频率调制与解调1

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1、7.0概述wc–Dwmwc+DwmAMFM幅度调制角度调制调频FM调相PM载波信号的受控参量振幅频率相位解调方式相干解调或非相干解调鉴频或频率检波鉴相或相位检波解调方式的差别频谱线性搬移频谱结构无变化频谱非线性频谱结构发生变化属于非线性频率变换特点频带窄频带利用率高频带宽频带利用不经济、抗干扰性强用途广播电视通信遥测数字通信调幅AM概述广播第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调频多重广播重点：1.调频波的基本特性（数学表达式，波形图，频谱

2、图，频带宽度，）2．变容二极管直接调频电路的典型电路，工作原理及分析3．变容二极管调相——间接调频电路。4．鉴频的原理与实现方法。互感耦合相位鉴频器难点：1．调频与调相的区别。2．变容二极管直接调频电路。3.互感耦合相位鉴频器概述高频振荡的振幅不变，而角度随调制信号按一定关系变化。高频振荡的振幅不变，而其瞬时频率随调制信号线性关系变化，这样的已调波称为调频波，常用FM表示。高频振荡的振幅不变，而其瞬时相位随调制信号线性关系变化。这样的已调波称为调相波，常用PM表示。角度调制分为相位调制和频率调制两类，统称为调角。一、角度调制电路的功能与分类1.

3、角度调制2.角度调制的分类3.相位调制4.频率调制二、角度调制的优点与用途优点:1、抗干扰能力强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。7.1调频信号分析7.1.1调频信号的参数与波形1、时域表达式令uΩ(t)=UΩcosΩt,uC=UCcosωct,调频信号的瞬时角频率为为了分析方便,不妨设φ0=0,图7―1调频波波形2、波形图7―2调频波Δfm、mf与F的关系

4、：是比例常数，表示3、调频信号的基本参数：载波角频率，它是没有受调时的载波频率。：调制信号角频率，它反映了受调制的信号的瞬时频率变化的快慢。：相对于载频的最大角频偏(峰值角频偏)：最大频偏对最大角频偏的控制能力，它是单位调制电压产生的频率偏移量，称为调频灵敏度。：调频波的调制指数。与成正比），与成反比。7.1.2调频波的频谱1．调频波的展开式（7―5）式中Jn(mf)是宗数为mf的n阶第一类贝塞尔函数,它可以用无穷级数进行计算。（7―6）7.1.2调频波的频谱（7―7）图7―3第一类贝塞尔函数曲线图7―4单频调制时FM波的振幅谱（a）Ω为常数

5、;（b）Δωm为常数2．调频波的频谱结构和特点这些边频对称地分布在载频两边，其幅度决定于调制指数。调频波是由载波与无数边频组成，调频波的特点：图7―5调频信号的矢量表示7.1.3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（7―9）当mf很小时,如mf<0.5,为窄频带调频,此时Bs=2F（7―10）对于一般情况,带宽为Bs=2(mf+1)F=2(Δfm+F)（7―11）7.1.4调频波的功率调频信号uFM(t)在

8、电阻RL上消耗的平均功率为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,由式（7―7）可得（7―13）（7―14）（7―15）7.1.5调频波与调相波的比较1．调相波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。如uΩ(t)=UΩcosΩt,uC=UCcosωct并令φ0=0,则其瞬时相位为φ(t)=ωct+Δφ(t)=ωct+kpuΩ(t)=ωct+ΔφmcosΩt=ωct+mpcosΩt（7―16）从而得到调相信号为uPM(t)=UCcos(ωct+mpcosΩt)（7―17）图7―7调相波波形2、波

9、形3、参数（7―18）图7―8调相波Δfm、mp与F的关系φ(t)=ωct+Δφ(t)=ωct+kpuΩ(t)调相波的瞬时频率为调相波的瞬时相位为调制度最大频偏4、频谱至于PM波的频谱及带宽,其分析方法与FM相同。调相信号带宽为Bs=2(mp+1)F(7―19)图7―9调频与调相的关系2．调频波与调相波的比较项目调频波调相波载波调制信号偏移的物理量频率相位调制指数（最大相偏）最大频偏瞬时角频率瞬时相位已调波电压信号带宽（恒定带宽）（非恒定带宽）调频波与调相波的比较在本节结束前,要强调几点:（1）角度调制是非线性调制,在单频调制时会出现（ωc±n

10、Ω）分量,在多频调制时还会出现交叉调制（ωc±nΩ1±kΩ2+…）分量。（2）调频的频谱结构与mf密切相关。mf大,频带宽。（3）与AM制相比,角调方