目录
一实验目的 (2)
二相位鉴频器的设计思路 (2)
三相位鉴频器的原理 (3)
1、相位鉴频器的原理框图 (3)
2、原理分析 (3)
3、相位鉴频器的鉴频特性的定性分析 (4)
四相位鉴频器的仿真结果图 (7)
1、仿真电路图 (7)
2、仿真结果图 (7)
五设计总结 (9)
六参考文献 (9)
前言
随着社会经济的迅速发展和科学技术的全面进步，以及计算机事业的飞速发展，以计算机为基础的通信技术正处于蓬勃发展的时期。随着经济水平的提高，人们对生活质量及工作软件的要求也越来越高。在当今电子领域，Multisim软件以其强大的仿真设计应用功能，在各高校的电信类专业中得到了广泛的应用，调频波的特点是振幅保持不变，而瞬时频率随调制信号的大小线性变化，鉴频的目的就是从调频波中检出低频调制信号完成频率-电压的变换作用，相位鉴频器是模拟调频信号的一种最基本的解调工具，它具有鉴频灵敏度高、解调线性好等优点。
一实验目的
1、进一步学习掌握频率解调相关原理。
2、了解电感耦合回路相位鉴频器的工作原理。
3、了解相位鉴频器的频率特性。
二相位鉴频器的设计思路
相位鉴频法的原理设计思路框图如下图所示，图中的变换电路具有线性的频率---相位转换特性，它可以将等幅的调频信号变成相位也随顺时频率变化的，既调频又调相的FM-PM波，把此FM-PM波和原来输入的调频信号一起加到鉴频器上，就可以通过鉴相器解调此调频信号，相位鉴频器的关键是相位检波器，相位检波器或鉴相器就是用来检出两个信号之间的相位差，完成相位差-电压变换作用的部件或电路。
三相位鉴频器的原理
1、相位鉴频器的原理框图
2、原理分析
上图所示电路是互感耦合相位鉴频器的基本电路。它是由调频～调幅调频变换电路和振幅检波器两部分组成。调频～调幅调频变换电路是由双耦合回路组成,其初级与次级之间采用了两种耦合方式,一是互感Ｍ耦合,即由通过互感Ｍ在次级产生,另一是通过电容
ＣＣ将耦合到高频扼流圈ZL上,因为Ｃ４、ＣＣ对高频可认为是短路,这样就可以认为全加在ＺＬ上。另外,c点为Ｌ２的中心抽头,故变换电路送给检波器的电压为
两个振幅检波器分别是由二极管、和低通滤波器、组成。其输入电压分别为和。振幅检波器的输出只与
输入信号振幅有关,而与输入信号的相位无关。鉴频器的输出是取两振幅检波输出电压之差,即Uo=Kd（U D1-U D2）
式中,和是和的瞬时振幅。两个检波器特性相同,故电压传输系数均为。
对于调频～调幅调频变换电路,由于是等幅波,而在耦合回路的通带内的振幅也可以认为是不变的。但是和之间的相位关系却随着频率变化而变化。相位鉴频器正是利用了与的相位差随频率变化,实现了调频～调幅调频变换。和均为调幅调频波,经振幅检波器可实现鉴频。
3、相位鉴频器的鉴频特性的定性分析
为了分析的简化,先假设相位鉴频器的初级回路的品质因数较高,初、次级回路的互感耦合比较弱。这样在估算初级回路电流时,就不必考虑初级本身的损耗电阻和从次级引人到初级的损耗电阻。由图3可知,初级回路中流过电感L 1的电流为:
在同名端如图所示的条件下，初级回路电流在次级回路中感应电动势为：
代入得：
次级回路路端电压U ab可由等效电路求出
式中,2221/X L C ωω=- ,是次级回路总电抗,其值随频率不同可能为正,可能为负,还可能为零。
○1当输入信号频率c f f =时, 20X =。于是
此式表明,
次级回路电压
比初级回路电压
滞后π/2,则电
压矢量图如图4 (a)所示。
因为鉴频器的输出电压
o u 与12D D U
U -
成正比,由矢量图知
12D D U U =,则鉴频器的输出电压为：12()0o d D D u K U U =-= ○
2当输入信号频率c f f >时, 20X >,这时次级回路总阻抗为
式中，2Z 是
模，其值为： θ是
的相角，其值为：
代入得
此式表明,
次级回路电压
比初级回路电压
滞后(2
π
θ+),
对
.
.2212
1
(5-69) (1)
j ab
C U U e Z M
L
πθω⎛⎫
-+ ⎪⎝⎭
=
应的矢量图如图图4 (b)所示。
从图中可知12D D U U <,则鉴频器的输出电压为：
12()0o d D D u K U U =-<
○
3当输入信号频率c f f 时, 20X <,这时次级回路总阻抗为
式中，,。
代入得
此式表明,
次级回路电压
比初级回路电压滞后(
||2
π
θ-),对应
的矢量图如图4(c)所示。从图中可知12D D U U >,鉴频器的输出电压
为：
12()0o d D D u K U U =->
图5 鉴频特性曲线
由上分析可得鉴频器输出电压o u 与频率f 的关系曲线如图5所示。在c f f =点, 0o u =,随着失谐的加大, 1D U 与2D U 幅度的差值增大,o u 的幅值加大。当ｆ>ｆ时,o u 为负。当c f
f
时,
o
u 为正。当频率偏离超过1m f 和2m f 两点时,曲线弯曲,这是由于两输入
谐振回路失谐严重
,
和
幅度都变小,合成电压也相应减小,鉴频
特性曲线下降。
.
.2
212
1
(5-74)
(1)
j ab
C U U e Z M L π
θω⎛⎫-- ⎪⎝⎭
=
