上海交通大学：《通信基本电路》课程教学资源（讲义）10.8.2 比例鉴频器

10.8.2比例鉴频器 相位鉴频器的输出电压除了与输入电压的瞬时频 率有关外，还与输入电压的振幅有关。而在实际 工作中，调频信号通过传输很难保证是理想的等 幅波，特别是寄生调幅的干扰分量必须尽可能去 掉或减小。因而在相位鉴频器前通常是需加一级 限幅放大，以消除寄生调幅。对于要求不太高的 设备，例如调频广播和电视接收中，常采用一种 兼有抑制寄生调幅能力的鉴频器，这就是比例鉴 频器

10.8.2 比例鉴频器 相位鉴频器的输出电压除了与输入电压的瞬时频 率有关外，还与输入电压的振幅有关。而在实际 工作中，调频信号通过传输很难保证是理想的等 幅波，特别是寄生调幅的干扰分量必须尽可能去 掉或减小。因而在相位鉴频器前通常是需加一级 限幅放大，以消除寄生调幅。对于要求不太高的 设备，例如调频广播和电视接收中，常采用一种 兼有抑制寄生调幅能力的鉴频器，这就是比例鉴 频器

一) 比例鉴频器的基本电路及工作原理 图10-20 比例鉴频器的基本电路 比例鉴频器的基本电路如图10-20所示。它与相位 鉴频器在调频-调幅调频波变换部分相同，但检 波器部分有较大变化，主要差别是：

(一) 比例鉴频器的基本电路及工作原理 图10-20 比例鉴频器的基本电路 比例鉴频器的基本电路如图10-20所示。它与相位 鉴频器在调频-调幅调频波变换部分相同，但检 波器部分有较大变化，主要差别是：

1.在两端并接一个大电容量C。,其电容量约为 10uF,由于和(R+)组成电路的时间常数很大， 约为(0.1~0.2)秒，这样在检波过程中，对于 15Hz以上的寄生调幅变化，电容C,上的Ud基本 保持不变。 2.两个二极管中一个与相位鉴频器接法方向相反。 这样除了保证两个二极管的直流通路外，还使得 两个检波器的输出电压变成极性相同。因此，ab 两端就是两个检波电压之和，即 3.把，=飞3和C4的连接点d与两个电阻连 接点e分开，鉴频器的输出电压u从d、e两点取出

1.在两端并接一个大电容量C0，其电容量约为 10μF，由于和(R + R)组成电路的时间常数很大， 约为(0.1～0.2)秒，这样在检波过程中，对于 15Hz以上的寄生调幅变化，电容C0上的Udc基本 保持不变。 2.两个二极管中一个与相位鉴频器接法方向相反。 这样除了保证两个二极管的直流通路外,还使得 两个检波器的输出电压变成极性相同。因此, a’b’ 两端就是两个检波电压之和，即 。 3.把两个检波电容C3和C4的连接点d与两个电阻连 接点e分开,鉴频器的输出电压uo从d、e两点取出

因为波形变换电路与相位鉴频器相同，所以电压0 与U,的关系为 U= 反 两个检波器的输入电压U和U为 Up1=U1+U/2 Um=-U1+Ub/2=-（U1-Ub/2) 检波器输出为 U3=K4 UDI Us Kal UD2 值得注意的是，检波器只对U、Um的振幅进行检波 检波后的电压方向完全由二极管的方向来决定

因为波形变换电路与相位鉴频器相同,所以电压 与 的关系为 两个检波器的输入电压 和 为 检波器输出为 值得注意的是,检波器只对 的振幅进行检波, 检波后的电压方向完全由二极管的方向来决定

从图中可以看出，由于Uc不变，则 UU=Uae UR=U/2 鉴频器的输出电压u为 h=U-是Uk=Uw-是(U+Uw) =之U-是U=是K(|Uml-|Uol) 可见比例鉴频器的输出也取决于两个检波器输入 电压之差，但输出电压值为相位鉴频器的一半

从图中可以看出，由于Udc不变，则 鉴频器的输出电压uo为 可见比例鉴频器的输出也取决于两个检波器输入 电压之差，但输出电压值为相位鉴频器的一半

(二)比例鉴频器抑制寄生调幅的原理 从前面的分析可知，比例鉴频器的输出电压为 “,=u-us=u(20-1=2u(2平-1 -u[+品]-u[+a刊 由此式可以看出，因为U不变，所以u,的大小取决 于与引Um的比值，而不取决于它本身的大小。 与相位鉴频器分析一样，在调频信号的瞬时频率 变化时，Il与引一个增大，一个减小，其比值随 频率变化而变化，这就实现了鉴频作用

(二) 比例鉴频器抑制寄生调幅的原理 从前面的分析可知，比例鉴频器的输出电压为 由此式可以看出,因为Udc不变,所以uo的大小取决 于 与 的比值,而不取决于它本身的大小。 与相位鉴频器分析一样,在调频信号的瞬时频率 变化时, 与 一个增大,一个减小,其比值随 频率变化而变化,这就实现了鉴频作用

但是，当输入调频信号的幅度发生变化时，Il与 同时增大或同时减小，其比值可保持不变，这样 比例鉴频器输出电压u,就不随输入调频信号的振 幅变化而变化，起到抑制寄生调幅作用 10.8.3脉冲均值型鉴频器（脉冲计数式鉴频器 调频信号 脉冲序列 图10-21 调频信号变换成单向矩形脉冲序列

但是,当输入调频信号的幅度发生变化时, 与 同时增大或同时减小,其比值可保持不变,这样 比例鉴频器输出电压uo就不随输入调频信号的振 幅变化而变化,起到抑制寄生调幅作用。 10.8.3 脉冲均值型鉴频器(脉冲计数式鉴频器) 图10-21 调频信号变换成单向矩形脉冲序列

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10-21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、0、0等，由正变为负的过 零点称为“负过零点”，02、04、0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Um,宽 度为x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 反映单位时间内脉冲个数的平均分量，就能实现鉴频

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10-21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Um，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

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K,的低通滤 波器进行滤波，则滤波后的输出电压，可写成 Wo= uav=Umt KL/T Umt KLf (10-51) 式中，u表示一个周期内脉冲振幅的平均值； 是脉冲宽度；Um是脉冲振幅；，K是低通滤波器 的传输系数；是重复频率，也就是调频信号的 瞬时频率；T是重复周期。 由式(10-51)可知，滤波后输出电压与调制信号的 瞬时频率成正比。脉冲计数式鉴频器的优点是 线性好，频带宽，易于集成化。一般能工作在 10MHz左右，是一种应用较广泛的鉴频器

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KL的低通滤 波器进行滤波，则滤波后的输出电压uo可写成 (10-51) 式中，uav表示一个周期内脉冲振幅的平均值；  是脉冲宽度；Um是脉冲振幅；KL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。 由式(10-51)可知，滤波后输出电压与调制信号的 瞬时频率f成正比。脉冲计数式鉴频器的优点是 线性好，频带宽，易于集成化。一般能工作在 10MHz左右，是一种应用较广泛的鉴频器