第7章--频率调制与解调ppt课件.ppt

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1、第7章频率调制与解调7.1调频信号分析7.2调频器与调频方法7.3调频电路7.4鉴频器与鉴频方法7.5鉴频电路7.6调频收发信机及特殊电路7.7调频多重广播角度调制概述频率调制（调频FM）：使高频载波信号的频率按调制信号的规律变化，得到调频波信号。相位调制（调相PM）：使高频载波信号的相位按调制信号的规律变化，得到调相波信号。调频信号的解调（鉴频FD）：从调频波信号中恢复出调制信号。调相信号的解调（鉴相PD）：从调相波信号中恢复出调制信号。载波信号：调制信号：调频波信号：调相波信号：波形：二、角度调制的优点与用途优点:1、抗干

2、扰能力强2、FM广播音质好，但BW宽，波段内容纳的电台数小；主要用于超短波波段。如：调频广播：（88~108）MHz，BW=180KHz。3．发射功率小。作用:调频主要用于调频广播、广播电视、通信与遥控遥测等。调相主要用于数字通信。调频与调相的关系：（1）调频必调相，调相必调频（2）鉴频和鉴相也可以相互利用角度调制的优点：抗干扰和噪声的能力较强角度调制的缺点：（1）频带利用率不高（2）原理和电路实现上都要困难一些瞬时相位：FM波的表示式：调频灵敏度最大角频偏调频指数调制深度7.1调频信号分析7.1.1调频信号的参数与波形1.调

3、频信号分析调制信号：uΩ(t)=UΩcosΩt载波电压：uC=UCcosωct瞬时角频率：2.主要调频参数——调频灵敏度——最大角频偏——最大频偏——调频指数，调制深度3.调频波的波形7.1.2调频波的频谱调频波的级数展开式为：1．调频波的展开式Jn(mf)是宗数为mf的n阶第一类贝塞尔函数:第一类贝塞尔函数曲线：特性:Jn(mf)=J-n(mf)，n为偶数Jn(mf)=-J-n(mf)，n为奇数单频的调频波是由许多频率分量构成，属非线性调制2．调频波的频谱结构和特点级数展开式进一步写成uFM(t)=UC［J0(mf)cosω

4、ct+J1(mf)cos(ωc+Ω)t-J1(mf)cos(ωc-Ω)t+J2(mf)cos(ωc+2Ω)t+J2(mf)cos(ωc-2Ω)t+J3(mf)cos(ωc+3Ω)t-J3(mf)cos(ωc-3Ω)t+…］单频调制时FM波的振幅谱：Ω为常数：Δωm为常数：uFM(t)=UC［J0(mf)cosωct+J1(mf)cos(ωc+Ω)t-J1(mf)cos(ωc-Ω)t+J2(mf)cos(ωc+2Ω)t+J2(mf)cos(ωc-2Ω)t+J3(mf)cos(ωc+3Ω)t-J3(mf)cos(ωc-3Ω)t+…

5、］对于一般情况,带宽为Bs=2(mf+1)F=2(Δfm+F)3调频波的信号带宽通常采用的准则是,信号的频带宽度应包括幅度大于未调载波1%以上的边频分量,即

6、Jn(mf)

7、≥0.01当mf很大时,此时带宽为Bs=2nF=2mfF=2Δfm当mf很小时,如mf<0.5,为窄频带调频,此时Bs=2F由于余弦项的正交性,总和的均方值等于各项均方值的总和4调频波的功率调频信号uFM(t)在电阻RL上消耗的平均功率为（1）概念调相波是其瞬时相位以未调载波相位φc为中心按调制信号规律变化的等幅高频振荡。（2）表达式uΩ(t)=UΩcosΩ

8、t，uC(t)=UCcosωct则调相波其瞬时相位为：φ(t)=ωct+Δφ(t)=ωct+kpuΩ(t)=ωct+ΔφmcosΩt=ωct+mpcosΩt调相信号为：uPM(t)=UCcos(ωct+mpcosΩt)7.1.5调频波与调相波的比较1．调相波（3）主要参数——最大频偏——调相指数——调相灵敏度——最大相偏瞬时频率为：（3）调相波波形调频波瞬时相位为：2.调频与调相的关系调相波瞬时频率为：调频波与调相波的比较例：角调波u（t）=10cos(2ⅹ106t+10cos2000πt)（V），试确定：（1）最大频偏；（

9、2）最大相偏；（3）信号带宽；（4）此信号在单位电阻上的功率；（5）能否确定这是FM波还是PM波？7.2.1调频器调频器（调频电路）：实现调频的电路或部件调频特性曲线：7.2调频器与调频方法调频特性的要求:（1）调制特性线性要好（2）调制灵敏度要高（3）载波性能要好（即已调波的中心频率）应具有一定的频率稳定度。7.2.2调频方法两类：直接调频法、间接调频法1．直接调频法常用方法：变容二极管直接调频特点：调制器与振荡器合二为一可以获得较大的频偏（优点）频率稳定度差（缺点）概念：用调制电压直接控制振荡器的振荡频率,使振荡频率f(t

10、)按调制电压的规律变化LC振荡器：控制振荡回路的某个元件(L或C)张弛振荡器：控制电容的充放电速度2．间接调频法(阿姆斯特朗法）思想：特点：调制器与振荡器分开频率稳定度好（优点）设备复杂（缺点）实现间接调频的关键是如何进行相位调制。通常,实现相位调制的方法有如下三种：矢量合成