路的控制对象是( 电压 )信号,而AFC 电路的控制对象是信号的( 频率 )。
7.噪声系数越大,则内部噪声越( 大 )。
对级联系统而言,其噪声系数主要取决于( 第一级 )。
8. 调制与解调都是( 频谱搬移 ) 过程,所以必须用( 非线性 )器件才能完成。
9. 并联型晶振中,晶体等效为( 电感 );在串联型晶振中,晶体等效为( 选频短路线 )。
二、单项选择题(每小题2分,共20分)1.若载波u C (t)=U C cos ωC t ,调制信号u Ω(t)= U Ωcos Ωt ,则调相波的表达式为( B )A .u PM (t)=U C cos (ωC t +m p sin Ωt )B .u PM (t)=UC cos (ωC t +m p cos Ωt ) C .u PM (t)=U C (1+m p cos Ωt )cos ωC tD .u PM (t)=kU ΩU C cos ωC tcos Ωt 2.某超外差接收机的中频为465kHz ,当接收550kHz 的信号时,还收到1480kHz的干扰信号,此干扰为 ( C ) A .干扰哨声 B .中频干扰 C .镜像干扰 D .交调干扰3.某调频波,其调制信号频率F =1kHz ,载波频率为10.7MHz ,最大频偏Δf m=10kHz ,若调制信号的振幅不变,频率加倍,则此时调频波的频带宽度为 ( B )A .12kHzB .24kHzC .20kHzD .40kHz 4.MC1596集成模拟乘法器不可以用作 ( D )A .混频B .振幅调制C .调幅波的解调D .频率调制 5.某单频调制的普通调幅波的最大振幅为10v ,最小振幅为6v ,则调幅系数班级(学生填写): 姓名: 学号: ------------------------------------------------ 密 ---------------------------- 封--------------------------- 线 ------------------------------------------------ (答题不能超出密封线)m a 为 ( C )A .0.6B .0.4C .0.25D .0.16.以下几种混频器电路中,输出信号频谱最纯净的是( C )A .二极管混频器B .三极管混频器C .模拟乘法器混频器 7.某丙类谐振功率放大器工作在临界状态,若保持其它参数不变,将集电极直流电源电压增大,则放大器的工作状态将变为 ( D )A .过压B .弱过压C .临界D .欠压 8. 鉴频的描述是( B )A .调幅信号的解调B .调频信号的解调C .调相信号的解调 9. 二极管峰值包络检波器适用于哪种调幅波的解调 ( C )A .单边带调幅波B .抑制载波双边带调幅波C .普通调幅波D .残留边带调幅波10.二极管峰值包络检波器,原电路正常工作。
通信电子线路复习题(含答案)一、填空题1.无线电通信中,信号是以电磁波形式发射出去的。
它的调制方式有调幅、调频、调相。
2. 针对不同的调制方式有三种解调方式,分别是检波、鉴频、和鉴相。
3. 在无线电技术中,一个信号的表示方法有三种,分别是数学表达式、波形、频谱。
4. 调频电路有直接调频、间接调频两种方式5. 根据工作特点的不同,检波器有同步检波器和非同步检波器两种。
6.对于FM广播、TV、导航移动通信均属于超短波波段通信。
7. 晶体管选定后,接入系数和回路总电容不变时,单调谐回路放大器的增益和通频带成反比关系。
与单调谐回路相比,双调谐回路谐振放大器的优点是选择性好。
8. 谐振功率放大器通常工作在丙类,此类功率放大器的工作原理是:当输入信号为余弦波时,其集电极电流为脉冲波,由于集电极负载的滤波作用,输出的是与输入信号频率相同的正弦波。
9.检波有同步和非同步检波两种形式。
10.电话话音信号的频率范围为300~3400Hz,音频信号的频率范围为20~20KHz。
11.通信系统的组成为信息源、发送设备、传输信道、接收设备和收信装置。
12.调谐放大器主要由晶体管和调谐电路组成,其衡量指标为放大倍数和选频性能。
13. 角度调制是用音频信号控制载波的频率、相位。
14. 短波的波长较短,地面绕射能力弱,且底面吸收损耗较大,不宜地面传播。
15.实际谐振曲线偏离理想谐振曲线的程度,用矩形系数指标衡量。
16.和振幅调制相比,角度调制的主要优点是抗干扰能力强,因此它们在通信中获得了广泛的应用。
17.小信号调谐放大器的集电极负载为LC谐振回路。
18.小信号调谐放大器双调谐回路的带宽为单调谐回路带宽的1.4倍。
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。
实际电路的非线性失真应该尽量减小。
(2)鉴频线性范围要宽由于输入调频信号的瞬时频率是在载频附近变化,故鉴频特性曲线位于载频附近,其中线性部分称为鉴频线性范围。
要求其鉴频线性范围足够宽。
(3)鉴频灵敏度要高在鉴频线性范围内,单位频偏产生的解调信号电压的大小称为鉴频灵敏度S d。
S d越大,鉴频效率就越高。
二、鉴频电路1.斜率鉴频器斜率鉴频器是利用频幅转换网络将调频信号转换成调频-调幅信号,然后再经过检波电路取出原调制信号,这种方法称为斜率鉴频,因为在线性解调范围内,解调信号电压与调频信号瞬时频率之间的比值和频幅转换网络特性曲线的斜率成正比。
斜率鉴频的电路模型如图4-6-2所示。
图4-6-2 斜率鉴频器模型在斜率鉴频电路中,频幅转换网络通常采用LC 并联回路或LC 互感耦合回路,检波电路通常采用差分检波电路或二极管包络检波电路。
(1)单失谐回路斜率鉴频器单失谐回路斜率鉴频器电路原理如图4-6-3所示。
图中虚线左边采用简单的并联失谐回路,实际上它起着时域微分器的作用;右边是二极管包络检波器,通过它检出调制信号电压。
图4-6-3 单失谐回路鉴频原理电路当输入调频信号为)sin cos(11t m t U u f c sm s Ω+=ω时,通过起着频幅变换作用的时域微分器(并联失谐回路)后,其输出为)sin sin()cos ( )sin cos(10102t m t t U A t m t dt dU A u f c m c sm f c sm s Ω+Ω∆+-=Ω+=ωωωω (4-6-1)式中,微分器频率特性00)(ωωjA j A =,0A 为电路增益。
然后通过二极管包络检波器,得到需要的调制信号。
所谓单失谐回路,是指该并联回路对输入调频波的中心频率是失谐的。
在应用时,为了获得线性鉴频特性,总是使输入调频波1s u 的载波角频率c ω,工作在LC 并联回路幅频特性曲线上接近于直线段线性部分的中点上,见图4-6-4(a)中O 或O '点。
这样,单失谐回路就可将输入的等幅调频波变换成幅度按频率变化的调频波2s u ,然后通过二极管包络检波器,得到需要的调制信号)(t u Ω,如图4-6-4(b)所示。
图4-6-4 单失谐回路斜率鉴频器由于单失谐回路的幅频特性曲线倾斜部分的线性很差,所以这种鉴频器的非线性失真严重,其线性鉴频范围很窄。
为了扩展线性范围,可采用双失谐回路鉴频器。
(2)双失谐回路鉴频器图4-6-5是双失谐回路鉴频器的原理图。
它是由三个调谐回路组成的调频-调幅变换电路和上下对称的两个振幅检波器组成。
初级回路谐振于调频信号的中心频率,其通带较宽。
次级两个回路的谐振频率分别为01ω、02ω,使01ω、02ω与c ω成对称失谐,即c c ωωωω-=-0201。
图4-6-5 双失谐鉴频器原理图图4-6-6是双失谐回路鉴频器的幅频特性,其中实线表示第一个回路的幅频特性,虚线表示第二个回路的幅频特性,这两个幅频特性对于c ω是对称的。
当输入调频信号的频率为c ω时,两个次级回路输出电压幅度相等,经检波后输出电压为002010=-=u u u 。
图4-6-6 双失谐回路鉴频器的特性当输入调频信号的频率由c ω向升高的方向偏离时,L 2C 2回路输出电压大,而L 1C 1回路输出电压小,则经检波后0201u u <,则002010<-=u u u 。
当输入调频波信号的频率由c ω向降低方向偏离时,L 1C 1回路输出电压大,L 2C 2回路输出电压小,经检波后0201u u >,则002010>-=u u u 。
图4-6-7是某微波通信机采用的双失谐回路鉴频器的实际电路,它的谐振频率是35MHz 和40MHz 。
调频信号经两个共基放大器分别加到上、下两个回路上,而两个回路的连接点与检波电容一起接地。
这与前面电路不同。
由于接地点改变,输出电压o u 改从检波器电阻中间取出,它是由检波电流1I 和2I 决定的。
因为检波二极管V 1和V 2的方向是相反的,所以o u 决定于两个检波电流之差。
u图4-6-7 双失谐回路鉴频器的实用电路2.相位鉴频器相位鉴频器有乘积型相位鉴频器和叠加型相位鉴频器两种。
鉴相器有多种实现电路。
大体上可以归纳为数字鉴相器和模拟鉴相器两大类。
数字鉴相器由数字电路构成。
模拟鉴相器广泛用于相位鉴频器中,这类鉴相器又可分为乘积型和叠加型两种鉴相器。
采用乘积型鉴相器构成相位鉴频器的称为乘积型相位鉴频器,采用叠加型鉴相器构成相位鉴频器的称为叠加型相位鉴频器,电路模型如图4-6-8所示。
图4-6-8 相位鉴频器模型它由两部分组成:第一部分先将输入等幅调频波通过线性网络(频率-相位)进行变换,使调频波的瞬时频率变化转换为附加相移的变化,即进行FM-PM 波变换;第二部分利用相位检波器检出所需要的调制信号。
相位鉴频器的关键是找到一个线性的频率-相位变换网络。
下面将从这方面讨论,然后讨论乘积型相位检波器。
(1)频率-相位变换网络频率-相位变换网络有:单谐振回路、耦合回路或其它RLC 电路等。
图4-6-9(a)所示为电路中常采用的频相转换网络。
这个电路是由一个电容C 1和谐振回路LC 2R 组成的分压电路。
(a)(b)图4-6-9 频率-相位变换网络由图可写出输出电压表达式()()()112122111111U L j C j R C j L j C j R U -+++++=ωωωωω 整理上式,并令()2101C C L +=ω()210C C R LR L R Q p +===ωωω 得()ξωωωωωj R C j jQ R C j U U p+=-+≈121100112(4-6-2)式中,()p Q 002ωωωξ-=为广义失谐量。
由上式可求得网络的幅频特性)(ωA 和相频特性)(ωA Φ分别为211)(ξωω+=R C A ,ξπωarctg A-=Φ2)( (4-6-3)由上式可画出网络的幅频特性曲线和相频特性曲线,如图4-6-9(b)所示。
只有在2πξ±<arctg 时,)(ωA Φ可近似为直线,此时有0222)(ωωωπξπω--=-≈ΦpA Q假定输入调频波的中心频率0ωω=c ,将输入调频波的瞬时角频率ωωωωω∆+=Ω∆+=c m c t cos代入上式,得ωωπω∆-≈Φ022)(pA Q (4-6-4)以上分析说明,对于实现频率-相位变换网络,要求移相特性曲线在0ωω=c 时的相移量为2π,并且在0ω附近特性曲线近似为直线。
只有当输入调幅的瞬时频率偏移最大值m ω∆比较小时,变换网络才可不失真地完成频率—相位变换。
ωω∆≈∆Φ02pQ (4-6-5)(2)乘积型相位鉴频器乘积型相位鉴频器实现模型方框图如图4-6-10所示。
不难看出,在频率-相位变换网络后面增加乘积型相位检波电路(相乘器和低通滤波器构成),便可构成乘积型相位鉴频器。
还可看出,只需将鉴相特性公式中的∆Φ用式(4-6-5)代替,即可获得相应的鉴频特性公式,这里不再讨论。
相位检波器图4-6-10 乘积型相位鉴频器实现模型3.脉冲计数式鉴频器脉冲计数式鉴频器的电路模型如图4-6-11所示。
图4-6-11 冲计数式鉴频器调频信号瞬时频率的变化,直接表现为单位时间内调频信号过零值点(简称过零点)的疏密变化,如图4-6-12所示。
调频信号每周期,有两个过零点,由负变为正的过零点称为"正过零点",如01、03、05等,由正变为负的过零点称为“负过零点”,02、04、06等。
如果在调频信号的每一个正过零点处由电路产生一个振幅为m U ,宽度为τ的单极性矩形脉冲,这样就把调频信号转换成了重复频率与调频信号的瞬时频率相同的单向矩形脉冲序列。
这时单位时间内矩形脉冲的数目就反映了调频波的瞬时频率,该脉冲序列振幅的平均值能直接反映单位时间内矩形脉冲的数目。
脉冲个数越多,平均分量越大,脉冲个数越少,平均分量越小。
因此实际应用时,不需要对脉冲直接计数,而只需用一个低通滤波器取出这一反映单位时间内脉冲个数的平均分量,就能实现鉴频。
脉冲序列图4-6-12 调频信号变换成单向矩形脉冲序列设调频信号通过变换电路得到一个矩形脉冲序列,并让这一脉冲序列通过传输系数为L k 的低通滤波器进行滤波,则滤波后的输出电压0u 可写成f k U T k U u u L m L m av ττ===0 (4-6-6)式中,av u 表示一个周期内脉冲振幅的平均值;τ是脉冲宽度;m U 是脉冲振幅;L k 是低通滤波器的传输系数;f 是重复频率,也就是调频信号的瞬时频率;T 是重复周期。