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 王翠珍，唐金元

 （海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)，山東青島266041）

摘要：鑒頻器電路是無線電接收機(jī)中常用的調(diào)頻信號解調(diào)電路。在介紹單回路離諧斜率鑒頻器和雙回路離諧斜率鑒頻器電路工作特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析了利用Multisim 10.0仿真軟件對兩類斜率鑒頻電路進(jìn)行構(gòu)建和鑒頻波形仿真的方法。仿真結(jié)果表明，單回路離諧斜率鑒頻器電路簡單，但輸出信號小、非線性失真較大，雙回路離諧斜率鑒頻器波形輸出信號大、失真較小、通頻帶較寬，但電路調(diào)整較困難，調(diào)整時要注意使電路對稱。

 關(guān)鍵詞：斜率鑒頻器；仿真；波形變換；單回路；雙回路

 中圖分類號：TN7  文章編號：1006 - 2394( 2016) 04 - 0027 - 03

0引言

 斜率鑒頻器是調(diào)頻信號的解調(diào)電路，因電路簡單、容易實(shí)現(xiàn)，實(shí)際中應(yīng)用較為廣泛。斜率鑒頻器是將調(diào)頻波通過具有合適頻率特性的線性網(wǎng)絡(luò)，使其振幅按照瞬時頻率的變化規(guī)律變化，經(jīng)過包絡(luò)檢波器輸出反映振幅變化規(guī)律（即調(diào)頻信號頻率變化規(guī)律）的解調(diào)電壓。

1鑒頻特性分析

 斜率鑒頻器由調(diào)頻-調(diào)幅變換器和包絡(luò)檢波器兩部分組成，如圖1所示，其工作原理如圖2所示。

 圖2a）為原音頻調(diào)制信號，圖2b）為調(diào)頻信號，圖2c）為經(jīng)過調(diào)頻．調(diào)幅波形變換器變換后得到的調(diào)頻．調(diào)幅信號（FM-AM波），其振幅變化規(guī)律與調(diào)頻波頻率的變化規(guī)律相同，圖2d）是經(jīng)過包絡(luò)檢波器檢波后輸出的低頻信號波形，與原調(diào)制信號波形相同，該電路利用波形變換原理實(shí)現(xiàn)鑒頻。

 斜率鑒頻器根據(jù)電路結(jié)構(gòu)不同分為單回路離諧斜率鑒頻器和雙回路離諧斜率鑒頻器。

 利用Multisim 10.0電路仿真軟件對其波形仿真可以更有助于對電路原理理解、波形觀察、參數(shù)設(shè)計(jì)和電路調(diào)整。

2  單回路離諧斜率鑒頻器特性及仿真

 斜率鑒頻器的關(guān)鍵部分就是調(diào)頻-調(diào)幅變換器。把調(diào)頻波轉(zhuǎn)換成FM-AM波最簡單的方法就是利用失諧的LC并聯(lián)回路。圖3a）是單諧振回路幅頻特性曲線。如果選中曲線中接近于直線的那部分線段，使調(diào)頻信號中心頻率f置于其幅頻特性曲線傾斜區(qū)的中點(diǎn)，即使諧振回路對于諧振頻率f e是失諧的，則當(dāng)調(diào)頻波瞬時頻率按某一規(guī)律變化（如圖3c）中的正弦規(guī)律變化）時，諧振回路輸出調(diào)頻信號的振幅將基本不失真地按瞬時頻率的變化而變化。其原理是當(dāng)調(diào)頻波電流流過回路時，回路對于不同瞬時頻率的失諧所呈現(xiàn)的阻抗不同，回路電壓振幅將隨調(diào)頻波的瞬時頻率f而變化。當(dāng)f>f e時，回路失諧小，回路輸出電壓大，當(dāng)f<f e時，回路失諧大，回路輸出電壓就小。當(dāng)調(diào)頻波的瞬時頻率隨調(diào)制信號調(diào)變時，回路阻抗的失諧度也在調(diào)變，使回路輸出電壓振幅受到調(diào)變，這時的并聯(lián)回路電壓就是一個調(diào)頻，調(diào)幅波，變換后的調(diào)幅．調(diào)頻波如圖3b）所示。因此，單諧振回路就是一個能夠把調(diào)頻波變換成調(diào)幅-調(diào)頻波的變換器。變換后得到的調(diào)頻，調(diào)幅信號再通過包絡(luò)檢波器，就可檢出反映在包絡(luò)變化上的調(diào)制信號。因?yàn)橹挥幸粋�諧振回路，且工作在離諧狀態(tài)，又稱為單回路離諧斜率鑒頻器。

  圖4是單回路斜率鑒頻器的仿真電路及仿真波形圖。圖中C1、L1并聯(lián)諧振回路對于調(diào)頻波的中心頻率f(l MHz)是失諧的，D1是檢波二極管，C2、R3、C3組成低通濾波器，R1為負(fù)載，V2可減少檢波器輸入小信號時產(chǎn)生失真。失諧網(wǎng)絡(luò)的輸出波形（檢波器輸人波形）、檢波器輸出波形可通過示波器觀察。圖4b）中下波形輸入為調(diào)頻信號時失諧網(wǎng)絡(luò)輸出的調(diào)幅調(diào)頻波形，上波形為檢波輸出的調(diào)制信號波形。

  單回路離諧鑒頻器的優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡單，但由于回路諧振曲線的彎曲，非線性失真比較大。

3雙回路離諧斜率鑒頻器仿真

 為克服單回路離諧斜率鑒頻器非線性失真大的缺點(diǎn)，設(shè)備中常用雙回路離諧斜率鑒頻器，其仿真電路如圖5a）所示。圖中回路的L1C1調(diào)諧在比f e高出△f的

 R5、C5、C6和R6、C7、C8為兩個低通濾波器。由于兩個LC回路對．f e失諧，并且分別調(diào)諧于f e的兩側(cè)，因此又稱為并聯(lián)諧振參差鑒頻器，相當(dāng)于兩個對稱的單離諧斜率鑒頻器串聯(lián)。當(dāng)輸入信號電壓頻率等于中心頻率f e時，兩LC并聯(lián)諧振回路的失諧程度相同，D3、D2上的電壓u1、u2振幅相等，檢波后電壓大小相等，但極性相反，所以輸出電壓u0等于零；當(dāng)輸入信號頻率f>f e時，LIC1回路失諧程度減小，加到D3上的電壓u1振幅增大，而L2 C3回路失諧程度加大，加到D2上的電壓u2振幅減小，即u1>u2，經(jīng)檢波后鑒頻器輸出一正電壓；同理，當(dāng)輸入信號頻率f<f e時，鑒頻器輸出為一負(fù)電壓。當(dāng)調(diào)頻信號加到電路輸入端時，鑒頻器的輸出波形幅度變化規(guī)律與調(diào)頻信號頻率變化規(guī)律相同，即輸出端得到低頻調(diào)制信號。

 雙回路離諧鑒斜率頻器的仿真波形如圖5b）所示。示波器XSC1用來顯示雙失諧電路的輸出信號波形和檢波電路輸出低頻調(diào)制信號波形，可見雙離諧回路的輸出為單離諧回路輸出的兩倍，使得電路的鑒頻靈敏度得到提高。

 雙回路離諧斜率鑒頻器與單回路離諧斜率鑒頻器相比，它的通頻帶比較寬，因而允許輸入調(diào)頻波的頻偏較大，且其鑒頻特性有所改善，但電路調(diào)整比較困難，因上下回路之間總是存在著耦合，不易將這兩個回路調(diào)整到對稱失諧。

4結(jié)束語

 通過Multisim 10.0仿真軟件對斜率鑒頻器電路進(jìn)行仿真，可輕松了解電路的解調(diào)特性和規(guī)律，為鑒頻電路的分析、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和調(diào)試提供有利的保證。

 斜率鑒頻器電路是無線電設(shè)備中常用的調(diào)頻信號解調(diào)電路，其利用波形變換原理實(shí)現(xiàn)鑒頻，容易理解且電路簡單，應(yīng)用廣泛，但應(yīng)該注意該鑒頻電路的線性特性較差，不適合對信號要求較高的場合。