IRIG－E標(biāo)準(zhǔn)FM－FM解調(diào)器的有關(guān)技術(shù)

; 摘 要： 介紹遙測(cè)中的調(diào)頻技術(shù)和IRIG標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明了IRIG－E標(biāo)準(zhǔn)FM－FM調(diào)頻解調(diào)器的原理。主要對(duì)其中起關(guān)鍵作用的濾波器設(shè)計(jì)作了比較詳細(xì)的說(shuō)明，同時(shí)也介紹了有關(guān)的一些產(chǎn)品和設(shè)計(jì)思路。 ;;關(guān)鍵詞：IRIG標(biāo)準(zhǔn) FM解調(diào) 有源濾波器 長(zhǎng)期以來(lái)，在無(wú)線電遙測(cè)系統(tǒng)中，人們習(xí)慣采用頻分制和時(shí)分制兩種行之有效的復(fù)用方法。目前，國(guó)內(nèi)的遙測(cè)設(shè)備也都采用這兩種復(fù)用方法。由于數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展，時(shí)分多路復(fù)用得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，提出了各種各樣的實(shí)用方法。但是，F(xiàn)M－FM頻分遙測(cè)體制也以它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而獲得廣泛的應(yīng)用。特別是在中容量，速變信號(hào)測(cè)試中顯示了它的生命力。 FM－FM系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，各通道的獨(dú)立性強(qiáng)，系統(tǒng)構(gòu)成靈活、方便，能傳輸連續(xù)信號(hào)和速變信號(hào)等。FM一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是，在一個(gè)限定的無(wú)線信道帶寬上，在相同的數(shù)據(jù)通道下，F(xiàn)M的容量是PCM的兩倍。如果一個(gè)遙測(cè)系統(tǒng)只有幾個(gè)通道（比如15或20個(gè)通道），使用FM方式的造價(jià)要比PCＭ低1?。 IRIG委員會(huì)在FM的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了可供選擇的等比帶寬（CBW）和比例帶寬（PBW）的副載波和頻偏值2?。我們所研制的解調(diào)器即為IRIG－CBW－E標(biāo)準(zhǔn)，通道中心頻率分別為128kHz，256kHz，384kHz，512kHz，640kHz和768kHz，頻偏32kHz。調(diào)制頻率的范圍為100Hz~25kHz。 由于PLL鎖相環(huán)電路具有很好的調(diào)制跟蹤特性，所以目前一般的ＦＭ解調(diào)器都采用PLL電路來(lái)進(jìn)行解調(diào)。各種PLL集成電路的特性較好，同時(shí)調(diào)試也非常方便。在接收機(jī)解調(diào)系統(tǒng)中，我們采用了LM565和CD4046兩種PLL集成塊。這是由于LM565的工作頻率低于500kHz，但它具有很好的寬帶調(diào)頻解調(diào)能力。在中心頻率低的三個(gè)通道的解調(diào)性能比較好。CD4046的中心頻率可以達(dá)到1MHz以上，可用于解調(diào)中心頻率高的三個(gè)通道。 解調(diào)電路的結(jié)構(gòu)如下圖1所示。 ;;R1、R2和Ｃ構(gòu)成PLL的環(huán)路濾波器。在電路設(shè)計(jì)中，環(huán)路濾波器的設(shè)計(jì)比較重要，有關(guān)此方面的設(shè)計(jì)方法可參考[3]。 1 分路濾波器 ;分路濾波器用來(lái)從輸入的復(fù)用信號(hào)即多路和信號(hào)中分選出每一路調(diào)頻信號(hào)。應(yīng)盡量濾除其他通道的影響。分路濾波器的中心頻率對(duì)應(yīng)為通道的副載頻。由于它的性能直接影響到解調(diào)輸出的信號(hào)質(zhì)量，所以在解調(diào)系統(tǒng)中，這一環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)非常重要。 分路濾波器采用對(duì)偶放大器帶通（DABP）電路結(jié)構(gòu)，每一節(jié)濾波器電路階次為2，每一通道的分路濾波器由4個(gè)帶通濾波器節(jié)即８階濾波器構(gòu)成，每一節(jié)電路圖如圖2所示。 該電路與其他包含兩個(gè)放大器的電路相比，可以得到關(guān)于Q值的良好性能，且靈敏度低、適應(yīng)性強(qiáng)。其傳遞函數(shù)由下式給出： 如果兩個(gè)放大器的帶寬幾乎相等，則Q值偏離設(shè)計(jì)值極小。由于兩個(gè)放大器相互之間能很好的匹配，所以每個(gè)濾波器節(jié)可使用對(duì)偶放大器。 這一電路一個(gè)非常好的特性在于諧振頻率和Q值可以獨(dú)立地調(diào)整。調(diào)整時(shí)，首先調(diào)節(jié)R2使諧振頻率為fr，然后調(diào)節(jié)電阻R1使Q值為要求值而不影響諧振頻率。 對(duì)偶放大器帶通電路對(duì)設(shè)計(jì)Q值和頻率范圍很寬的濾波器是很有用的，元件的靈敏度低，諧振頻率與Q值容易調(diào)整，元件值范圍小。 在實(shí)際應(yīng)用中，還要在上述電路后加放大電路。以便調(diào)整輸出增益。 根據(jù)我們?cè)囼?yàn)的結(jié)果，表明DABP這種濾波器比VCVS、雙二次等其他形式的帶通濾波器更穩(wěn)定。 ;用此電路構(gòu)成的8階帶通濾波器具體采用巴特沃思、切比雪夫或橢圓函數(shù)濾波器的形式，應(yīng)視具體情況而定。我們所用的是巴特沃思型，這是因?yàn)榭紤]到線性相位的問(wèn)題。同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以利用文獻(xiàn)[4]中的公式和表格進(jìn)行設(shè)計(jì)，但目前有一些現(xiàn)成的濾波器設(shè)計(jì)軟件都能完成此功能。我們使用的是Linear公司產(chǎn)品光盤中所附