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调频波参数的测量


2017-04-28 10:30   点击:51
                        

  调频波参数的测量,主要是指最大频偏△fmax及调频系数mƒ的测量。
  设载波信号为:uω(t)=Uωsinωt
  调制信号为:uΩ(t)=UΩsinΩt
  则调频信号的表达式为:

uFM(t)=Uωsin(ωt+cosΩt)=Uωsin(ωt+mfcosΩt)

  mƒ=△ω/Ω=△ƒ/F称为调频系数,式中△ω为调频信号的最大角频率偏移,△ω=2π△ƒ,△ƒ称为调频信号的最大频偏,F为调制信号的频率。
  1、示波器法测量调频参数
  (1)调频系数mƒ的测量
  椭圆法测量频偏的原理,如图1所示:

图1 椭圆法测量频偏的原理

  cd=(2Um/Sx)sinφ0
  1)如果φ0=0,那么椭圆族的边界椭圆在横坐标上的截距eƒ的长度就对应着调频信号的最大相移,由调频信号表达式可知,这个最大相移等于mƒ此时

  

  gh为椭圆族在水平方向的最大偏转距离, Sx为示波器的水平偏转灵敏度。
  电路中移相器的作用就是使φ0=0,调节移相器,当荧光屏上发光面最窄时,即有φ0=0。

  

  2)稳定椭圆法
  稳定椭圆法测量频偏的原理如图6-11(a)所示。测量时,调频信号u与本振信号uc加到混频器。其输出端的差频电压(差额Δf为:ΔfmaxsinΩt)经放大后,加到示波器Y轴输入端;而辅助振荡器的输出接至示波器的X轴输入端,频率应在略宽于Δf的范围内平滑可调。未调制时,混频器输出的差频为零,屏幕上为一条水平直线。有调制时,混频器输出的差频信号将按Δfmax|sinΩt|的规律变化,如图6-11(b)所示。由于差额信号在Δfmax附近的变化很慢,当辅助振荡器的输出频率等于Δfmax时,在荧光屏上可以得到一个较亮的、几乎稳定不动的椭圆,这是辅助振荡器的频率与频偏Δfmax相等的标志。
  如果载波的频率变化,上述方法将带来误差。因此,在未调制时,使本振频率不等于载波频率fc,而是同fc相差一个数十kHz的fmax。在有调制时,混频器输出端的差频将按如图6-11(c)所示的规律变化。改变辅助振荡器的频率,当它分别为f1和f2时,在示波器上就得到最亮的稳定椭圆图形,则被测调频波的频偏由下式决定。

  (2)频偏的测量
  1)脉动椭圆法

ƒmax=mƒF=Farcsin 

  2)稳定椭圆法

(a)原理图

      

(b)静态频差为零时的频差彼岸花规律     (c)静态频差为ƒm时的频差变化规律

  2、电子计数法测量调频参数
  
  
  

  3、频偏仪测量法
  (1)鉴频器法
  鉴频法频偏仪测量框图,如图2所示:

图2  鉴频法频偏仪测量框图

  (2)积分滤波法
  积分滤波法法频偏仪测量框图,如图3所示:

图3  积分滤波法法频偏仪测量框图

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