ch4.3角度调制与频分复用(40)

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1、4.3角度调制根据的调制定义：用待传送信号去控制某高频信号的幅度、相位、频率等参量变化的过程。角度调制就是指用待传送信号去控制载波信号的瞬时角度（相位或频率）偏移随基带信号幅度比例变化的过程。因为频率或相位的变化都可以看成是载波角度的变化，故调频和调相又统称为角度调制。数学表达式2009Copyright1中国矿业大学通信研究所角调制原理瞬时相位偏移瞬时频率偏移参数2009Copyright2中国矿业大学通信研究所为调频灵敏度，即单位调制信号幅度变化引起的调频信号的频率偏移量。为调相灵敏度，即单位调制信号幅度

2、变化引起的调相信号的相位偏移量。这里，几个参数2009Copyright3中国矿业大学通信研究所当调制信号为模拟信号时，称为模拟角度调制。几个参数4.3.1模拟角度调制原理对于模拟信号，由于频率和相位之间存在微分与积分关系，故二者之间存在密切的关系。鉴于FM用得较多，本节将主要讨论频率调制。通常可以采用压控振荡器（VCO）来实现载波瞬时频率偏移随基带信号幅度变化2009Copyright4中国矿业大学通信研究所单音调频在输入为0时，压控振荡器（VCO）产生一频率为ƒc的正弦波，即载波信号；当输入基带信号m(t

3、)≠0时，随着基带信号幅度的变化，加到压控振荡器上的电压发生变化，振荡器输出信号频率不再固定在ƒc，而作相应的变化，从而实现频率调制。2009Copyright5中国矿业大学通信研究所称为调频指数。若则称其为窄带调频NBFM，否者称为宽带调频WBFM，本书我们只介绍后者。频谱与带宽对于单音信号有2009Copyright6中国矿业大学通信研究所调频波频谱包含无穷多个分量。取mf＝5，则如下图性能卡森公式2、FM调制的频谱已调信号频谱不再是调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新频

4、率成分，故又称为非线性调制。2009Copyright7中国矿业大学通信研究所由以上分析可知，频率调制信号的频谱是由无数成对出现在载频两侧的离散谱组成，其频谱理论上是无限宽的。但是各次谐波分量的幅度随着n增加而下降。通常边频幅度小于未调载波幅度1%的高次谐波边频分量可以忽略不计。因此，可得到频率调制信号的近似带宽卡森公式：2009Copyright8中国矿业大学通信研究所FM的解调可以采用普通鉴相器、调频负反馈和锁相环等方式。普通鉴相器法就是根据调制原理进行逆变换，调制时是通过用基带信号的幅度值改变载波频率实

5、现调制，而解调则通过鉴频器将已调信号的频率变化输出为幅度变化。3、解调原理鉴频器带通限幅器微分器包络检波器LPFSFM(t)ni(t)mo(t)no(t)限幅滤波器的作用是消除角度调制信号经过随参信道传输时因快衰落及噪声叠加而发生的幅度起伏影响。鉴频器核心为微分器，通过微分实现从FM信号到AM信号的变换2009Copyright9中国矿业大学通信研究所鉴频器带通限幅器微分器包络检波器LPFSFM(t)mo(t)收到的已调信号微分输出包络检波及低通输出这里Kd称为检频器灵敏度。2009Copyright10中国

6、矿业大学通信研究所4.3.2数字频率调制原理（2FSK）用数字基带信号m(t)对VOC振荡器进行调频，则产生数字频调制。这种方式称为模拟数字调频，模拟调频器VCO（中心频率为ωc）1）2FSK调制原理2009Copyright11中国矿业大学通信研究所100(b)(a)17.1.22FSK系统的原理可见由于基带信号的幅度只有2个离散取值，因此经过调频后的频率也只是在对应的2个离散数值ωc1和ωc2间变动。因此，其调制实现方式可以简化为用二进制数字信号去控制开关，直接在两个载频振荡器之间进行选择输出。2009C

7、opyright12中国矿业大学通信研究所1载波载波00(b)(a)17.1.22FSK系统的原理2009Copyright13中国矿业大学通信研究所2FSK信号可看作两个不同频率交替发送的2ASK信号的叠加，其功率谱2）功率谱特性7.1.22FSK系统的原理是将基带信号功率谱经两次线性搬移（分别搬移到ƒC1和ƒC2处）后的叠加。2009Copyright14中国矿业大学通信研究所2FSK信号功率谱2009Copyright15中国矿业大学通信研究所3）解调原理非相干(包络)检测，相干解调，过零点检测和差分检

8、测法。分析可知，2FSK信号可以看作两路2ASK信号的叠加。其解调也可用两路2ASK解调来实现。(1)相干和非相干解调10017.1.22FSK系统的原理2009Copyright16中国矿业大学通信研究所比较判决(a)非相干解调包络检波器2包络检波器1BPF2BPF1定时脉冲7.1.22FSK系统的原理2009Copyright17中国矿业大学通信研究所比较判决BPF2BPF1定时脉冲相干解调器1