电子线路非线性部分(第四版)谢嘉奎第5章角度调制与解调电路讲解.ppt

第 5 章　角度调制与解调电路;概　述;本章内容：;第 5 章　角度调制与解调电路;1．角度调制(调角);(1)调幅信号;　　调相信号表达式 v(t) = Vmcos[?ct + kpv?(t) +?0];Vmcos[?ct + kf + ?0];4．调频与调相指数 ;按调制信号对时间的 积分值变化的调相信号;　　(2)调相;按调制信号对时间的导数值变化的调频信号;　　单音调制时，尽管两种已调信号的 ??(t) 和 ?? (t) 均为简谐波，但 ??m 随 V?m 和 ? 的变化规律不同。;频率调制;5.1.2　调角信号的频谱;　　 是 ? 的周期性函数，它的傅里叶级数展开式为;v(t) = Vm cos[(?c+n?)t+?0] ;　　载波和各边频分量振幅随 Mf 而变化。;　　① 频谱不再是调制信号频谱的简单搬移，而是由载波分量和无数对边频分量所组成，每一边频之间相隔 Ω。;　　③ n 次边频分量的振幅与贝塞尔函数值 Jn(Mf) 成比例。?;2??调频信号的平均功率;1．调角信号的频宽 ;图 5-1-5　L 随 M 的变化特性; 当 M 1 时，有 BWCR ? 2F ，其值近似为调制频率的两倍，相当于调幅波的频谱宽度。;3．复杂调制信号频宽;　例 2：利用近似公式计算以下情况的调频波的频带宽度。;5.1.4　小结;第 5 章　角度调制与解调电路;5.2.1　调频电路概述;(2)方法;vO(t) = Vmcos[?ct +kf ];二、调频电路的性能要求;　　2．调频灵敏度;　　3．调频特性的非线性;　　4．中心频率准确度和稳定度;5.2.2　直接调频;　　③ 变容二极管。利用 PN 结反偏呈现的势垒电容而构成，应用最为广泛。;　　(2)性能分析;(5-2-8);(5-2-10);　　所以，变容二极管作为振荡回路总电容，应选用 n = 2 的超突变结变容管。否则，调制器将出现非线性失真，或使中心频率偏离 ?c 值。;将 代入，利用;C．二次谐波分量的最大角频偏;　　(3)讨论 ;2．变容二极管部分接入振荡回路的直接调频电路; (3)讨论;图 5-2-7;二、电路组成;(1)中心频率为 140 MHz 的变容二极管直接调频电路。;(2) 中心频率为 90 MHz 的直接调频电路;(3) 100 MHz 晶体振荡器的变容二极管直接调频电路;5.2.3　张弛振荡电路实现直接调频;　　设起始状态：T1 导通，T2 截止。;　　如果：VD(on)1 = VD(on)2 = VBE(on)，方波电压频率为;　　集成压控射极耦合多谐振荡器 M1658 如图 5-2-14 所示。 ;　　T7、T8、T14：差分放大器，防止 T5、T6 进入饱和区。;二、调频非正弦波转换为调频正弦波;　　得到调频方波的傅里叶级数展开式 ;　　为保证调频波不失真，带通滤波器的带宽应大于所取频谱宽度，同时为避免频谱重叠，取;　　2．调频三角波;　　通过带通滤波器可以取出载波角频率为 n?c 调频指数为nMf 的调频正弦波。;　　将调频三角波变换为调频正弦波，可以采用图 5-2-18(a)所示的非线性变换网络。;　　采用上述电路，毋须滤除不需要的谐波分量，频率可在更宽的范围内调变。;5.2.4　间接调频电路——调相电路;vO(t) = Vmcos(?ct + Mpcos? t);　　(2)实现模型;二、可变相移法调相电路;　　Cj (D)、L 组成谐振回路，由角频为 ?c 的电流源 iS(t) = Ismcos?ct 激励； Re：回路的谐振电阻。;若加在变容二极管上的电压 v = - (VQ+v?) = - ( VQ+V?mcos?t)， 相应的 Cj 为 ;3．不失真调相的条件;(2)对 Mp 的限制;结论：不失真调相条件;4．实际电路(p278，图 5-2-22);　　若 C4 取值较大，则 v? (t) 在积分电路 R3C4 中产生的电流 i?(t) ? v?(t) / R3，向电容 C4 充电，故 D 上的调制信号电压;三、可变时延法调相电路;图 5-2-24　可变延时法调相电路的实现模型;四、间接调频与直接调频电路性能上的差别;　　所以，两种调频受限制的参数不同。增大 ?c，可以增大直接调频电路中的 ??m，对间接调频电路中的 ??m 无济于事。;5.2.5　扩展最大频偏的方法;　　若将该调频波通过混频器，由于混频器具有频率加减的功能，可使调频波的载波角频率 ?c 降低或者提高，但 ??m 不变。可见，混频器可以在保持最大角