山东大学：《高频电子线路》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章 角度调制与解调电路（5.6）调频波解调电路

5.6调频浪解调电路 5.61概述 .鉴相器的功能及鉴频特性曲线 从频率(相位)已调波中不失真地还原出原调制 信号的过程,为调频〔调相)波的解调过程,称为 频率(相位)检浪,简称为鉴频( FM Detector Discriminator)(鉴相( Chase Detector))。 水它们的任务是把载波频率(或相位)的变化变换成 电压的变化,实现鉴频(鉴相)的电路称为鉴频 (相)器

5.6 调频波解调电路 5.6.1概述 一．鉴相器的功能及鉴频特性曲线 从频率（相位）已调波中不失真地还原出原调制 信号的过程，为调频（调相）波的解调过程，称为 频率（相位）检波，简称为鉴频（FM Detector , Discriminator）（鉴相（Fhase Detector））。 它们的任务是把载波频率（或相位）的变化变换成 电压的变化，实现鉴频（鉴相）的电路称为鉴频 （相）器

就其功能而言,尽管鉴频器的输出υ(1)是在输入信号 4(作用下产生的,但二者却是截然不同的两种信号, 如图561a)所示。 鉴频器 ( 男 鉴频器将输入调。 频波的瞬时频率 f(或频偏4)的 图561(a)鉴频器的功能 变化变换成了输出电压 υ()的变化,将这种变换特性称为鉴频特性

( ) i  t 作用下产生的，但二者却是截然不同的两种信号， 如图5.6.1(a)所示。 ( ) o 就其功能而言，尽管鉴频器的输出  t 是在输入信号 图5.6.1 （a）鉴频器的功能 鉴频器将输入调 频波的瞬时频率 f t( ) [或频偏 f t( ) ]的 变化变换成了输出电压 ( ) o  t 的变化，将这种变换特性称为鉴频特性

用曲线表示为解调输出 电压与输入高频信号瞬 时频率f(或频偏△( fe ar f(t) (4f() 之间的关系曲线,称为鉴 b 男 频特性曲线。 图561(b)鉴频特性曲线 (动画 在线性解调的理想情况下,此曲线为直线,但 犬实际上往往有弯曲呈"s形,简称"s"曲线, 如图5.6.1(b)所示

在线性解调的理想情况下，此曲线为直线，但 实际上往往有弯曲，呈“S”形，简称“S” 曲线， 如图5.6.1(b）所示。 用曲线表示为解调输出 电压与输入高频信号瞬 时频率 之间的关系曲线，称为鉴 图5.6.1 （b）鉴频特性曲线 f t( ) [或频偏 f t( ) ] 频特性曲线。 (动画)

二、鉴频器的主要指标 1.鉴频线性范围:鉴频线性范围是指鉴频特性曲 线中近似直线段的频率范围,用表示。 表明鉴频器实现不失真的解调所允许的频率变化范 围。因此要求 2Δ/应大于输入调频波最大频偏的两倍,即 2△m≥2△fn 2f也可以称为鉴频器的带宽

1．鉴频线性范围：鉴频线性范围是指鉴频特性曲 线中近似直线段的频率范围，用 max 2f 表示。 表明鉴频器实现不失真的解调所允许的频率变化范 围。因此要求 max 2f 应大于输入调频波最大频偏的两倍，即 max 2 2 m    f f 2f max 也可以称为鉴频器的带宽。 二、鉴频器的主要指标

2.鉴频灵敏度S,:在中心频率附近,单位频偏产生 的解调输出电压的大小。 f()=f(4f()=0)附近曲线的斜率 男 或V Z KH f(r=f 显然,鉴频灵敏度越高,意味着鉴频特性曲线越陡 犬峭,鉴频能力越强

2．鉴频灵敏度 d S ：在中心频率附近，单位频偏产生 的解调输出电压的大小。 ( ) c f t f = （  = f t( ) 0 ）附近曲线的斜率 ( ) c o d f t f S f  =  =  ( V Hz 或 V ) kHz 显然，鉴频灵敏度越高，意味着鉴频特性曲线越陡 峭，鉴频能力越强

频→幅转换 Dx(E) pm-AM(t 线性网络 包络检波 种 562斜率鉴频器的实现模型(动画) 1、斜率鉴频器( Slope Discriminator) 男 斜率鉴频的实现模型如图5.62所示。 先将输入调频浪U(1)通过具有合适频率特性 学习工学 的线性网络,经变换后得到调频调幅波,其幅度正比 于输入调频浪瞬时频率的变化,然后通过包络检波器 输出反映振幅变化的解调电压

的线性网络，经变换后得到调频调幅波，其幅度正比 于输入调频波瞬时频率的变化，然后通过包络检波器 输出反映振幅变化的解调电压。 三、实现鉴频的方法 1、斜率鉴频器（Slope Discriminator） 实现鉴频的方法很多，但常用的有以下几种： 斜率鉴频的实现模型如图5.6.2所示。 ( ) FM 先将输入调频波  t 通过具有合适频率特性 （动画）

2、相位鉴频器( Phase discriminator) 相位鉴频器的实现模型如图5.63所示。 () 频一相转换 2M-B团 线性网络 鉴相器 男 563相位鉴频器的实现模型 学习工学 先将丽入调频漫通过具有台适频率特任线性变 换网络,将调频波变换成调频调相波,其相位的变 化与输入调频波瞬时频率的变化成正比,再经相位 检波器(鉴相器)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

先将输入调频波通过具有合适频率特性的线性变 换网络，将调频波变换成调频调相波，其相位的变 化与输入调频波瞬时频率的变化成正比，再经相位 检波器（鉴相器）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。 2、相位鉴频器（Phase Discriminator） 相位鉴频器的实现模型如图5.6.3所示

3、脉冲计数式鉴频器( Pulse Count Discriminator 这种方法的实现模型如图5.6.4际所示。 非线性 低通滤波器4( 变换网络 或脉冲计数器 (动画) 564相位鉴频器的实现模型 男 脉冲计数式鉴频器是先将输入调频波通过具有合适特 性的非线性变换网络,将它变换为调频等宽脉冲序列。 由于该等宽脉冲序列含有反映瞬时频率变化的平均分量, 因而,通过低通滤波器就能输出反映平均分量变化的解 调电压。也可将该调频等宽脉冲序列直接通过脉冲计数 器得到反映瞬时频率变化的解调电压

脉冲计数式鉴频器是先将输入调频波通过具有合适特 性的非线性变换网络，将它变换为调频等宽脉冲序列。 由于该等宽脉冲序列含有反映瞬时频率变化的平均分量， 因而，通过低通滤波器就能输出反映平均分量变化的解 调电压。也可将该调频等宽脉冲序列直接通过脉冲计数 器得到反映瞬时频率变化的解调电压。 3、脉冲计数式鉴频器（Pulse Count Discriminator） 这种方法的实现模型如图5.6.4所示。 （动画）

这种鉴频方法有多种实现电路,为 了便于了解这种方法的基本工作原 AAAAAA 理,图565示出了一个实例,包括 rArArrrrlrr an n nnnnn n t 其组成方框[图(a)]和相应的波 4形图(b)~图(f)] 4、锁相鉴频器 锁相鉴频器是利用锁相环路实现鉴频。这种方法将 人在第6章中讨论

这种鉴频方法有多种实现电路，为 了便于了解这种方法的基本工作原 理，图5.6.5示出了一个实例，包括 其组成方框［图（a）］和相应的波 形[图（b）～图（f）]。 4、锁相鉴频器 锁相鉴频器是利用锁相环路实现鉴频。这种方法将 在第6章中讨论

四、限幅器 限幅器的作用是将输入信号的振幅变化去掉,得到等 幅信号的一种非线性电路。限幅器的限幅特性可以用其 输入电压U()和输出电压U()来表示。典型的限幅特性 曲线如图5.66所示。输入电压的幅值超过v时,限幅 4器输出电压(保持不变。VM称为限幅器的限幅门限电 压或限幅灵敏度, 其值越小越好。越 水小对前级增益的要 求越低。 图566典型的限幅特性曲线

四、限幅器 限幅器的作用是将输入信号的振幅变化去掉，得到等 幅信号的一种非线性电路。限幅器的限幅特性可以用其 输入电压 ( ) s  t 和输出电压 ( ) o  t 来表示。典型的限幅特性 曲线如图5.6.6所示。输入电压的幅值超过 Vth 时，限幅 器输出电压 ( ) o  t 保持 VO 不变。 Vth 称为限幅器的限幅门限电 压或限幅灵敏度， 其值越小越好。越 小对前级增益的要 求越低。 图5.6.6 典型的限幅特性曲线