高频电路教案第七章Word下载.docx
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教学方法
引
入
新
的
教
学
内
容
5
分
钟
课
程
讲
授
20
25
小
结
复习：
1、振幅的调制
2、混频电路原理与应用
3、混频器的干扰
新课讲授：
一、调频信号的参数与波形
1、设调制信号为单一频率信号uΩ（t）=UΩcosΩt,未调载波电压为uC=UCcosωct,则根据频率调制的定义,调频信号的瞬时角频率为
它是在ωc的基础上,增加了与uΩ（t）成正比的频率偏移。
式中kf为比例常数。
2、调频波Δfm、mf与F的关系
3、调频波的频谱
1）调频波的展开式
因为式（7―4）中的是周期为2π/Ω的周期性时间函数,可以将它展开为傅氏级数,其基波角频率为Ω,即
式中Jn（mf）是宗数为mf的n阶第一类贝塞尔函数,
2）调频波的频谱结构和特点
二、调频波的信号带宽
通常采用的准则是,信号的频带宽度应包括幅度大于未调载波1%以上的边频分量,即
|Jn（mf）|≥0.01
当mf很大时,n/mf趋近于1。
因此当mf1时,将n=mf的边频包括在频带内,此时带宽为Bs=2nF=2mfF=2Δfm
当mf很小时,如mf<
0.5,为窄频带调频,此时
Bs=2F
对于一般情况,带宽为
Bs=2（mf+1）F=2（Δfm+F）
更准确的调频波带宽计算公式为
当调制信号不是单一频率时,由于调频是非线性过程,其频谱要复杂得多。
比如有F1、F2两个调制频率,则
三、调相波
1、调相波是其瞬时相位以未调载波相位φc为中心按调制信号规律化
的等幅高频振荡。
如uΩ（t）=UΩcosΩt,并令φ0=0,则其瞬时相位
φ（t）=ωct+Δφ（t）=ωct+kpuΩ（t）
=ωct+ΔφmcosΩt=ωct+mpcosΩt
从而得到调相信号为
uPM（t）=UCcos（ωct+mpcosΩt）
调相波的瞬时频率为
2、调频波与调相波的比较（调频波与调相波的比较见下表）
在本节结束前,要强调几点:
（1）角度调制是非线性调制,在单频调制时会出现（ωc±
nΩ）分量,
在多频调制时还会出现交叉调制（ω±
nΩ1±
kΩ2+…）分量。
（2）调频的频谱结构与mf密切相关。
mf大,频带宽。
（3）与AM制相比,角调方式的设备利用率高,因其平均功率与最大功率一样。
调频波与调相波的比较表
四、内容小结
1、调频信号的时域表达式和波形
2、掌握调频信号基本参数（调制度，最大频偏，最大相偏，载波频率，载波幅度，比例系数等）之间的关系
3、调频波的带宽计算方法
五、思考题与作业
作业：
7-1；
7-2
与
学
生
互
动
板
书
解
提
问
例
题
结提
7.2调频器与调频方法
7.3调频电路
1.掌握调相波时域表达式，带宽计算方法
2.掌握调频波与调相波之间的关系
3.了解调频器的概念、技术指标以及调频方法
4.掌握变容二极管直接调频电路工作原理
1．调相波时域表达式，带宽计算方法
2．调频波与调相波之间的关系
3．变容二极管直接调频电路工作原理
变容二极管直接调频电路工作原理
8
27
15
12
3
新课讲授
一、调频器与调频方法
1.1调频器
调频特性的要求如下:
（1）调制特性线性要好。
（2）调制灵敏度要高。
（3）载波性能要好。
1.2调频方法
1．直接调频法
这种方法一般是用调制电压直接控制振荡器的振荡频率,使振荡频率f（t）按调制电压的规律变化。
若被控制的是LC振荡
器,则只需控制振荡回路的某个元件（L或C）,使其参数随调制电压变化,就可达到直接调频的目的。
2．间接调频法
实现间接调频的关键是如何进行相位调制。
通常,实现相位调制的方法有如下三种:
（1）矢量合成法。
这种方法主要针对的是窄带的调频或调相信号。
对于单音调相信号
uPM=Ucos（ωct+mpcosΩt）
=Ucosωctcos（mpcosΩt）-Usin（mpcosΩt）sinωct
当mp≤π/12时,上式近似为
uPM≈Ucosωct-UmpcosΩtsinωct
（2）可变移相法。
可变移相法就是利用调制信号控制移相网络或谐振回路的电抗或电阻元件来实现调相。
（3）可变延时法。
将载波信号通过一可控延时网络,延时时间τ受调制信号控制,即
τ=kduΩ（t）
则输出信号为
u=Ucosωc（t-τ）=Ucos［ωct-kdωcuΩ（t）］
由此可知,输出信号已变成调相信号了。
二、调频电路
2.1直接调频电路
1.变容二极管直接调频电路
1）变容二极管调频原理：
其结电容Cj与在其两端所加反偏电压u之间存在着如下关系:
2）变容二极管直接调频性能分析
（1）Cj为回路总电容,若变容管上加uΩ（t）,就会使得Cj随时间变化（时变电容）,此时振荡频率为
（2）Cj作为回路部分电容接入回路。
在实际应用中,通常γ≠2,Cj作为回路总电容将会使调频特性出现非线性,输出信号的频率稳定度也将下降。
因此,通常利用对变容二极管串联或并联电容的方法来调整回路总电容C与电压u之间的特性。
2.晶体振荡器直接调频电路
变容二极管（对LC振荡器）直接调频电路的中心频
率稳定度较差。
为得到高稳定度调频信号,须采取稳频措施,如增加自动频率微调电路或锁相环路（第8章讨论）。
还有一种稳频的简单方法是直接对晶体振荡器调频。
3.张弛振荡器直接调频电路
下图是一种调频三角波产生器的方框图。
调制信号控
制恒流源发生器,当调制信号为零时,恒流源输出电流为I;
当有调制电压时,输出电流为I+ΔI（t）,ΔI（t）与调制信号成正比。
2.2间接调频电路
下图是一个变容二极管调相电路。
它将受调制信号控
制的变容管作为振荡回路的一个元件。
Lc1、Lc2为高频扼流圈,
分别防止高频信号进入直流电源及调制信号源中。
高Q并联振荡电路的电压、电流间相移为
三、内容小结
1、掌握调相波时域表达式，带宽计算方法
2、掌握调频波与调相波之间的关系
3、了解调频器的概念、技术指标以及调频方法
4、掌握变容二极管直接调频电路工作原理
四、作业与思考题
7-3，7-4，7-5
7.4鉴频器与鉴频方法
7.5鉴频电路
1、了解部分接入变容二级管调频电路工作原理
2、了解晶体振荡器、张弛振荡器直接调频电路工作原理
3、了解间接调频电路（回路参数移相电路、RC网络移相电路）工作原理
4、掌握鉴频器性能指标
1）鉴频器性能指标
1）部分接入变容二极管调频电路
7
10
1.掌握调相波时域表达式，带宽计算方法
2.掌握调频波与调相波之间的关系
3.了解调频器的概念、技术指标以及调频方法
4.掌握变容二极管直接调频电路工作原理
一、鉴频器与鉴频方法
1、角调波的解调就是从角调波中恢复出原调制信号的过程。
调频波的解调电路称为频率检波器或鉴频器（FD）,调相波的解调电路称为相位检波器或鉴相器（PD）。
鉴频器及鉴频特性
对鉴频器的另外一个要求,就是鉴频跨导要大。
所谓鉴频跨导ＳD,就是鉴频特性在载频处的斜率,它表示的是单位频偏所能产生的解调输出电压。
鉴频跨导又叫鉴频灵敏度,用公式表示为
2、鉴频方法
1.振幅鉴频法
调频波振幅恒定,故无法直接用包络检波器解调。
鉴于二极管峰值包络
检波器线路简单、性能好,能否把包络检波器用于调频解调器中呢？
显然,若能将等幅的调频信号变换成振幅也随瞬时频率变化、既调频又调幅的FM―AM波,就可以通过包络检波器解调此调频信号。
用此原理构成的鉴频器称为振幅鉴频器。
其工作原理如下图所示。
a）振幅鉴频器框图；
（b）变换电路特性
1）直接时域微分法
设调制信号为uΩ=f（t）,调频波为
对此式直接微分可得
微分鉴频原理
2）斜率鉴频法
双离谐鉴频器的输出是取两个带通响应之差,即该鉴频器的传输特
性或鉴频特性,如图中的实线所示。
其中虚线为两回路的谐振曲线。
从图看出,它可获得较好的线性响应,失真较小,灵敏度也高于单回路鉴频器
图7―31双离谐平衡
双离谐鉴频器的鉴频特性
2.相位鉴频法
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