調(diào)頻（FM）相比調(diào)幅（AM）提供了更好的性能，但從調(diào)頻波形中提取原始信息要困難一些。解調(diào)調(diào)頻信號有幾種不同的方法；在本頁中，我們將討論其中的兩種。其中一種相當直接，另一種則更為復(fù)雜。

創(chuàng)建信號

與“如何解調(diào)AM波形”一樣，我們將使用LTspice來探索FM解調(diào)，并且我們首先需要執(zhí)行頻率調(diào)制，以便有信號可以進行解調(diào)。如果你回顧關(guān)于模擬頻率調(diào)制的頁面，你會發(fā)現(xiàn)其數(shù)學(xué)關(guān)系比幅度調(diào)制更為復(fù)雜。在AM中，我們只需添加一個偏移量，然后進行普通的乘法運算。而在FM中，我們需要向正弦（或余弦）函數(shù)內(nèi)部的量連續(xù)添加變化的值，并且這些連續(xù)變化的值不是基帶信號，而是基帶信號的積分。

因此，與AM不同，我們不能使用任意行為電壓源和簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系來生成FM波形。然而，事實證明，生成FM信號實際上更容易。我們只需在普通電壓源中使用SFFM選項即可：

以下“電路”是我們創(chuàng)建FM波形所需的全部內(nèi)容，該波形由10 MHz的載波和1 MHz的正弦基帶信號組成：

·請注意，調(diào)制指數(shù)為五；較高的調(diào)制指數(shù)更容易觀察到頻率變化。以下圖表顯示了SFFM電壓源創(chuàng)建的波形。

解調(diào)：高通濾波器

我們要看的第一種解調(diào)技術(shù)是從高通濾波器開始的。我們假設(shè)處理的是窄帶調(diào)頻（在本頁中有簡要討論）。我們需要設(shè)計高通濾波器，以便在基帶信號帶寬兩倍的頻率帶寬內(nèi)，衰減會發(fā)生顯著變化。讓我們更深入地探討這個概念。

接收到的調(diào)頻信號將具有以載波頻率為中心的頻譜。頻譜的寬度大約等于基帶信號帶寬的兩倍；兩倍的因素來自于正負基帶頻率的偏移（如此處所述），并且它“大約”等于，因為應(yīng)用于基帶信號的積分會影響調(diào)制頻譜的形狀。因此，調(diào)制信號中的最低頻率大約等于載波頻率減去基帶信號中的最高頻率，而調(diào)制信號中的最高頻率大約等于載波頻率加上基帶信號中的最高頻率。

我們的高通濾波器需要具有這樣的頻率響應(yīng)：使得調(diào)制信號中的最低頻率比調(diào)制信號中的最高頻率衰減更多。如果我們將這個濾波器應(yīng)用于調(diào)頻波形，結(jié)果會是什么樣的呢？結(jié)果會是這樣的：

這個圖表同時顯示了原始調(diào)頻波形和高通濾波后的波形，以便進行比較。下一個圖表僅顯示濾波后的波形，以便您更清楚地看到它。

通過應(yīng)用濾波器，我們將調(diào)頻轉(zhuǎn)換為調(diào)幅。這是調(diào)頻解調(diào)的一種便捷方法，因為它使我們能夠利用為調(diào)幅開發(fā)的包絡(luò)檢測電路。用于生成此波形的濾波器不過是一個RC高通濾波器，其截止頻率大約等于載波頻率。

幅度噪聲

這種解調(diào)方案的簡單性自然使我們認為它不是性能最高的選項，事實上，這種方法確實有一個主要缺點：它對幅度變化很敏感。傳輸信號將具有恒定的包絡(luò)，因為調(diào)頻不涉及載波幅度的變化，但接收信號將不具有恒定的包絡(luò)，因為幅度不可避免地會受到誤差源的影響。

因此，我們不能僅僅通過在調(diào)幅解調(diào)器中添加高通濾波器來設(shè)計可接受的調(diào)頻解調(diào)器。我們還需要一個限幅器，它是一種通過限制接收信號的幅度來減輕幅度變化的電路。這種簡單而有效的幅度變化補救措施的存在，使得調(diào)頻能夠保持其相對于調(diào)幅（AM）在幅度噪聲方面的更大魯棒性：我們不能在調(diào)幅信號中使用限幅器，因為限制幅度會破壞載波中編碼的信息。另一方面，調(diào)頻將所有信息都編碼在傳輸信號的時間特性中。

解調(diào)：鎖相環(huán)

鎖相環(huán)（PLL）可用于創(chuàng)建復(fù)雜但高性能的調(diào)頻解調(diào)電路。PLL可以“鎖定”到傳入波形的頻率。它通過以下方式實現(xiàn)：將相位檢測器、低通濾波器（也稱為“環(huán)路濾波器”）和壓控振蕩器（VCO）組合成一個負反饋系統(tǒng)：

當PLL鎖定后，它可以生成一個輸出正弦波，該正弦波跟隨輸入正弦波的頻率變化。這個輸出波形將取自壓控振蕩器（VCO）的輸出。然而，在調(diào)頻解調(diào)器應(yīng)用中，我們不需要一個與輸入信號頻率相同的輸出正弦波。相反，我們使用環(huán)路濾波器的輸出作為解調(diào)信號。讓我們來看看這是如何實現(xiàn)的。

相位檢測器生成一個與輸入波形和VCO輸出之間的相位差成正比的信號。環(huán)路濾波器對這個信號進行平滑處理，然后將其作為VCO的控制信號。因此，如果輸入信號的頻率在不斷增加和減少，那么VCO的控制信號也必須相應(yīng)地增加和減少，以確保VCO的輸出頻率保持與輸入頻率相等。換句話說，環(huán)路濾波器的輸出是一個信號，其幅度變化對應(yīng)于輸入頻率的變化。這就是PLL實現(xiàn)頻率解調(diào)的方式。