《角度调制与解调》PPT课件

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1、第8章角度调制与解调主要内容8.0概述8.1角度调制信号分析8.2调频方法概述及直接调频8.3间接调频8.4调频信号的解调8.0概述为什么要采用角度调制？调频是使高频载波的瞬时频率按调制信号规律变化的一种调制方式；调相是使高频载波的瞬时相位按调制信号规律变化的一种调制方式。因为这两种调制都表现为高频振荡波的总瞬时相角受到调变，故将它们统称为角度调制（简称调角）。8.1角度调制信号分析8.1.1瞬时频率和瞬时相位的关系8.1.2调角波的数学表示8.1.3调角波的频谱和频谱宽度8.1.1瞬时频率和瞬时相位的关系瞬时频率瞬时相位0实轴8.1.2调角波的数学表示调制信号：载波信号：对于调频：ω0是未调

2、制时的载波中心频率；kfvΩ(t)是瞬时频率相对于ω0的偏移，叫瞬时频率偏移，简称频率偏移或频移。可表示为最大频移，即频偏，表示为瞬时频率瞬时相位瞬时相位偏移（相移）调制指数最大相移（相偏）8.1.2调角波的数学表示（续1）调制信号：载波信号：对于调相：最大相移，即相偏，表示为瞬时相位瞬时频率瞬时频率偏移（频移）调制指数最大频移（频偏）ω0t+θ0是未调制时的载波相位；kpvΩ(t)是瞬时相位相对于ω0t+θ0的偏移，叫瞬时相位偏移，简称相位偏移或相移。可表示为8.1.2调角波的数学表示（续2）数学表达式瞬时频率瞬时相位最大频偏调制指数FM波PM波附：上述比较中的调制信号v(t)，载波V0c

3、os0t8.1.2调角波的数学表示（续3）以单音调制波为例调制信号调频瞬时频率瞬时相位调频信号8.1.2调角波的数学表示（续4）调相瞬时频率瞬时相位调相信号8.1.2调角波的数学表示（续5）mpΔωpΔωfΩmfΩ调频调相可以看出调相制的信号带宽随调制信号频率的升高而增加，而调频波则不变，有时把调频制叫做恒定带宽调制。8.1.3调角波的频谱和频谱宽度由于调频波和调相波的方程式相似，因此只要分析其中一种的频谱，则对另一种也完全适用。调频信号调相信号调频信号其中是以mf为参数的n阶第一类贝赛尔函数。一、频谱调制信号8.1.3调角波的频谱和频谱宽度（续1）8.1.3调角波的频谱和频谱宽度（续2）m

4、载波第一类贝赛尔函数曲线8.1.3调角波的频谱和频谱宽度（续3）第一类贝赛尔函数表8.1.3调角波的频谱和频谱宽度（续4）1)单音调制时，调频波的频谱不是调制信号频谱的简单搬移，而是由载波和无数对边带分量所组成，它们的振幅由对应的各阶贝塞尔函数值所确定。其中，奇次的上、下边带分量振幅相等、极性相反；偶次的振幅相等、极性相同。2)调制指数mf越大，具有较大振幅的边频分量就越多。这与调幅波不同，在单频信号调幅的情况下，边频数目与调制指数无关。3)载波分量和各边带分量的振幅均随mf变化而变化。对于某些mf值，载频或某边频振幅为零。籍此可以测定调制指数mf。特点：8.1.3调角波的频谱和频谱宽度（续5

5、）上式表明，改变mf仅会引起载波分量和各边带分量之间功率的重新分配，但不会引起总功率的改变。4)当V0一定时，不论mf为何值，调频波的平均功率恒为定值，并且等于未调制时的载波功率。在电阻R上，调频波的平均功率应为18.1.3调角波的频谱和频谱宽度（续6）一个例子8.1.3调角波的频谱和频谱宽度（续7）对于任一给定的mf值，高到一定次数的边频分量其振幅已经小到可以忽略，以致滤除这些边频分量对调频波形不会产生显著的影响。二、带宽通常规定：凡是振幅小于未调制载波振幅的1％(或10％，根据不同要求而定)的边频分量均可忽略不计，保留下来的频谱分量就确定了调频波的频带宽度。如果将小于调制载波振幅l0％的边

6、频分量略去不计，则频谱宽度BW可由下列近似公式求出：8.1.3调角波的频谱和频谱宽度（续8）在实际应用中也常区分为：从上面的讨论知道，调频波和调相波的频谱结构以及频带宽度与调制指数有密切的关系。总的规律是：调制指数越大，应当考虑的边频分量的数目就越多，无论对于调频还是调相均是如此。这是它们共同的性质。但是，由于调频与调相制与调制频率F的关系不同，仅当F变化时，它们的频谱结构和频带宽度的关系就互不相同。8.1.3调角波的频谱和频谱宽度（续9）调频调相对于调频制，仅当F变化时，在常用的宽带调频制中，频率分量随mf变化而变化，但同时带宽基本恒定。因此又把调频叫做恒定带宽调制。对于调相制，仅当F变化时

7、，频率分量不变，但带宽变化。特别是F增加时，带宽增加。对于Fmin～Fmax而言，Fmax决定总的带宽。8.2调频方法概述及直接调频8.2.1调频方法概述8.2.2变容二极管直接调频8.2.3电抗管直接调频8.2.4晶体振荡器直接调频8.2.1调频方法概述直接调频间接调频变容二极管直接调频电抗管直接调频晶体振荡器直接调频谐振回路/移相网络调相矢量合成法调相（阿姆斯特朗法）脉冲调相调制信号积分＋调相