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利用间接调频法实现信号传输

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:所谓间接调频法是将调制信号通过一个积分电路,得到一个新的调制信号,然后再对载波进行调相,从而得到实际的调频波输出。由于间接调频法不是在发射极主振级进行,而是在主振级后面某一级进行,所以主振级具有较高的频率稳定度。因此,间接调频法获得调频波输出的关键是调相。用矢量合成法调相完成间接调频是一种实用的调频方法。

利用间接调频法实现信号传输

所谓间接调频法是将调制信号通过一个积分电路,得到一个新的调制信号,然后再对载波进行调相,从而得到实际的调频波输出。由于间接调频法不是在发射极主振级进行,而是在主振级后面某一级进行,所以主振级具有较高的频率稳定度。因此,间接调频法获得调频波输出的关键是调相。具体的调相方法包括:

(1)直接调相,通过改变LC网络的相移特性引起输出信号的相位移动。

(2)矢量合成法,通过正交矢量叠加引起合成矢量的相位改变。

(3)可变延时法,通过改变延时达到移相目的。

1.可变移相法调相电路(直接调相)

可变移相法利用一个可控的移相网络直接对输入信号进行移相。常见的移相网络有RC移相网络和LC谐振回路。在这两种移相网络中一般都利用变容二极管作为非线性元件,构成电压-相位控制关系。用变容二极管构成的LC移相网络的原理电路如图7-2-7所示,作为移相部件的LC谐振回路有L,C和变容二极管Cj组成。

图7-2-7 可变移相法调相的原理电路

根据LC谐振回路的相频特性,在中心频率ω0附近有

显然,若此LC谐振回路的谐振频率ω0与输入载波信号的频率ωc相同时,输出信号相位与输入相同;当谐振频率与载频不同时,输出信号将产生相移。由于此电路中LC谐振回路的谐振频率与变容二极管的电容有关,而变容二极管的偏置电压与调制信号有关,因此可以通过调制信号改变LC回路的谐振频率,进而改变输出信号的相移。

将上式代入(7-2-21)得到相移与调制信号的关系

2.矢量合成法调相电路

矢量合成法又称为Armstrong法。该方法的原理是:一个调相信号可以表示为两个正交矢量的叠加,即

矢量图如图7-2-8所示,即调相信号可以用载波信号和另一个与它正交的载波信号与调制信号的乘积叠加得到,所以矢量合成法调相可以用图7-2-9的结构完成。

图7-2-8 矢量合成法调相的矢量图

图7-2-9 矢量合成法调相电路的结构

矢量合成法调相的特点是电路简单,载频振荡器与调制电路分离,所以载波频率稳定,并且这个电路结构很适于集成。但由于mp很小,意味着窄带调相,矢量合成法调相只能完成窄带调相。用矢量合成法调相完成间接调频是一种实用的调频方法。但是由于只能完成窄带调频,通常要进行扩大频偏处理。(www.xing528.com)

3.可变时延法调相电路

从时域观点看,移相相当于延时。可变延时法就是设法使载波的延时与调制信号联系起来,在频域实现调相。该方法可以完成的调相范围要比前面两种大许多。

图7-2-10所示为可变延时法调相的电路结构原理图和各关键点的波形,其工作原理是利用载频振荡器去控制一个锯齿波发生器,产生与载波频率相同的锯齿波脉冲。此脉冲与带有偏置的调制信号比较,比较的结果产生一系列前沿位置不同的脉冲。此前沿位置与原来载波的相位关系就是需要的调相关系。将每个脉冲的前沿位置取出成为一个相位被调制的脉冲序列,再通过带通滤波器将其中的基频成分滤出就是最后的调相波。这个方法可以产生相移接近±π的线性调相信号,其主要缺点是在调制过程中需要产生多种非正弦信号,所以一般难以达到很高的载波频率。

图7-2-10 矢量合成法调相电路的结构

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