鉴频器的基本原理

鉴频器的基本原理

1.斜率鉴频器的原理

调频波是一个频率随调制信号变化而变化的等幅波，如果能把频率的变化通过振幅的变化反映出来(而且成正比例关系)，那么我们就可以用振幅包络检波电路把振幅的包络取下来，得到所需要的调制信号。根据这个思想，有鉴频器的原理方框图如图10.14所示。



2.相位鉴频器原理

相位鉴频器的思想与斜率鉴频一致，即将等幅调频信号送入频率—相位变换电路，变换成相位与瞬时频率成正比的调相—调频信号，再送入相位检波电路还原出调制信号，其方框图如图10.15所示。



10.3.2 单失谐回路斜率鉴频电路

若把信号加到LC并联谐振回路上，则其输出特性在本书2.4节中已经描述。我们知道，并联谐振回路的幅频特性有两个斜变部分，我们就是利用失谐的谐振回路来替代微分电路实现调频—调幅变换的。通常把单个失谐回路与振幅检波器组成的鉴频器称为单失谐回路斜率鉴频器，如图10.16所示。它包含频幅变换电路和包络检波电路两部分。



频幅变换是一个以LC并联谐振回路作负载的调谐放大器，其回路的谐振频率不是调谐在输入调频信号的中心频率fc上，而是高于或低于fc，因此称之为失谐回路。利用其斜变部分就可把等幅调频波变成调频调幅波其波形变换过程，如图10.17所示。

如果失谐回路的谐振频率f0>fc，即输入调频信号工作于回路谐振曲线的上升部分时，对应调频信号频率高的部分，即周期短，曲线密的部分，由于接近f0，失谐量小（如图中A点），输出振幅就大。反之，对应调频信号频率低的部分，由于原理f0，是区谐量大（如图中B点），输出幅度就小。因此可得调频调幅波如图10.17所示。的如果谐振回路的斜变部分是线性的，则调频调幅波包络的变化规律与调频波瞬时频率的变化规律是一致的，即反映了调频波频率的变化规律。从而经振幅检波后，就能得到原调制信号uΩ(t)。

对于fo<fc，其分析方法与fo>fc情况一致，这里不再叙述。单失谐回路谐振曲线的线性度差，所以单失谐回路斜率鉴频器输出波形失真大，质量不高，我们常用双失谐回路斜率鉴频器。

10.3.3 双失谐回路斜率鉴频电路

为了扩大鉴频特性的线性范围，提高鉴频灵敏度，实用的斜率鉴频器都是采用两个单失谐回路构成的平衡电路，如图10.18所示。

图中，将初级回路调谐于调频信号的中心频率fc，次级由两个单失谐回路斜率鉴频器对称构成，只是两个失谐回路的谐振频率不同，一个比fc高，另一个比fc低



现假定f01﹥f0﹥f02，且f01与f02相对fc是对称的，则双失谐回路的幅频特性，如图10.19所示。



假若D1、D2的检波效率为Kd=1，则u01(f)的幅频特性等同于u1(f)，u02(f)的幅频特性等同于u2(f)，则输出u0(f)= u01(f)－u02(f)。uo (f)则是一条“S”型曲线，称鉴频器的S鉴频曲线，如图10.20所示。



可见，尽管两个失谐回路的斜变部分线性很小，大体上是非线性的，但如果调整得当，就可使两曲线互补，使合成曲线是平直的。因此，双失谐回路鉴频器的线性好，线性段长。此外，还可看出，鉴频特性线性段的斜率也比单失谐回路的大，即鉴频灵敏度高。所以在同样频偏下，可获得振幅近一倍的输出电压。故这种双失谐回路斜率鉴频器在实践中，得到了广泛的运用。

10.3.4 鉴频器的主要性能指标

对于鉴频电路，其主要性能指标有鉴频线性性、鉴频线性范围和鉴频灵敏度。

(1) 鉴频线性性指在工作频率范围内，要求鉴频特性曲线尽可能保持线性关系，即输出电压与调频波瞬时的变化保持线性关系。

(2) 鉴频线性范围指鉴频特性能近似保持线性关系的范围。



例 10.3 某微波接收机，中频鉴频器采用双失谐回路斜率鉴频器，如图10.18所示。已测得它的鉴频特性曲线如图10.21所示，现输入调频信号为