高频电路 8 角度调制与解调电路ppt课件.ppt

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1、第八单元角度调制与解调电路知识目标熟悉直接调频电路、间接调频电路的组成原理；会计算调角波的瞬时角频率、瞬时相位、频谱和带宽；熟悉鉴频的实现方法与主要性能指标；掌握斜率鉴频器的基本原理及电路组成。技能目标能导出调频信号与调相信号的数学表示式；会设计一种角度调制与解调电路。8.1项目一：初识角度调制电路正弦载波有三个参量：幅度、频率和相位，我们不仅可以把调制信号的信息载荷于载波的幅度变化中，还可以载荷于载波的频率或相位变化中。在调制时，若载波的幅度保持恒定不变，而其总瞬时相角随调制信号按一定关系变化，则称为角度调制。角度调制与振幅调制不同的是，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性

2、搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称非线性调制。与振幅调制相比，角度调制具有抗干扰能力强和较高的载波功率利用系数等优点，但占有更宽的传送频带。角度调制分为频率调制和相位调制。8.1.1实物与测试变容二极管实现的调频电路板调频波频谱图8.1.2角度调制电路的功能频率调制电路简称调频电路，它的功能是将输入的调制信号和载波信号通过电路变换成高频调频波。相位调制电路简称调相电路，它的功能是将输入的调制信号和载波信号通过电路变换成高频调相波。8.1.3调频信号与调相信号的数学表示式结论无论是调相波还是调频波，它们的总瞬时相角和瞬时角频率都同时受调制信号调

3、变。调相波与调频波的差别是调相波的瞬时相位的变化与调制信号成线性关系，调频波的瞬时角频率与调制信号成线性关系。8.1.4知识链接——调角波的基本性质1.调制指数2.最大频移结论单音调制时调角波波形8.1.5调角信号的频谱和带宽为了决定调角信号传输系统的带宽，必须对调角波的频谱进行分析。单频调制时，调频波和调相波的表达式是相似的，因此，它们具有相同的频谱。下面仅讨论调频波的频谱，对于调相波，分析结果也完全适用。单音频调制的调频波频谱的特点：1）调频波的频谱不是调制信号频谱的简单搬移，而是由载波分量和无数对边频分量组成。2）奇数项的上、下边频分量振幅相等，极性相反；偶数项的上、下边

4、频分量振幅相等，极性相同。3）载波分量和各边频分量的振幅均与mf有关，mf越大，有效边频分量越多。这与调幅波是不同的，单频调制下，调幅波的边频数目与调制指数ma无关。4）对于某些mf值，载波或某边频振幅为零。频谱宽度（带宽）的计算当m(mf或mp)一定时，随着边频对数n的增加，Jn(m)的数值虽有起伏，但总的趋势是减小的。特别当n>m时，Jn(m)的数值很小。并且，其值随着n的增加而迅速下降。在高质量通信系统中，常以忽略小于1％未调制载波振幅的边频分量来决定频谱宽度。BW=2nF在中等质量通信系统中，以忽略小于10％未调制载波振幅的边频分量来决定频谱宽度。当n>m+1时，J。(

5、m)恒小于0.1。频谱宽度为BW=2(m+1)F当m>>1时，BW=2mF；当调制指数m<<1时，BW=2F。8.2项目二：直接调频电路的分析1.直接调频原理直接调频的基本原理是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其不失真地反映调制信号变化规律。一般来说，要用调制信号去控制载波振荡器的振荡频率，也就是用调制信号去控制决定载波振荡器振荡频率的可变元件的电抗值，从而使载波振荡器的瞬时频率按调制信号变化规律线性地改变，这样就能够实现直接调频。变容二极管直接调频电路的优点是电路简单，工作频率高，易于获得较大的频偏，而且在频偏较小的情况下，非线性失真可以很小。因为变容二极管是电压控制

6、器件，所需调制信号的功率很小。2.间接调频原理8.2.1变容二极管直接调频电路1.变容二极管的特性变容二极管的反向电压与其结电容呈非线性关系。其结电容Cj与反向偏置电压ur之间有如下关系2.基本原理可见，结电容是振荡器的振荡回路的一部分，结电容随调制信号变化，回路总电容也随调制信号变化，故振荡频率也将随调制信号而变化。只要适当选取变容二极管的特性及工作状态，可以使振荡频率的变化与调制信号近似成线性关系，从而实现调频。3.电路分析上式表示的是变容二极管的结电容与调制电压的关系，而变容二极管调频器的瞬时频率与调制电压的关系由振荡回路决定。4.实际电路举例变容二极管的直流偏压由R1、

7、R2和电位器组成的分压电路供给。为了获得较好的调制特性，偏置电压设为-4V，对应的结电容为100pF，当偏压由0～-8V变化时，结电容变化范围是230～60pF。调制信号通过耦合电容C3和高频扼流圈ZL1加到变容二极管上，ZL1对8MHz信号相当于开路，对调制信号相当于短路。因此，加在变容二极管上的总电压是直流偏压与调制电压之和。其高频等效电路，实际上它是一个共集电极的电容三点式振荡电路。8MHz变容二极管调频振荡电路及高频等效电路它是一个电容三端式振荡器。变容二极管经电容C5，接入谐振回路