調(diào)頻與鑒頻電路課程簡介1調(diào)頻與鑒頻電路本課程將深入介紹調(diào)頻與鑒頻電路的基本原理、結(jié)構(gòu)、性能指標、應(yīng)用和發(fā)展趨勢。2教學目標通過學習本課程，學生將能夠掌握調(diào)頻與鑒頻電路的基本知識和技能。3教學內(nèi)容課程內(nèi)容包括調(diào)頻原理、調(diào)頻電路結(jié)構(gòu)、鑒頻原理、鑒頻電路分類、鎖相環(huán)、單側(cè)帶調(diào)制與解調(diào)、調(diào)頻接收機結(jié)構(gòu)等。調(diào)頻原理1載波頻率變化調(diào)制信號改變載波頻率2頻率偏移頻率偏移量與調(diào)制信號幅度成正比3頻率譜調(diào)頻信號頻率譜較寬調(diào)頻電路結(jié)構(gòu)調(diào)頻電路主要由**調(diào)制器**和**發(fā)射機**組成。調(diào)制器將音頻信號轉(zhuǎn)換為高頻信號，發(fā)射機將高頻信號發(fā)送出去。調(diào)頻電路的結(jié)構(gòu)簡單，可以采用多種方案實現(xiàn)。調(diào)頻電路的性能主要取決于**調(diào)制器**的性能。正弦波調(diào)頻1頻率變化載波頻率隨調(diào)制信號正弦變化2調(diào)制信號決定載波頻率偏移3載波頻率中心頻率三角波調(diào)頻三角波調(diào)頻使用三角波作為調(diào)制信號，可實現(xiàn)線性調(diào)頻。調(diào)頻范圍調(diào)頻范圍取決于三角波的頻率和振幅。應(yīng)用三角波調(diào)頻常用于雷達系統(tǒng)和測距設(shè)備。鋸齒波調(diào)頻1頻率變化鋸齒波調(diào)頻中，載波頻率隨時間線性變化。2上升沿在鋸齒波的上升沿，載波頻率逐漸增加。3下降沿在鋸齒波的下降沿，載波頻率迅速下降至初始值。調(diào)頻電路性能指標鑒頻原理頻率變化鑒頻器通過檢測調(diào)頻信號的頻率變化來還原原始信號。電壓轉(zhuǎn)換頻率變化被轉(zhuǎn)換為與原始信號成比例的電壓，從而重建原始信號。還原信號經(jīng)過濾波和放大后，最終還原出原始的音頻或視頻信號。鑒頻電路分類平衡型鑒頻電路利用相位差產(chǎn)生電壓相位比較器鑒頻電路通過比較相位產(chǎn)生電壓鎖相環(huán)型鑒頻電路通過環(huán)路控制頻率平衡型鑒頻電路平衡型鑒頻電路是利用兩個相同頻率但相位差為180度的信號，通過相加或相減來實現(xiàn)鑒頻功能。當輸入信號頻率變化時，兩個信號的相位差也會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致輸出信號的幅度發(fā)生變化。這種電路的特點是結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，但精度不高，主要用于低頻信號的鑒頻。相位比較器鑒頻電路原理通過比較輸入信號與參考信號的相位差，產(chǎn)生一個與頻率成正比的電壓輸出，從而實現(xiàn)頻率解調(diào)。特點結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但對輸入信號的相位噪聲敏感。鎖相環(huán)型鑒頻電路鎖相環(huán)(PLL)鑒頻電路是一種常用的鑒頻方法，它通過將輸入信號與本地參考信號進行比較，然后根據(jù)頻率差來控制本地參考信號的頻率，最終實現(xiàn)對輸入信號頻率的跟蹤。PLL鑒頻電路具有較高的靈敏度和精度，并且可以有效地抑制噪聲，因此被廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)等領(lǐng)域。鎖相環(huán)的工作原理1比較比較輸入信號和參考信號的相位差2濾波濾除噪聲和高頻成分，平滑控制信號3控制控制振蕩器頻率，使輸出信號與參考信號同步鎖相環(huán)的性能參數(shù)參數(shù)描述帶寬鎖相環(huán)跟蹤頻率變化的能力鎖定時間鎖相環(huán)從非鎖定狀態(tài)到鎖定狀態(tài)所需的時間相位誤差輸出信號與輸入信號之間的相位差噪聲抑制鎖相環(huán)抑制噪聲的能力鎖相環(huán)的設(shè)計方法1確定環(huán)路帶寬根據(jù)系統(tǒng)要求選擇合適的環(huán)路帶寬，以滿足跟蹤性能和噪聲抑制要求2選擇濾波器類型濾波器的類型和參數(shù)對環(huán)路的穩(wěn)定性和噪聲抑制有很大影響3設(shè)計電壓控制振蕩器VCO的頻率范圍和線性度對環(huán)路的性能有很大影響鎖相環(huán)的應(yīng)用頻率合成器鎖相環(huán)用于產(chǎn)生精確的頻率信號，廣泛應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)、電子設(shè)備中。調(diào)制解調(diào)鎖相環(huán)可用于調(diào)制和解調(diào)信號，例如在調(diào)頻無線電接收機中。伺服系統(tǒng)鎖相環(huán)可用于控制電機、伺服機構(gòu)等，實現(xiàn)精準的控制。數(shù)字信號處理鎖相環(huán)可用于數(shù)字信號處理，例如時鐘恢復(fù)、數(shù)據(jù)同步等。單側(cè)帶調(diào)制和解調(diào)1調(diào)制將低頻信號加載到高頻載波上2單側(cè)帶只保留一個邊帶，節(jié)省帶寬3解調(diào)從載波中提取出低頻信號單側(cè)帶調(diào)制電路濾波器濾波器是單側(cè)帶調(diào)制電路的核心，它用于濾除不需要的邊帶信號，僅保留一個邊帶信號。平衡調(diào)制器平衡調(diào)制器用于將載波信號和調(diào)制信號混合，產(chǎn)生上下邊帶信號。單側(cè)帶解調(diào)電路單側(cè)帶解調(diào)電路用于將單側(cè)帶信號恢復(fù)成原始信號。常見的單側(cè)帶解調(diào)電路包括同步解調(diào)和包絡(luò)檢波解調(diào)。同步解調(diào)需要使用與發(fā)送端相同的載波頻率信號進行解調(diào)。包絡(luò)檢波解調(diào)則利用單側(cè)帶信號的包絡(luò)與原始信號的幅度變化成正比的特點進行解調(diào)。調(diào)頻接收機的結(jié)構(gòu)調(diào)頻接收機由以下部分組成：天線：接收來自發(fā)射機的調(diào)頻信號。高頻放大器：放大接收到的微弱信號。混頻器：將接收到的高頻信號與本機產(chǎn)生的本地信號混合，生成中頻信號。中頻放大器：放大中頻信號，并進行濾波。鑒頻器：將中頻信號轉(zhuǎn)換為音頻信號。音頻放大器：放大音頻信號。揚聲器：將音頻信號轉(zhuǎn)換為聲音。中頻放大與選頻1放大中頻放大器用于放大接收到的信號，提高信號強度，使其能夠克服噪聲和干擾。2選頻中頻選頻器用于選擇接收信號的頻率，抑制其他頻率的干擾信號。檢波、噪聲及其抑制檢波檢波是將調(diào)制信號從載波中分離出來的過程。常用的檢波方法包括包絡(luò)檢波和相位檢波。噪聲噪聲是影響信號質(zhì)量的隨機干擾。常見噪聲類型包括熱噪聲、閃爍噪聲和宇宙噪聲。噪聲抑制噪聲抑制方法包括濾波、增益控制和編碼技術(shù)。濾波可以去除特定頻率的噪聲，增益控制可以降低噪聲的幅度，編碼技術(shù)可以增加信號的抗噪聲能力。AGC電路1自動增益控制AGC電路自動調(diào)節(jié)接收機的增益，以保持輸出信號的穩(wěn)定性。2信號強度變化它補償信號強度變化，確保接收機始終保持最佳工作狀態(tài)。3噪聲抑制AGC電路可以抑制噪聲，提高信號的信噪比。擴頻通信低功率信號能量分散在寬頻帶上，提高了抗干擾能力抗干擾性強不易被干擾信號所影響安全性高對非授權(quán)用戶很難識別和截獲擴頻技術(shù)的原理1頻譜擴展將窄帶信號擴展到更寬的頻譜2偽隨機碼用偽隨機碼對信號進行調(diào)制3抗干擾性提高抗干擾能力，降低誤碼率擴頻系統(tǒng)的特點抗干擾性強擴頻信號的帶寬很寬，不易被干擾信號淹沒，提高了抗干擾能力。保密性高擴頻信號的頻率和碼片序列隨機變化，難以被截獲和破譯，保證了通信的安全性。多址接入能力強多個用戶可以在同一頻段內(nèi)進行通信，無需相互干擾，提高了頻譜利用率。擴頻技術(shù)的應(yīng)用移動通信CDMA,GSM,LTE等移動通信系統(tǒng)。無線網(wǎng)絡(luò)Wi-Fi，藍牙，Zigbee等。導(dǎo)航定位GPS，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。課程小結(jié)調(diào)頻與鑒頻我們學習了調(diào)頻和鑒頻電路的基本原理，包括調(diào)頻方式、