幻灯片1 - 大连海事大学本科教学质量与教学改革工程

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1、第五章角度调制与解调电路5.1角度调制信号的基本特性5.2调频电路第五章角度调制与解调电路频谱变换电路频谱变换电路频谱搬移电路频谱非线性变换电路功能用途将输入信号的频谱沿频率轴搬移将输入信号的频谱进行特定的非线性变换振幅调制、解调、混频频率调制与解调电路特点位置两个参与频谱变换的信号，仅在频谱线上移动，不产生与原频谱无关的频谱分量频谱变换将产生新的丰富的频谱分量。第四章第五章本章内容：1.角度调制信号的基本特性2.角度调制电路3.角度信号解调电路的工作原理及其性能特点5.1角度调制信号的基本特性5.1.1调频信号和调相信

2、号1.角度调制(调角)：(1)调频(FrequencyModulation)：载波信号的频率按调制信号规律变化(2)调相(PhaseModulation)：载波信号的相位按调制信号的规律变化两种调制方式均表现为载波信号的瞬时相位受到调变，故统称为角度调制，简称调角。2.两种调制信号的基本特性载波一般形式：用矢量表示，Vm——矢量的长度，(t)——矢量转动的瞬时角度(类似于圆周运动中的角位移)。(1)调幅信号矢量长度:在Vm0上叠加按调制信号规律变化，矢量角频率：恒为c，即Vm=Vm0+kav(t)调幅信号表示式为v

3、(t)=[Vm0+kav(t)]cos(ct+0)ka—比例常数，0—起始相角，v(t)—调制信号电压。kp—比例常数，单位:rad/V调相信号表达式v(t)=Vmcos[ct+kpv(t)+0](2)调相信号矢量长度:为恒值Vm，瞬时相角:在ct上叠加按调制信号规律变化的附加相角(t)=kpv(t)，瞬时角频率即(t)的时间导数值，为按调制信号的时间导数值规律变化。(t)=kfv(t)，即kf—比例常数，单位为rad/sV。(3)调频信号矢量长度:为恒值Vm，转动角速度:在载波角频率

4、c上叠加按调制信号规律变化的瞬时角频率调频信号的一般表达式v(t)=Vmcos[ct+kf+0]3.小结(1)三种调制方法的基本特性比较类型物理量Vm(t)(t)v(t)调幅信号调频信号调相信号Vm0+kav(t)cct+0[Vm0+kav(t)]cos(ct+0)恒值c+kfv(t)Vmcos[ct+kf+0]恒值ct+kpv(t)+0Vmcos[ct+kpv(t)+0](2)调频、调相比较一个调频信号可以看成为(t)按调制信号的时间积分值规律变化的调相信号区别(按调制信号

5、规律线性变化的物理量)一个调相信号可看成(t)按调制信号的时间导数值规律变化的调频信号相同调频信号调相信号(t)和(t)都同时受到调变(t)(t)联系4.例：单音调制，v(t)=Vmcost(1)若调频，(t)、(t)和v(t)分别为(t)=c+kfVmcost=c+mcost(t)=ct+sint+0=ct+Mfsint+0v(t)=Vmcos[ct+Mfsint+0]式中m=2fm=kfVmMf=kfVm/=m—最大角频偏，其值与调制信号

6、振幅Vm成正比；Mf—调频指数，与Vm成正比，与成反比，其值可大于1。(2)若调相，(t)、(t)和v(t)分别为(t)=ct+kpVmcost+0=ct+Mpcost+0(t)=c-Mpsint=c-msintv(t)=Vmcos(ct+Mpcost+0)式中，Mp—调相指数，Mp=kpVm，与Vm成正比；m—最大角频偏，m=kpVm=Mp，与Vm成正比。结论：单音调制时，两种已调信号的(t)和(t)均为简谐波，但m和Mf(或Mp)随V

7、m和的变化规律不同。当Vm一定，由小增大时：FM中的m不变，而Mf则成反比地减小。PM中的Mp不变，而m呈正比地增加。注意：两种已调波均有含义截然不同的三个频率参数：载波角频率c表示瞬时角频率变化的平均值。调制角频率表示瞬时角频率变化的快慢程度。最大角频率m表示瞬时角频率偏离c的最大值。5.1.2调角信号的频谱单音调制时，两种已调信号中的(t)均为简谐波，因而它们的频谱结构是类似的。以单音调制调频信号v(t)=Vmcos(ct+Mfsint+0)为例，用指数函数表示1.单音调频信号的频谱

8、v(t)=Vmcos(ct+Mfsint+0)=VmRe[ejMfsintej(ct+0)]ejMfsint是的周期性函数，它的傅里叶级数展开式为ejMfsint=ejnt式中Jn(Mf)=ejMfsinte-jntdt是变量为Mf的n阶第一类贝塞尔函数，它满足等式Jn(Mf)=因而，调频