[发明专利]频率解调电路

说明书

本发明涉及频率解调电路，用于从调频载波信号中检出调制后的信号。

调频(以下称FM)对于外部噪声来说要比调幅具有更高的信/噪比，且它是用来发射电视伴音、调频立体声广播等所共用的调制系统。

用于从调频载波信号中检出调制后的信号的调频检波器通常采用比率检波器、福斯持-西利检波器等，但随着半导体技术的发展，接收机也采用了正交检测器、锁相环型检波器等。

图6是上文提到的正交检波器的方框图。在该图中，标号1代表90°移相的其上输入了调频载波信号的电路；标号2代表带通滤波器(BPF)，它被调节成使调频载波频率为其通带的中心频率；标号3表一个乘法器，它检测上述FM载波信号与BPF2输出之间的相位差，从而检出FM信号。随后，所检出的信号作为音频信号通过一个低通滤波器(LPF)4而输出。

假定FM载波信号的角频率为W，当ω₀＞ω的关系成立时BPF2产生相对于中心频率f₀(ω₀)而相位超前的信号，而在ω₀＜ω时产生相位落后的信号。

因此，如图6B所示，当检出输入到BPF2的FM载波信号ω+90°的信号波形与仅在BPF2为正时的输出波形ω的乘积时，则可在FM载波信号ω+90°和输出波形W为正时的期间检出其检波输出。这一输出的平均电压在ω＝ω₀附近变化。因此，可通过LPF4对该输出进行积分而检出FM载波信号的调制信号分量。

图7是锁相环(PLL)型FM解调器的示意方框图，其中标号5代表相位比较器，标号6代表低通滤波器而标号7代表其振荡频率由LPF6的输出进行控制的压控振荡器。

如所周知的，该电路被施以反馈控制，这样，压控振荡器(VOC)7锁定于输入的FM载波信号频率上，与VOC7的中心频率和FM载波信号的频率改变相对应的差信号被LPF6取出。

上述类型的每一个调频解调电路都使用可变相位的电路，它包括一个BPF，以相对于FM载波频率f₀的差来代替相位偏移，并随后，通过使用相位比较器将其转变为电压幅度值，从而检测FM信号波。

因此，需要使基准频率f₀与FM载波信号的中心频率保持一致，且检波器的解调特性绝大部分取决于所保持一致的准确性。

由于这个原因，通过调节线圈或电容器的值，使由可变相位装置的组成元件(如线圈L和电容C)的值的非一致性引起的f₀的改变得以校正。然而，这种调节不仅需要相当高的精确度，而且还有对温度范围、老化和装置的构成元件精度的需求，由此而使整个系统的成本提高。

此外，上述FM解调系统是用于电视接收机的伴音信号解调电路的。如果电视为NTSC制的，根据所用电视的区域的不同，其伴音载频分别为4.5MHz，在欧洲的B/G制下，伴音载频为5.5MHz，在D/K制下为6.5MHz，而在I制下，调频信号的伴音载频为6MHz。

因此而引发了一个问题，即电视接收机中的FM解调电路具有不同的中心频率f₀，因此使需要进行调节的零件的数目和部分的数目无可避免地增加，从而降低了生产效率。

本发明的目的是提供一种其相位检波器的检测敏感性提高了的频率解调电路，其中相位偏移检测的敏感性与传统的正交型FM检波器相比增加一倍。

为了解决前述问题，本发明提供了一种频率解调电路，它包括：输入了调频载波信号的带通滤波器、用于将带通滤波器的输出电平加倍的放大器、将带通滤波器的输入信号和放大器的输出间的差信号输出的减法器以及相位检波器，用于检出减法器的输出与通过将输入到带通滤波器的信号相移90度而得到的信号之间的相位差信号，由此从相位检波器中检出FM载波信号的调制信号。

此外，本发明的相位检波器还使得带通滤波器的中心频率可被控制得甚至当FM载频改变时仍与载频一致而不必调节，这是通过使带通滤波器的中心频率可被与检测FM信号的相位检波器的输出相同的控制信号所调节来实现的。

如上所述，根据本发明，在用于检测一输入的FM载波信号的频偏的带通滤波器的后级提供一个放大器，以将带通滤波器的输出幅度加倍；一个减法器，用于将输入到带通滤波器的信号与放大器的输出相减，从而形成全通均衡器。在这种情况下，由于均衡器的输出被用作检测相位偏移的目标信号，故相位偏移检测的敏感性与传统的正交型FM检波器相比加倍，从而提高了检波器的检测敏感性。