射频旗子暗记的解调：若何从FM（调频）波形旗子暗记中提取原始信息_暗记_旗子

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调频（FM）调制办法供应了比调幅（AM）调制更好的性能，但是要从调频（FM）波形中提取原始信息要困难一些。
解调FM有几种不同的方法。
在本次讲解中，我们将谈论两种解调FM旗子暗记的方法，个中一个很大略，而另一个则更繁芜一些。

产生旗子暗记

与如何解调AM（调幅）波形相同，我们将利用LTspice探索调频（FM）波形的解调，并且我们再次须要首先实行频率调制，以便进行解调。
如果您回顾一下有关仿照频率调制的内容，您会创造其数学关系不如幅度调制那么大略。
利用AM（调幅），我们只需添加一个偏移量，然后实行普通的乘法处理即可。
但是利用调频（FM），我们须要将连续变革的值添加到正弦（或余弦）函数内部的参数分量上，此外，这些连续变革的值不是基带旗子暗记，而是基带旗子暗记的积分。

射频旗子暗记的解调：若何从FM（调频）波形旗子暗记中提取原始信息_暗记_旗子射频旗子暗记的解调：若何从FM（调频）波形旗子暗记中提取原始信息_暗记_旗子互联网

因此，我们无法像AM（调幅）那样利用任意的行为电压源和大略的数学关系来天生调频（FM）波形。
但是，事实证明，实际上在LTspice软件中更随意马虎天生调频（FM）旗子暗记，我们仅将SFFM（调频旗子暗记源）选项用于普通电压源即可：

（图片来自网络侵删）

天生调频（FM）旗子暗记的界面

下面的电路是用LTspice软件创建由10 MHz载波和1 MHz正弦基带旗子暗记组成的FM波形所需的全部事情：

用LTspice软件创建由10 MHz载波和1 MHz正弦基带旗子暗记组成的FM波形

把稳，上面的电路图种调制指数为5；更高的调制指数使查看频率变革更加随意马虎。
下图显示了SFFM（调频旗子暗记源）电压源创建的FM波形旗子暗记。

用SFFM（调频旗子暗记源）电压源创建的FM波形旗子暗记

解调：高通滤波器

我们将要研究的第一种解调技能始于高通滤波器。
我们假设我们正在处理窄带FM旗子暗记。
我们须要设计高通滤波器，该高通滤波器的衰减在一个宽度是基带旗子暗记带宽两倍的频带内会发生明显变革。
让我们更加深入地磋商这个观点。

收到的FM旗子暗记将具有一个以载波频率为中央的频谱。
频谱的宽度大约即是基带旗子暗记带宽的两倍；正负两个基带频率的偏移导致产生了两个波形，并且之以是“近似”相等，是由于运用于基带旗子暗记的积分会影响调制频谱的形状。
因此，调制旗子暗记中的最低频率大约即是载波频率减去基带旗子暗记中的最高频率，而调制旗子暗记中的最高频率大约即是载波频率加基带旗子暗记中的最高频率。

我们的高通滤波器须要具有一个频率相应，从而使调制旗子暗记中的最低频率衰减得比调制旗子暗记中的最高频率大得多。
如果将此滤波器运用于FM波形中，将得到什么结果呢？将会是这样的：

经由高通滤波器滤波后的FM波形

为了进行比较，上面图同时显示了原始FM波形和高通滤波器滤波后的波形。
下图仅显示滤波后的波形，这样您可以更清楚地看到它了。

滤波后的FM波形

通过运用滤波器，我们已将频率调制转换为幅度调制。
这是一种方便的FM解调方法，由于它使我们能够受益于已开拓用于幅度调制的包络检波器电路。
用于产生该波形的滤波器无非是RC高通，其截止频率大约即是载波频率。

幅度噪声

这种解调方案的大略性自然使我们认为它不是性能最高的选择，实际上，这种方法确实存在一个紧张缺陷：它对幅度变革敏感。
发射旗子暗记将具有恒定的包络，由于频率调制不涉及载波幅度的变革，但是吸收旗子暗记将不再具有具有恒定的包络，由于幅度不可避免地受到旗子暗记在传播过程中的偏差源的影响。

因此，我们不能仅通过向AM解调器添加高通滤波器来设计可接管的FM解调器。
我们还须要一个限幅器，它是通过将吸收旗子暗记限定为一定的幅度范围内来减轻幅度变革的电路。
这种大略有效的幅度变革补救方法的存在使FM能够保持其对幅度噪声的更大（与AM比较）的鲁棒性：我们不能对AM旗子暗记利用限定器，由于限定幅度会毁坏载波中编码的信息。
另一方面，FM将所有信息编码为发射旗子暗记的瞬时特性。

解调：锁相环

锁相环（PLL）可用于创建繁芜的但高性能的FM解调电路。
PLL可以“锁定”输入波形的频率。
它通过将相位检测器，低通滤波器（又称“环路滤波器”）和压控振荡器（VCO）组合到负反馈系统中来实现此目的，锁相环（PLL）的电路事理图如下所示：

锁相环（PLL）的电路事理图

PLL锁定后，它可以创建一个输出正弦波，其跟随输入正弦波的频率变革。
该输出波形将从VCO的输出中获取。
但是，在FM解调器运用中，我们不须要与输入旗子暗记具有相同频率的输出正弦波。
相反，我们将环路滤波器的输出用作解调旗子暗记。
让我们看看为什么这样做是可行的：

鉴相器产生与输入波形和VCO输出之间的相位差成比例的旗子暗记。
环路滤波器对该旗子暗记进行平滑处理，然后将其变为VCO的掌握旗子暗记。
因此，如果输入旗子暗记的频率不断增加和减少，则VCO掌握旗子暗记必须相应地增加和减少，以确保VCO输出频率保持即是输入频率。
换句话说，环路滤波器的输出是其幅度变革对应于输入频率变革的旗子暗记，因此PLL便是这样来完成频率解调的。

总结

1、在LTspice中，可以通过将SFFM（调频旗子暗记源）选项用于标准电压源中来天生调频正弦波的。

2、一种大略有效的FM解调技能涉及一个高通滤波器（用于FM到AM的转换），然后是AM解调器。

3、在基于高通滤波器的FM解调器之前装有限幅器，以防止幅度变革对解调旗子暗记所造成的偏差。

4、锁相环（PLL）可用于实现高性能FM解调。
利用集成电路PLL的设计使这种方法看起来并不那么繁芜。