锁相技术第九章　锁相环应用综合.ppt

　　　　　第一节　调制器与解调器一、调幅信号的调制与解调　　1. 调幅信号　　设未调载波为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (9-1)式中，Uc为载波幅度；ωc为载频。调制信号为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (9-2) 　　为分析简化，式中信号幅度已经归一化。经调幅后产生的调幅信号为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(9-3) 　　另一类调幅信号是抑制载波的DSB-SC。用调制信号uF(t)与载波uc(t)相乘　　　　　　　　　uAM(t)=uF(t)·uc(t)就可直接产生这种信号。由此式可见，若信号uF(t)为单一频率Ω，已调信号uAM(t)只包含两个频率成分ωc+Ω和ωc－Ω，并不含有载频ωc的成分。 　　2. 调制器　　用集成锁相环路很容易构成一个性能良好的AM调制器。这时，环中的相乘器不再作鉴相器应用，而是直接用它的相乘功能；压控振荡器也不再作被控振荡器，而是直接产生载波信号。由此构成如图9-1所示框图。 图9-1　AM调制器原理图 图9-2　AM调制器电路图 　　3. 解调器　　常用的AM信号解调器是峰值检波器。这种电路无法抑制信号所伴随的噪声，解调输出信噪比较差。若用同步解调则可抑制噪声，使解调输出信噪比得到改善。 　　同步解调原理简单分析如下：　　设带有载波的AM信号为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(9-4)同步的恢复载波为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (9-5) 这两个信号相乘即可实现同步解调　　　　　 (9-6) 　 　　由于窄带锁相环路具有提取同步载波的功能，因而用集成锁相环路很容易构成AM信号的同步解调器。因为锁相环路提取的输出载波与原信号载波相差90°，所以在电路中需将信号相移90°，另外再用一个相乘器进行同步检波即可，如图9-3所示。 图9-3　AM信号的PLL同步解调 二、模拟调频和调相信号的调制与解调　　1. 调频与调相信号　　仍设幅度为1的单一频率Ω的调制信号为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(9-7)则调频信号的瞬时频率为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(9-8) 　　将(9-8)式积分为相位后可得调频信号表示式 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(9-9)已调信号的幅度Uc为常数，其瞬时频率正比于调制信号。 　　调频信号也可以用频谱来表示。单一频率Ω正弦信号调制的调频信号，其频谱不再像调幅信号那样是三条谱线，而是有无限多的谱线。谱线的频率为ωc± Ω，ωc±2Ω, …，ωc±nΩ，其中n为正整数。第n对谱线的幅度为(设Uc=1) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(9-10) 　　调频信号可分为窄带和宽带两类。所谓窄带调频信号是指峰值频偏Δω远小于调制频率Ω，即mf1。这时，只有n=0和n=1的贝塞尔函数有值，调频信号只有三条谱线，其带宽为  (9-11)所谓宽带调频信号, 是指mf1，有很多谱线。作为一个粗略的近似，可忽略nmf的那些频谱，其带宽可近似为  (9-12) 　　调相信号的特征是其瞬时相位与调制信号成正比，可表示为 (9-13)式中Δj为峰值相偏。若调制信号仍同(9-7)式，则代入(9-13)式得 (9-14)它的频谱也包含有一组间隔为Ω的谱线。频率为ωc±nΩ的频谱幅度为(设Uc=1)