第6章 角度调制与解调电路 一、概述 角度调制可分为两种： ①频率调制或调频：FM(Frequency Modulation)

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1 第6章 角度调制与解调电路 一、概述 角度调制可分为两种： ①频率调制或调频：FM(Frequency Modulation)
振幅不变，瞬时频率随调制信号的振幅线性变化 ②相位调制或调相：PM(Phase Modulation) 振幅不变，相位随调制信号的振幅线性变化 无论是调频还是调相最终都表现为已调波的总相位（角度） 受到调制信号的控制，故统称为角度调制。 　　角度调制和解调电路都属于频谱非线性变换电路。

2 第6章 角度调制与解调电路 二、调幅与调角的区别： 调幅：将调制信号的低频频谱结构线性搬移到载波附近的高频区。
载波的振幅随调制信号的变化而变化，载波的频率和相 位不受调制信号的控制，属于线性频谱搬移技术。 调角：已调波的频谱结构与原调制信号的频谱结构完全不同。载 波的振幅不变，它的频率和相位受调制信号的控制，属于 非线性频谱搬移技术。

3 第6章 角度调制与解调电路 三、调频的优缺点： 调频优点： ⒈ 抗干扰性强 ⒉ 功率管利用率高 ⒊ 信号传输保真度高 调频缺点： ⒈ 只能工作在超短波以上波段 ⒉ 电路结构复杂

4 第6章 角度调制与解调电路 四、调频与调相的比较 在数字通信中，相位键控的抗干扰能力优于频率 键控和幅度键控，因而调相制获得广泛应用。 在模拟通信中，系统带宽相同时，调频系统接收机 输出端的信噪比明显优于调相系统，故广泛采用调 频制。广泛用于广播、电视、通信、遥感技术。

5 结论1：瞬时相位角 是瞬时频率ω(t) 对时间的积分。
6.1 调角波的基本特性 瞬时频率与瞬时相位的关系 结论1：瞬时相位角 是瞬时频率ω(t) 对时间的积分。 结论2：瞬时频率ω(t)是瞬时相位角 对时间的微分。 5

6 6.1 调角波的基本特性 6.1.2 调频波与调相波的数学表达式 一、调频波的数学表达式 低频调制信号： 高频载波信号： 调频波的定义：
调频波与调相波的数学表达式 一、调频波的数学表达式 低频调制信号： 高频载波信号： 调频波的定义： 载波的振幅不变，载波的瞬时频率与调制信号uΩ(t)呈线性关系。 6

7 6.1 调角波的基本特性 一、调频波的数学表达 7

8 6.1 调角波的基本特性 瞬时角频度 频偏或频移 瞬时相角 调频波的调制指数 调频波的表达式 一般令φo=0

9 6.1 调角波的基本特性 结论1：调制信号的幅度越大，调频指数mf 越大， 调制信号的频率越大，调频指数mf 越小，通常mf>1
结论2：调制信号的幅度越大，调频信号的调频范围越大， 即Δωm↑。

10 6.1 调角波的基本特性 调频波波形示意图 Δω

11 6.1 调角波的基本特性 二、调相波的数学表达式及波形 1.调相波的数学表达式 低频调制信号： 高频载波信号： 调相波的定义：
载波振幅不变，载波的瞬时相位与调制信号uΩ(t)呈线性关系 11

12 6.1 调角波的基本特性 调相信号（已调波）的表达式： 结论：

13 结论：调制信号的幅度与频率增大→最大频偏越大。
6.1 调角波的基本特性 结论：调制信号的幅度与频率增大→最大频偏越大。 13

14 调相波波形示意图

15 调制信号为单频余弦信号时调频与调相的比较
6.1 调角波的基本特性 调制信号为单频余弦信号时调频与调相的比较

16 6.1 调角波的基本特性 信号波形比较

17 联系：调频波可看成调制信号为∫uΩ(t)dt的调相波；
两者的联系和区别 联系：调频波可看成调制信号为∫uΩ(t)dt的调相波； 调相波可看成调制信号为duΩ(t)/dt的调频波。

18 6.1 调角波的基本特性 调角波的频谱与带宽 一、调角波的频谱

19 6.1 调角波的基本特性 利用2个贝塞尔函数： cos(msin Ωt)=J0(m)+2J2(m)cos2Ωt+2J4(m)cos4Ωt+… sin(msinΩt)=2J1(m)sinΩt+2J3(m)sin3Ωt+2J5(m)sin5Ωt+… 其中Jn(m)是宗数为m的n阶第一类贝塞尔函数 贝塞尔函数带入调角波表达式得： u(t)=Ucm［J0(m)cosωct-2J1(m)sinΩtsinωct+2J2(m)cos2Ωtcosωct -2J3(m)sin3Ωtsinωct+2J4(m)cos4Ωtcosωct+…］

20 6.1 调角波的基本特性 载频 第一对边频 第二对边频 第三对边频

21

22 2、频谱特点 A、频谱结构 包含载波频率分量（但是幅度小于1，与m有关）及无穷多个边频分量； 各边频分量之间的频率间隔为Ω；
各频率分量的幅度由贝塞尔函数Jn(m)决定，载频分量并不总是最大，有时为零; 例 ： m =2.40, 5.52, 8.65, 11.79, 14.93, 18.07, …, 载频分量的幅度是零。 奇次边频分量的相位相反。 0.77 0.44 0.11 0.02

23 B、频谱结构与调制指数的关系 各阶贝塞尔函数 随m增大变化的 规律均是衰减振 荡, 而各边频 分量振幅值与对 应阶贝塞尔函数 成正比。
荡, 而各边频 分量振幅值与对 应阶贝塞尔函数 成正比。 m↓→边频分量越少， 但对应振幅越大 即“少”而“大” m↑→边频分量越多， 但对应振幅越小 即“多”而“小”

24 五、调角波的频带宽度 调频波所占的带宽，理论上说是无穷宽的，因为它包含有无穷多个频率分量。 但实际上，在调制指数一定时，超过某阶数（n>m+1）时，贝塞尔函数Jn(m)的数值随着n的增加而迅速减小。这时（n≈m+1）则可认为调频波所具有的频带宽度是近似有限的。 频带宽度为：

25 调制信号频率不同时，调频、调相信号的频谱分布
FM 调制信号幅度一定时，调制信号频率增加，调制指数减小，频率分量边数减少，频带稍加宽； 调制信号频率一定时，调制信号幅度减小，调制指数减小，频率分量边数减少，频带随调制指数变窄。 PM 调制信号幅度一定时，调制信号频率增加，调制指数不变，频率分量边数不变，频带随调制信号频率成比例的加宽； ***对于调相波：频带宽度在调制信号频率的高端和低端相差 很大，对频带的利用很不经济。

26 例 求：1、调频波表示式uf(t)=cos(ωct+mfsinΩt)中的mf、 ωc、 Ω ； 解：
0.26 0.49 0.31 0.04 0.34 0.13 (MHZ) 0.1 例1：调频波的幅度1V, 频谱结构如图；调制信号uΩ(t)=UΩmcosΩt。 求：1、调频波表示式uf(t)=cos(ωct+mfsinΩt)中的mf、 ωc、 Ω ； 2、调频波的频带宽度Bf、调频波的最大频偏Δωf。 解： 查表得 由图得

27 6.1 调角波的基本特性 看：教材P214 三、调角信号的特点
上述特点充分说明调角是完全不同于调幅的一种非线性频率变换过程。显然, 作为调角的逆过程, 角度解调也是一种非线性频率变换过程。 对于由众多频率分量组成的一般调制信号来说, 调角信号的总频谱并非仅仅是调制信号中每个频率分量单独调制时所得频谱的组合, 而且另外又新增了许多频率分量。例如, 若调制信号由角频率为Ω1, Ω2的两个单频正弦波组成, 则对应调角信号的频率分量不但有ωc±nΩ1和ωc±nΩ2, 还会出现ωc±nΩ1±pΩ2, n、p=0, 1, 2, …。  看：教材P214 三、调角信号的特点

28 6.1 调角波的基本特性 P215，6.1.5：当调制信号的大小和频率增大时，对调频信号和调相信号的调制指数、最大频偏各有何影响？
低频调制信号： 调频信号： 调相信号： 结论：当调制信号的大小增大，而频率不变时，调相与调角信号的调制指数均增大，最大频偏也均增大；若调制信号的大小不变，而频率增大，则调频信号的调频指数减小，但调相信号的的调制指数不变，调频信号的最大频偏不变，但调相信号的最大频偏增大。

29 6.2 调 频 电 路 1.直接调频 2. 间接调频。 6.2.1调频的实现与主要性能指标 一、调频的实现思路 直接调频：
6.2 调 频 电 路 6.2.1调频的实现与主要性能指标 一、调频的实现思路 1.直接调频 间接调频。 直接调频： 根据调频信号的瞬时频率随调制信号成线性变化这一基本特性,利用调制信号直接控制自激振荡电路的振荡频率。这是实现调频的最直接方法, 故称为直接调频。

30 6.2 调 频 电 路 直接调频电路的基本思路： 直接调频：例如，在一个由LC回路决定振荡频率的振荡器中，将一个可变电抗元件接入回路，使可变电抗元件的电抗值随调制电压而变化。即可使振荡器的振荡频率随调制信号而变化。 只要能够找到电感或者电容元器件它的电感量L或电容量C能够受到低频调制信号的控制即可。

31 6.2 调 频 电 路 直接调频的优点是能够获得较大的频偏，但其缺点是中心频率稳定度低，即便是使用晶体振荡器直接调频电路，其频率稳定度也比不受调制的晶体振荡器有所降低。 借助调相来实现调频，可以采用高稳定的晶振作为主振器，利用积分器对调制信号积分后的结果，对这个稳定的载频信号在后级进行调相，就可以得到频率稳定度很高的调频波。

32 6.2 调 频 电 路 （2）间接调频电路——调相电路 (1)若先对调制信号uΩ(t)进行积分,
6.2 调 频 电 路 （2）间接调频电路——调相电路 (1)若先对调制信号uΩ(t)进行积分, (2)将u1(t)作为调制信号对载频信号进行调相, 则可得到: 可知, 对于uΩ(t)来说, 上式是一个调频信号表达式。 因此, 将调制信号积分后调相, 是实现调频的另外一种方式, 称为间 接调频。 或者说, 间接调频是借用调相的方式来实现调频。

33 6.2 调 频 电 路 间接调频电路原理 实现间接调频电路的关键：调相电路。 间接调频缺点：不易获得大的频偏。
6.2 调 频 电 路 间接调频电路原理 直接调频：例如，在一个由LC回路决定振荡频率的振荡器中，将一个可变电抗元件接入回路，使可变电抗元件的电抗值随调制电压而变化。即可使振荡器的振荡频率随调制信号而变化。 实现间接调频电路的关键：调相电路。 间接调频缺点：不易获得大的频偏。

34 二、性能指标 调制特性——被调振荡器的频率偏移与调制电压的关系， 表示为Δf/fc=f(uΩ)
调制灵敏度S——调制电压变化单位数值所产生的振荡 频率偏移，表示为S=Δf/Δu 最大频偏Δfm——在调制电压作用下所能达到的最大频偏 载波频率稳定度 调频信号的瞬时频率以稳定的中心频率（载频）为基准变化。若中心频率不稳定，就有可能使调频信号的频谱落到接收机通带范围之外，以致不能保证正常通信。 因此，对于调频电路，不仅要满足频偏的要求，而且要使中心频率保持足够高的稳定度。 调制特性——在一定电压范围内，调制特性应近似为直线特性。（线性调频）

35 技术要求： 频偏与调制信号保持良好的线性关系 调制灵敏度尽量高 频偏尽量大 中心频率稳定度尽量高

36 保证管子始终处于截止状态的直流电源E>UΩm
6.2.2 变容二极管直接调频电路 变容二极管的常用符号 一、电路组成与工作原理 1.变容二极管的符号与特性 二极管是单向导电元件，若将其反向偏置，并始终控制在截止区时，PN结的结电容的大小随反向控制电压的变化而变化，因此PN结二极管可制成变容二极管。 变容二极管 调制信号uΩ(t) 保证管子始终处于截止状态的直流电源E>UΩm

37 6.2.2 变容二极管直接调频电路 变容二极管的电容 γ>1超突变结 突变结 C0——为未外加电压时的结电容(u=0) UB——PN结势垒电位差（硅管 v、锗管 v） γ——结电容变化指数，由结的类型和掺杂浓度决定。1/3-6变化。 缓变结

38 6.2.2 变容二极管直接调频电路 2. 电路性能分析 本质： 用调制信号控制高频 信号瞬时频率，使其 随调制信号作线性变 化的过程。
2. 电路性能分析 振荡回路由L、Cj构成，C1为隔直流电容，RFC为高频扼流圈，C2为高频旁路电容。 本质： 用调制信号控制高频 信号瞬时频率，使其 随调制信号作线性变 化的过程。

39 6.2.2 变容二极管直接调频电路 1) 求w(t) 表示结电容调制深度的调制指数。 CjQ：二极管在静态时的电容≠Co

40 6.2.2 变容二极管直接调频电路 1) 求w(t) 2) 结论： 实现理想直接调频的条件：γ=2 最大角频偏

41 6.2.2 变容二极管直接调频电路 直接调频 类型： 变容二极管直接调频（最常用） 电抗管直接调频 晶体振荡器直接调频
特点：易于得到比较大的频偏；但中心频率的稳定度不易做得很高 调频信号的产生通常采用直接调频法。 直接调频：凡是能直接影响振荡频率的元件或参数，只要用调制信号去控制，使振荡频率的变化量能随调制信号线性变化，就可能实现直接调频。 例如，在一个由LC回路决定振荡频率的振荡器中，将一个可变电抗元件接入回路，使可变电抗元件的电抗值随调制电压而变化。即可使振荡器的振荡频率随调制信号而变化。

42 6.2.3 间接调频电路 间接调相的关键：实现性能优越的调相电路 间接调频 先对调制信号进行积分再进行调相
特点：载波中心频率稳定度较好；但不 能直接获得较大的频偏。 广泛运用在数字信号调制中。 直接调频：凡是能直接影响振荡频率的元件或参数，只要用调制信号去控制，使振荡频率的变化量能随调制信号线性变化，就可能实现直接调频。 例如，在一个由LC回路决定振荡频率的振荡器中，将一个可变电抗元件接入回路，使可变电抗元件的电抗值随调制电压而变化。即可使振荡器的振荡频率随调制信号而变化。 间接调相的关键：实现性能优越的调相电路

43 二、变容二极管调相电路（可变相移法调相电路）
6.2.3 间接调频电路 二、变容二极管调相电路（可变相移法调相电路） 间接调频的关键电路是调相器. 将变容二极管接在高频放大器的谐振回路里，就可构成变容二极管调相电路。 调相波 输出 载波输入 载波输入 Cj L 高稳定度 振荡器 调相器 积分器 如果忽略二次方以上各项，可得回路的谐振频率为 ： 回路的频率偏移为：

44 6.2.3 间接调频电路 表明: 单级LC谐振回路在满足 Δφ<π/6（30o）的条件下， 回路输出电压的相移是与输入调
在高Q值及谐振回路失谐不大的情况下，并联LC谐振回路电压和电流间的相位关系为： 当Δφ < π /6（或30o）时，tanΔφ ≈ Δφ O ω ωo 幅频特性 Δ φ 可得: 表明: 单级LC谐振回路在满足 Δφ<π/6（30o）的条件下， 回路输出电压的相移是与输入调 制电压uΩ(t)成线性关系的。 π/6 -π/6

45 三、变容二极管调相电路（可变移相法） 可见：如果将调制电压uΩ(t)先积分后再加在变容二极管上，则单级LC谐振回路输出电压的瞬时频率ω(t)就与输入调制电压uΩ(t)成线性关系，即可实现对调制电压uΩ(t)的间接调频。

46 6.2 间接调频电路 6.2.4 扩展最大频偏的方法 1．问题的提出
6.2.4　扩展最大频偏的方法 1．问题的提出 　　m 是频率调制器的主要性能指标，若实际调频设备需要的 m不能达到，则需扩展。 2．扩大最大频偏的方法——倍频 　　设调频波瞬时角频率为  = c + mcos t，通过 n 倍频器，其瞬时角频率增大 n 倍，变为 nc + nmcos t。可见倍频器可不失真地将 c 和 m 同时增大 n 倍，而相对角频偏(n m /nc = m /c) 不变。

47 6.2 间接调频电路 　　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频偏不变的条件下，不失真地改变调频波的相对角频偏。 　　利用倍频器、混频器的上述特点，可以实现在要求的载波频率上扩展频偏。

48 6.3 鉴 频 电 路 6.3.1鉴频的实现方法与主要性能指标 一、调角信号解调电路的功能 从调角波中取出原调制信号。
6.3 鉴 频 电 路 6.3.1鉴频的实现方法与主要性能指标 一、调角信号解调电路的功能 从调角波中取出原调制信号。 1、调相波解调电路的功能是从调相波中取出原调制信号，也称为鉴相 当输入调相波 : 输出电压: 2、调频波解调电路的功能是从调频波中取出原调制信号，也称鉴频。 当输入调频波 : 输出电压:

49 6.3 鉴 频 电 路 一、常用的鉴频实现思路： 思考：低频调制的信息携带在调频波的频率上，鉴频的任务是 把携带在频率上的信息卸载下来还原成低频电压信号，因此需要寻找到一个什么功能的网络能够完成鉴频的目标？ 可见：要把调频波携带在频率上的信息卸载下来还原成低频电压信号，需要寻找到一个网络能够将频率线性地转换为电压信号即可完成鉴频的目标。 思考：什么网络能够将频率线性地转换为电压？

50 6.3 调 角 波 的 解 调 6.3 鉴 频 电 路 回忆： 并联谐振曲线 原理：FM波瞬时频率随调制信号变化
调 角 波 的 解 调 6.3 鉴 频 电 路 选频特性曲线 ω0 ω 体会：把FM波转换为FM-AM 波最简便的方法是利用失谐的 LC调谐回路，即FM信号的中心 频率附近处在LC回路幅频特性 曲线的倾斜部分。 回忆： 并联谐振曲线 原理：FM波瞬时频率随调制信号变化 →LC回路输出电压幅度随调制信号变化→FM-AM波 1.斜率鉴频器： FM-AM

51 6.3 鉴 频 电 路 2.相位鉴频器： 频率-相位 线性变换网络 瞬时相位与瞬时频率成正比 的PM-FM波 鉴 相 器 uFM(t) uΩ(t) 相乘或叠加 3.脉冲计数式鉴频器： 思路一：既然有用信号携带在调频波的频率上，可以利用变换网络将调频波转换为等宽序列脉冲信号，由于等宽脉冲序列含有的平均分量与瞬时频率成正比，因此通过低通滤波器就能取出包含在平均分量中的调制信号。 非线性 变换网络 低通 滤波器 uFM(t) uΩ(t)

52 6.3 鉴 频 电 路 3.脉冲计数式鉴频器： 思路二：既然有用信号携带在调频波的频率上，可以利用变换网络将调频波转换为脉冲信号，脉冲序列的瞬时频率与调制信号的频率成正比，因此只要后接计数器即可将调制信号的频率解调出来，再接入到D/A转换器就可将其还原为调制的模拟电压信号。（思维拓展） 4.利用锁相环实现鉴频器（第七章将有所讨论）

53 6.3 鉴 频 电 路 1、鉴频特性曲线:即鉴频器输出电压与输入信号的瞬时频率偏 移的关系。通常要求是线性关系。
6.3 鉴 频 电 路 1、鉴频特性曲线:即鉴频器输出电压与输入信号的瞬时频率偏 移的关系。通常要求是线性关系。 2、鉴频跨导SΦ:鉴频器输出电压与输入信号的瞬时频率偏移的 关系的比例系数。即鉴频特性曲线 的斜率. 一般要求鉴频跨导要大。称为：鉴频灵敏度， 用公式表示为： 3、鉴频线性范围:通常应大于调频波最大频率偏移的二倍。 4、非线性失真:应尽可能小。

54 6.3.2 斜 率 鉴 频 器 一、斜率鉴频器的整体思路模型 uFM(t) uFM-AM uΩ(t)
斜 率 鉴 频 器 一、斜率鉴频器的整体思路模型 uFM-AM uΩ(t) uFM(t) 回忆：斜率鉴频器的本质就是利用并联谐振的谐振曲线的倾斜部分，频率与输出电压的振幅成正比，先将调频波转换为调频-调幅波，再利用包络检波电路将调制信号解调出来。

55 失谐单谐振回路和晶体二极管包络检波器组成。 失谐单谐振回路——谐振回路对输入的调频波的中心频率失谐。
1.单失谐回路斜率鉴频器 检波后的输出电压曲线 并联谐振曲线 调频—调幅波曲线 失谐单谐振回路和晶体二极管包络检波器组成。 失谐单谐振回路——谐振回路对输入的调频波的中心频率失谐。 调频波频率曲线

56 斜率鉴频器的性能在很大程度上取决于谐振电路的品质因数Q

57 6.3.2 斜 率 鉴 频 器 单失谐回路斜率鉴频器的缺点： 单个LC回路的鉴频线性范围小、灵敏度不理想。
斜 率 鉴 频 器 单失谐回路斜率鉴频器的缺点： 单个LC回路的鉴频线性范围小、灵敏度不理想。 实际中应用较多的是两个单失谐回路组成的双失谐回路斜率鉴频器。

58 二、双失谐回路鉴频器 ω01-ωc= ωc- ω02 1、双失谐回路鉴频器原理图 LC回路：谐振在ωc ,带宽较宽
包络检波 变换电路 频率- 幅度 变换电路 L C L1C1回路：谐振在ω01, ω01 >ωc LC回路：谐振在ωc ,带宽较宽 L2C2回路：谐振在ω02, ω02<ωc ω01-ωc= ωc- ω02 鉴频器输出电压是上下两个检波器输出电压之差。

59 3.因此双失谐斜率鉴频器的鉴频特性在频带宽度、线性范围、灵敏度等方面有较大改进，应用较广！
回路Ⅱ的 谐振曲线 回路Ⅰ的 谐振曲线 u02 u01 f02 f01 双失谐回路斜率鉴频器原理理解要点： 1.当输入调频波的频率f02< f< fc 时， u01≈0， u 02>> u01且由于uo= u01 -u 02 , uo≈ -u 02 。 2.当输入调频波的频率fc < f< f01时， u02≈0， u 01>> u02且由于uo= u01 -u 02 , uo≈ u 01 。 Ⅰ、Ⅱ回路叠加后的谐振曲线 3.因此双失谐斜率鉴频器的鉴频特性在频带宽度、线性范围、灵敏度等方面有较大改进，应用较广！ 输入调频信号的频率波形

60 6.3.3 相 位 鉴 频 器 一、鉴相器的分类 1、鉴相电路通常可分为模拟电路型和数字电路型两大类。
相 位 鉴 频 器 一、鉴相器的分类 1、鉴相电路通常可分为模拟电路型和数字电路型两大类。 2、在集成电路系统中，常用的有模拟乘法器构成的乘积型鉴相器和数字门电路构成的门电路鉴相器。 二、常用两种模拟鉴相器：1、乘积型鉴相器 2、叠加型鉴相器 三、乘积型鉴相电路(不按书上的讲解) 1、电路组成框图 设：鉴相器输入PM信号。 相乘器 低通滤波器 即： 而 而另一输入信号 为 的同频正交载波。

61 1.乘积型鉴相器（product phase detector）
相乘器 低通滤波器 则相乘器的输出信号 为： -π π 其中k为相乘器的乘积因子。 经低通滤波器后，输出电压 为： 可见：乘积型鉴相器具有正弦形鉴相特性 目标：输出信号uo(t)与φ(t)成正比，这样输出信号才能和调制信号成正比

62 6.3.3 相 位 鉴 频 器 所以 另外，如果满足 ，则有 。 即输出电压 与 成线性关系， 可实现线性鉴相。
相 位 鉴 频 器 另外，如果满足 ，则有 。 所以 即输出电压 与 成线性关系， 可实现线性鉴相。 -π π 注意：乘积型鉴相器在电路结构上与同步检波器是相同的，即只要输入调相信号 与 的载波正交，同步检波器就变成了乘积型鉴相器。

63 6.3.3 相 位 鉴 频 器 下图为叠加型鉴相器原理框图，以下采用平衡型鉴相器为例进行分析： 设输入调相波 为： 而同频正交载波信号为：
相 位 鉴 频 器 下图为叠加型鉴相器原理框图，以下采用平衡型鉴相器为例进行分析： 相加器 包络检波器 相加器 包络 检波器 设输入调相波 为： 而同频正交载波信号为： 则：

64 6.3.3 相 位 鉴 频 器 如果设包络检波器的传输系数为 Kd1=Kd2=Kd，则两个包络检波器的输出电压为： 讨论：（1）当
相 位 鉴 频 器 如果设包络检波器的传输系数为 Kd1=Kd2=Kd，则两个包络检波器的输出电压为： （为调相调幅波） 利用矢量图可得合成电压振幅 讨论：（1）当

65 相 位 鉴 频 器 而 可见：这时的鉴相器具有正弦鉴相特性，其线性鉴相范围为：

66 相 位 鉴 频 器 （2） 时，同理可推出 由讨论（1），（2）可以看出输出电压 的大小取决于振幅小的输入信号振幅。 （3）当 时 所以： 利用三角函数公式： 所以： 而当 , 的范围内， 所以： ，可实现线性鉴相。

67 6.3.3 相 位 鉴 频 器 小结：平衡式鉴相器的特性： （1）由两个工作过程构成: ①Us与Ur叠加所合成的信号Ud1与Ud2，实现了
相 位 鉴 频 器 小结：平衡式鉴相器的特性： （1）由两个工作过程构成: ①Us与Ur叠加所合成的信号Ud1与Ud2，实现了 PM AM—PM的变换 ②波包络检波：把AM—PM信号中的包络取出。 （2）当Us>>Ur，或U r>>Us时， 输出电压Uo (t)的大小决定于小的输入信号，且 线性范围为 当Us = Ur时，输出电压增加 倍，且线性鉴相范围扩展为 。

68 3. 直接脉冲计数式鉴频法 图9―19 直接脉冲计数式鉴频器

69 6.4 集成调频发射机与接收机 6.4.1.MC2833集成调频发射机 一、MC2833集成调频发射机的介绍
MC2833是Motorola公司生产的单片集成FM低功率发射器芯片, 适用于无绳电话和其它调频通信设备。 该集成电路具有以下特点：①工作电压范围宽为2.8～9.0Ｖ。 ②低功耗，当UCC=4.0V时，无信号调制时消耗的电流典型值 为2.9mA。③外围元器件很少。 ④具有60MHz的射频输出，典型运用频率49.7MHz左右。 话音 放大 调频 振荡 缓冲 倍频 射频 射频输出 49.7MHZ 10dBm MC2833调频发射机电路原理框图

70 6.4 集成调频发射机与接收机 二、MC2833 内部结构 主要模块： 话音放大和处理 主振荡源 倍频与功率放大 外接元件： 语音处理元件
决定工作频率元件 放大器偏置

71 三、由MC2833构成的49.7MHZ窄带调频发射机 调频 电路 缓冲 电路 功率 放大 语音 放大 各部分电路原理： P

72 6.4 集成调频发射机与接收机 6.4.2.MC3362集成调频接受机
从80年代以来,Motorola公司陆续推出了FM中频电路系列MC3357／3359／3361B／3371／3372和FM接收电路系列MC3362／3363。 它们都采用二次混频, 即将输入调频信号的载频先降到107 MHz的第一中频, 然后降到455 kHz的第二中频, 再进行鉴频。不同在于FM中频电路系列芯片比FM接收电路系列芯片缺少射频放大和第一混频电路, 而FM接收电路系列芯片则相当于一个完整的单片接收机。两个系列均采用双差分正交移相式鉴频方式。现仅介绍MC3361B。  一、MC3362集成调频接受机的特点： 1.工作频率高：若使用内部本振电路可达200MHZ，若使用外部本振电路工作 频率可达450MHZ。 2.接收灵敏度高：若输出信噪比为12dB时，输入灵敏度为0.2μV。 3.工作电源宽且功耗低：直接电源电压2-7V都能正常工作。在VCC=3V时，耗电电流只有3.6mA。

73 6.4 集成调频发射机与接收机 二、MC3362集成调频接受机的内部结构： 三、MC3362集成调频接受机电路：
第一 本振 第一混频 输入 匹配 第二 本振 10.245MHZ 第二混频 第一中放滤波 10.7MHZ 第二中放滤波 455KHZ 鉴频 低放 MC3362调频接受机电路原理框图 三、MC3362集成调频接受机电路： 见教材P254图6.4.7；P255图6.4.8

74 MC3363内部结构 二次变频超外差式 正交鉴频FM 外接元件： 决定两个本振频率 两个中频滤波器 鉴频移相线圈 与MC3362比较 多了4个引脚： 24、12、15、19引脚

75 图 MHz窄带调频接受机