限幅鉴频实现方法概述.ppt
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1、5.3.1 限幅鉴频实现方法概述,5.3 调频波解调电路,5.3.2 斜率鉴频电路,5.3.3 相位鉴频电路,5.3 调频波解调电路,1概念,频率检波(鉴频):调频波的解调,相位检波(鉴相):调相波的解调,2作用,从已调波中检出反映在频率或相位变化上的调制信号。,鉴频鉴相采用的方法不尽相同,本章重点讨论调频波的解调鉴频。,3特点,限幅与鉴频一般联用统称限幅鉴频器。,5.3.1 限幅鉴频实现方法概述,一、鉴频电路性能要求,1功能,将输入调频信号的瞬时频率变换为相应解调输出电压。,2鉴频特性,描述 vO 随瞬时频偏 (f - fc) 的变化特性,如图 所示。,图 5-3-1 鉴频特性,3鉴频跨导,
2、鉴频特性原点处的斜率,单位 V/Hz。,4对鉴频电路性能要求, 通频带大于调制信号的最高频率 max 。在传输视频信号时,还必须满足相位失真和瞬变失真的要求。, 大的鉴频跨导 SD, 满足线性和非线性失真的要求。,二、鉴频的实现方法, 利用反馈环路(例如锁相环)实现鉴频(第 5 章), 利用波形变换 将输入的调频信号进行特定的波形变换,使变换后的波形含有反映瞬时频率变化的平均分量。再通过检波、低通滤波器输出所需的解调电压。,(1)斜率鉴频器, 将输入调频波通过具有合适频率特性的线性网络,使输出调频波的振幅按照瞬时频率的规律变化 。, 通过包络检波器输出反映振幅变化的解调电压。,图 5-3-2
3、斜率鉴频器的实现模型,(2)相位鉴频器, 将输入调频波通过具有合适频率特性的线性网络,使输出调频波的附加相移按照瞬时频率的规律变化 。, 相位检波器将它与输入调频波的瞬时相位进行比较,检出反映附加相移变化的解调电压。,图 5-3-3 相位鉴频器的实现模型,(3)脉冲计数式鉴频器, 调频波通过非线性变换网络变成调频等宽脉冲序列。, 由低通滤波器输出反映平均分量变化的解调电压。,图 5-3-5 脉冲计数式鉴频器的组成方框及其各部分波型,图 5-3-4 脉冲计数式鉴频器的实现模型,5.3.2 斜率鉴频电路,一、失谐回路斜率鉴频电路,1电路组成, 单失谐回路(谐振回路对输入调频波的载波失谐), 二极管
4、包络检波器,图 5-3-15 单失谐回路斜率鉴频器,2工作原理,3扩大鉴频特性范围,平衡回路斜率鉴频器,(1)电路,图 5-3-16 双失谐回路斜率鉴频器,vO = vAV1 - vAV2, f = f01 - fc = fc- f02。,(2)鉴频特性,设 A1() 、A2():上、下两谐振回路的幅频特性 vO :双失谐回路斜率鉴频器输出解调电压,则,vO = vAV1 - vAV2 = VsmdA1()-A2(),d:上、下两包络检波器的检波电压传输系数,(3)讨论,合成鉴频特性曲线的线性:, 与两失谐回路的幅频特性形状有关;, 主要取决于 f01 和 f02 的位置。配置恰当,补偿两曲线
5、中的弯曲部分,可获线性范围较大的鉴频特性曲线。,图 5-3-16 双失谐回路斜率鉴频器, f 过大时,会在 fc 附近出现弯曲; f 过小时,线性段范围不能扩展。,可证,若 ,鉴频特性的线性范围达到最大。为了实现线性鉴频,应限制 m BW0.7/4 。,二、集成电路中采用的斜率鉴频器,图 5-3-17 集成电路中广泛采用的 斜率鉴频电路,1电路,L1C1C2:线性网络,作用: f V 变换,输出调频调幅电压 v1 (t) ,v2 (t); T1T2:射随器; T3T4:三极管包络检波器,输出解调波; T5T6:差分放大器,放大解调电压。,2原理,图 5-3-18 鉴频特性曲线,特性曲线如图 5
6、-3-18(a)所示。 1, L1C1并联谐振,v1m 最大, v2m 最小。 2, L1C1C2串联谐振, v1m 最小,v2m 最大。 合成鉴频特性曲线如图 所示 。 vO = A (v1m- v2m ) A:增益常数,取决于射随器、检波器、差分放大器。, 可调元件 L1 、C1 、C2 。,5.3.3 相位鉴频电路,作用:鉴相,用来检出两信号间的相位差,并输出与相位差大小相对应的电压。,一、乘积型鉴相器,1组成框图,图 5-3-19 乘积型鉴相器,相乘器(例如双差分对平衡调制器) + 低通滤波器。,图 5-3-25 乘积型相位鉴频电路,T3 T9、D6:双差分对平衡调制器、实现乘积型相位
7、鉴频电路。,2工作原理,设两个输入信号分别为,除 90 固定相移外,它们之间的相位差为 。则双差分对管输出差值电流(见式 4-2-23)为,(1)V2m 260 mV,上式简化为(见式 4-2-27),设双差分对管的直流负载电阻为 RC,低通滤波器的传输增益为 1,则鉴相器的鉴相特性为,式中,Ad 为鉴相灵敏度,单位为 V。,图 5-3-20 乘积型鉴相器的鉴相特性,当| | / 12 时,sin ,vO 与 成正比。故只能不失真地解调| |为小值的调相信号。,(2)当 Vlm 和 V2m 均大于 260 mV,近似表示为两个双向开关函数相乘,即,可画出两个开关波形相乘后的波形。, = 0 时
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