当前课程知识点：高频电子线路 > 第7章 角度调制与解调 > 7.3 调频信号的解调电路 > 7.3.2 相位鉴频器
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模拟相位鉴频器分为
叠加型和相乘型两类
分立元件构成的相位鉴频器
通常为叠加型
集成相位鉴频器通常为相乘型
叠加型相位鉴频器又分为
互感耦合和电容耦合两种
本讲仅介绍互感耦合相位鉴频器
从电路组成上看
它是由放大器
波形变换网络
和包络检波器组成
其中
放大器是以晶体管为核心
它把输入的中频调频波uI放大
在集电极输出限幅放大后的
等幅调频波u1
波形变换器由
互感耦合双调谐回路
电容CC和高频扼流圈L3组成
初级回路和次级回路
不仅参数相同
而且都调谐于输入调频波的
中心频率fI上
其作用是将等幅调频波变换为
幅度随瞬时频率变化的
调幅-调频波
D1 C3 R1和D2 C4 R2组成平衡包络检波器
且差分输出
其作用是将振幅的变化检测出来
对于波形变换电路
初级回路两端的电压u1
一方面通过互感耦合
在次级回路两端产生电压u2
由于L2被中心抽头分成对称的两半
所以上 下两边电压为
可用两个电压源
另一方面
通过电容CC耦合到
高频扼流圈L3两端
由于CC的高频容抗远小于L3的感抗
这样L3上的压降近似等于u1
可用表示
再接入上 下两个
平衡包络检波器
便可得到相应的等效电路
由等效电路可见
上下两个检波器的电压分别为
设上 下两个包络检波器的
电压传输系数均为kd
则输出电压分别为
此时鉴频器的输出电压
相位鉴频器实际上是通过
频率-相位 相位-幅度的变换
实现鉴频的
为了分析相位鉴频器的工作原理
我们需要知道初次级回路电压
以及电流大小及相位的关系
互感耦合回路用于
完成频率-相位的变换
为了便于分析
假设L1 C1回路的品质因数较高
L1与L2
之间的耦合较弱
这样就可以忽略L1本身以及
次级回路损耗电阻的影响
则L1 C1回路电流
表明
在图中给定的同名端下
通过互感M在L2 C2回路中
产生的感应电动势
表明
感应电动势在次级回路形成的电流
与次级回路端电压可表示为
表明
下面通过相量图分析相位鉴频器是
如何完成频率-相位和
相位-幅度的变换
当输入信号的频率f等于
调频波的中心频率fI时
次级回路谐振并呈纯电阻性
对应的相量图如图所示
进而得到U1和U2的相量关系
依据检波器输入输出电压的表达式
可知
Uao是U1与二分之U2的矢量和
为此在相量图上
它与U1合成为Uao
Ubo是与的矢量和
为此在相量图中
向上画出负的二分之U2的相量
它与U1合成为Ubo
显见
此时Uao的模与Ubo的模相等
由输出电压的表达式可知
次级回路失谐呈现感性
I2滞后U一个角度
进而得到U1和U2的相量关系
由Uao和Ubo的表达式
可画出Uao和Ubo的相量图
显见
由输出电压的表达式可知
同理
当f 次级回路失谐并呈容性 I2超前U一个角度 由此得到Uao与Ubo的相量图 此时 为了使您进一步理解相位鉴频器 我们从波形变换的角度 对其进行再认识 从相量图中不难发现 对于Uao而言 随着频率的增大 Uao的模逐渐减小 随着频率的减小 Uao的模逐渐增大 由此可画出uao的调幅调频波 uao经上包络检波器后 得到uo1波形 同理 对于Ubo而言 随着频率的增大 Ubo的模逐渐增大 随着频率的减小 Ubo的模逐渐减小 由此可画出ubo的调幅调频波 ubo经下包络检波器后 得到uo2的波形 由相位检波器原理电路可知 输出电压uo等于 uo1减去uo2 uo1和uo2两波形相减后得到了 幅度较大的uo波形 根据Uao以及Ubo随频率变化的关系可以 画出相位鉴频器的鉴频特性曲线 假设 当Δf=0时 uo = 0 表明曲线过坐标原点 当Δf>0时 uo <0 当Δf<0时 uo >0 可见 鉴频特性曲线是一条倒S形曲线 通过相位鉴频器的分析 希望您能够掌握频率-相位变换 和相位-幅度变换的过程 课下您可以通过预习 比例鉴频器的教学内容 以检验您对本讲的理解和掌握的程度
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-7.2 调频信号的产生电路
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-7.3 调频信号的解调电路
-第7章 角度调制与解调--7.3 调频信号的解调电
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