《高频电子线路》—— 调频方法

《高频电子线路》—— 调频方法

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/2301_79288228/article/details/143511387

调频（Frequency Modulation，简称FM）是一种常用的信号调制方式，在无线通信、广播等领域有着广泛的应用。本文将详细介绍调频方法的分类、技术指标、直接调频方法与电路、间接调频方法与公式以及调频抗噪性能等内容。

调频方法

分类

间接调频是通过调相来实现调频。

调频技术指标

寄生调幅尽量小，就是对载波V0的影响尽量的小。因为在对调频进行解调的时候，有时候会用包络检波，因此希望寄生调幅尽量小。

小结

直接调频方法与电路

直接调频方法

主要学习用变容二极管来进行直接调频。

变容二极管直接调频电路

Cj：变容二极管

优缺点以及提升稳定性的方法

锁相环可以锁定频率，来提升频率的稳定性。

晶体振荡器直接调频电路

实际上是由晶体振荡器 + 变容二极管来组成。

小结

间接调频方法与公式

间接调频方法

• 移相法：改变相位，相位等于频率乘以时间，改变相位所以可以调频。
• 移时法：改变时间t，那么就可以改变ω0*t，那么就可以改变相位。
• 矢量合成法

移相法

通过调制信号去改变载波的相位，令其相位根调制信号呈线性关系，然后形成调相波。

LC移相网络

当调制信号变化的时候，变容二极管的结电容改变，导致LC的谐振回路频率改变。所以频率改变以后，就跟原本的中心频率f0存在一个频率差，就是频偏，有了频偏以后就会有相偏，调制信号就与相偏呈线性关系，从而实现调相。

移时法

• 改变时延，将刚刚的模块改为可变时延的网络，调制信号去改变时间τ，然后将其放入t里面。
• 相位等于时间τ乘以角频率ω0，由于相位与调制信号频率成正比，所以时延τ与调制信号频率成正比。

矢量合成法

sin[kp·vΩ(t)]实际上代表的是频偏，求一个max就是最大频偏，若最大频偏小于三十度，就意味着这个角度kp·vΩ(t)比较小，此时sinα ≈ α，cosα ≈ 1。化简后实际上就是普通调幅的表达式，前面一项就代表着载波，第二部分就代表着载波的幅度随着调制信号的变化而变化。

提升频偏

混频只会改变中心频率，不会改变频率的结构（频偏）。

间接调频的实现

• 窄带调相（矢量法）前面加上一个积分以后，就属于一个间接的调频方法，窄带调相得到的就是窄带调频的方法，需要通过倍频产生宽带调频。
• 经过N1的倍频后，载波频率变为了N1·f0，频偏也变为了N1·Δf，通过一个混频器，在外振荡器加上一个频率本地振荡频率f1以后，中心频率变为了(f1 - N1·f0)的绝对值，并且混频不改变频偏。混频之后可以接着采用倍频，倍频和混频的过程可以使用多次，直到满足要求。

小结

调频抗噪性能（可靠性）

信噪比

• 由于调频指数mf远大于1，调幅指数ma通常在0和1之间，故调频FM的抗噪性能优于调幅AM。
• 当调频指数mf比较大的时候，其带宽也比较大，所以调频的抗噪性能也是以牺牲带宽为代价。（“牺牲”一词用于描述为了获得更好的抗噪性能而占用了更多的频谱资源这一现象是合理的）
• 常常所说的调频都是宽带调频，例如FM收音机比AM收音机好。

FM抗噪性能优于AM的原因

调频信号经过解调之后，调制信号的功率不变。

调频加重技术

在高频端，N0的增长速度非常快，因此导致鉴频器的输出信噪比在高频端下降.

预加重和去加重

• 鉴频器输出的噪声在高频端其功率比较大，因此需要认为的加一个低通滤波器，去滤除高频端的频率，就可以滤除高频段的噪声，所以在接收端采用一个低通滤波器去滤除高频端的频率，进而减小高频端的噪声。
• 由于低通滤波器衰减了高频的噪声，同时也衰减了高频端的信号，所以要在接收端用一个高通滤波器去人为的补偿高频信号，最后对于信号而言就是没有影响；对于噪声而言，由于有低通滤波器，所以极大衰减了高频部分的噪声，从而降低了高频端的噪声功率，就改善了高频端输出信噪比下降的问题。

小结