【導(dǎo)讀】調(diào)頻就是用調(diào)制信號(hào)控制載波的頻率變化。直接調(diào)頻就是用調(diào)制信號(hào)直接去控制載波振蕩器的頻率，使其按照調(diào)制信號(hào)的規(guī)律線性的變化。
1.調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生
調(diào)頻的方法主要有兩種：直接調(diào)頻和間接調(diào)頻。
1）直接調(diào)頻法
調(diào)頻就是用調(diào)制信號(hào)控制載波的頻率變化。直接調(diào)頻就是用調(diào)制信號(hào)直接去控制載波振蕩器的頻率，使其按照調(diào)制信號(hào)的規(guī)律線性的變化。
圖1 FM調(diào)制器
由上圖可知，F(xiàn)M調(diào)制可以由外部電壓控制震蕩頻率的振蕩器叫做壓控振蕩器(VCO)。每個(gè)壓控振蕩器自身就是一個(gè)FM調(diào)制器，因?yàn)樗恼鹗庮l率正比于輸入控制電壓，即
若用調(diào)制信號(hào)作控制電壓信號(hào)，就能產(chǎn)生FM波。
若被控制的振蕩器是LC振蕩器，則只需控制震蕩回路的某個(gè)電抗元件(L或者C)，使其參數(shù)隨調(diào)制信號(hào)變化。目前常用的電抗元件是變?nèi)荻O管。用變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻，由于電路簡(jiǎn)單，性能良好，已經(jīng)成為目前最廣泛采用的調(diào)頻電路之一。
在直接調(diào)頻法中，振蕩器與調(diào)制器合二為一。這種方法的主要特點(diǎn)是在實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻的要求下，可以獲得較大的頻偏。其主要缺點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度不高，因此往往需要采用自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)來(lái)穩(wěn)定中心頻率。
2）間接調(diào)頻法
間接調(diào)頻法(簡(jiǎn)稱(chēng)間接法)是將調(diào)制信號(hào)積分，然后對(duì)載波進(jìn)行調(diào)相，即可產(chǎn)生一個(gè)NBFM信號(hào)，再經(jīng)n次倍頻器得到WBFM信號(hào)，其原理框圖如下圖所示。這種產(chǎn)生WBFM的方法稱(chēng)為阿姆斯特朗法或間接法。
圖2 間接法產(chǎn)生WBFM
圖中倍頻器的作用是提高倍頻指數(shù)，從而獲得寬帶調(diào)頻WBFM。倍頻器可以用非線性器件實(shí)現(xiàn)，然后用帶通濾波器濾去不需要的頻率分量。間接法的優(yōu)點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度高，缺點(diǎn)是需要多次倍頻和混頻，因此電路較復(fù)雜。
2.調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)
調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)也分為相干解調(diào)和非相干解調(diào)。相干解調(diào)僅適用于NBFM信號(hào)，而非相干解調(diào)對(duì)NBFM和WBFM信號(hào)均適用。
1)非相干解調(diào)
調(diào)頻信號(hào)的一般表達(dá)式為：
這就是說(shuō)，調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)是要產(chǎn)生一個(gè)與輸入調(diào)頻信號(hào)的頻率成線性關(guān)系的輸出電壓。完成這種頻率--電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系的器件是頻率檢波器，簡(jiǎn)稱(chēng)鑒頻器。
鑒頻器有多種，下圖3描述了一種用振幅鑒頻器進(jìn)行非相干解調(diào)的原理框圖。圖中，微分器和包絡(luò)檢波器構(gòu)成了具有近似理想鑒頻特性的鑒頻器。微分器的作用是把幅度恒定的調(diào)頻波變成幅度和頻率都隨調(diào)制信號(hào)變化的調(diào)幅調(diào)頻波，即
而包絡(luò)檢波器則將其幅度變化檢出并濾去直流，再經(jīng)低通濾波器后解調(diào)輸出，即
圖3 振幅鑒頻器的原理框圖
圖3中限幅器的作用是消除信道中噪聲和其他原因引起的調(diào)頻波的幅度起伏，帶通濾波器(BPF)是讓調(diào)頻信號(hào)順利通過(guò)，同時(shí)濾除帶外噪聲及高次諧波分量。
鑒頻器的種類(lèi)很多，除了上述的振幅鑒頻器之外，還有相位鑒頻器、比例鑒頻器、正交鑒頻器、斜率鑒頻器、頻率負(fù)反饋解調(diào)器、鎖相環(huán)(PLL)鑒頻器等。
2)相干解調(diào)
由于NBFM信號(hào)可分解成同相分量和正交分量之和，因而可以采用線性調(diào)制中的相干解調(diào)來(lái)進(jìn)行解調(diào)。
可見(jiàn)，相干解調(diào)可以恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)。這種調(diào)制方式與線性調(diào)制中的相干解調(diào)一樣，要求本地載波與調(diào)制載波同步，否則將使解調(diào)信號(hào)失真。
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