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《高频电子线路-非线性频谱搬移技术与电路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第6章非线性频谱搬移 技术与电路1本章基本要求掌握非线性频谱搬移的基本原理、调频/调相波的波形、频谱及数学表达式、直接调频电路以及调频波的解调电路；熟悉限幅电路、预加重/去加重电路及其工作原理。26.1调频波的性质在调幅过程中，已调波信号的频谱结构完全保持了原调制信号的频谱结构，所以把调幅制称为线性调制。基本原理角度调制中，已调波的频谱结构不再保持原调制信号的频谱结构形式，而是产生了频谱的非线性变换，因此，称为非线性调制或非线性频谱搬移。角度调制是用调制信号控制高频载波的瞬时频率或瞬时相位，分别称为调频(FrequencyModulation，FM)和调相(PhaseModul
2、ation，PM)。调频制是用调制信号控制载波振荡的频率,使载波的瞬时频率随调制信号线性变化;调相制则是用调制信号控制载波的相位,使载波的瞬时相位随调制信号线性变化。36.1.1瞬时频率与瞬时相位调频波和调相波都是瞬时相角受到调制而载波振幅不变的已调波。(6-1-1)高频振荡信号在未调制时是角频率为的简谐波,表示为(6-1-2)4高频振荡电压在未调制时瞬时相角为(6-1-3)当高频载波的瞬时频率或瞬时相位受到低频信号调制时,随时间的变化也不再是常数。相角与角频率的关系可表示为(6-1-4)(6-1-5)可见，瞬时频率等于瞬时相角对时间的微分；等于瞬时频率对时间的积分与初始瞬时相
3、角相位之和。这是角度调制中的两个基本关系。56.1.2调频波的数学表达式及波形假定调制信号为高频载波电压为则调频波的瞬时角频率为(6-1-6)则(6-1-8)是调频波瞬时角频率偏离中心频率的最大值,称为是一比例常数,单位是rad/s,调频波的最大角频偏;称为调制灵敏度,其数值取决于调频电路的参数。令(6-1-7)6由于，可得(6-1-9)与调制信号的幅度成正比,与调制信号的频率成反比;与调制信号幅度成正比,而与调制信号的频率无关。调频波的数学式其中为调频波的最大相位偏移量,又称为调频指数(6-1-10)7调频波的波形86.1.3调相波的数学表达式及波形若用对高频载波进行调相则调
4、相波的瞬时相位为(6-1-12)式中,是一比例常数,又叫调相灵敏度,单位为rad/V则令(6-1-13)（调相指数）调相波电压的数学表达式为(6-1-14)9调相波的瞬时角频率为(6-1-15)调相波的最大角频偏为(6-1-16)与调制信号的幅度成正比,而与调制信号的频率无关;与调制信号的幅度和角频率成正比。10调相波波形116.1.4调角波的频谱及带宽当调制信号为高频载波电压为时看见,调频波和调相波都是时间的周期性函数,因此可以展开成傅里叶级数。利用三角函数关系式有(6-1-17)12上式为非正常三角函数式，需用贝塞尔函数进行分析式中是宗数为m的n阶第一类贝塞尔函数。于是有=
5、+…13调频波频谱14调角波具有以下特点：1)调角波的频谱不是调制信号频谱的简单搬移，而是由载波分量和无数对边频分量组成。2)式(6-1-18)中奇数项的上/下边频分量的振幅相等，极性相反；偶数项的上/下边频分量的振幅相等,极性相同。3)载波分量和各边频分量的振幅都与有关，已调波的有效边频数越多。而对于调幅波，在单频调制时无关。越大，已调波的边频数与4)载频分量和各对边频分量的相对幅度由相应的各阶贝塞尔函数值确定。当改变m时,Jn(m)的值有正有负,有时为零。对某些值，载波或一些边频分量的振幅则为零。5)值得注意的是有些边频分量的幅度可能超过载频分量的幅度。这是调频波频谱的一个
6、重要特点。15调频波信号频谱所占的有效带宽工程上通常规定｜｜<0.1的边频分量可忽略而不致｜<0.1。因上/下边频成对出现,故调频波信号频谱引起调频波明显失真,贝塞尔函数理论证明,当n>m+1时,｜所占的有效带宽可用下式计算(rad/s)或(Hz)(6-1-19)在多频率调制情况下,已调波中出现的边频不能由各频率单独调制时的边频叠加获得。因此,调角又称为非线性调制,其频谱搬移过程也称为非线性频谱搬移过程。例6-1-1,6-1-2,6-1-3161)角度调制中的两个基本关系是什么？2)调频波信号频谱所占的有效带宽？3)调频波和调相波的数学表达式？176.2实现调频的原理与方法产生
7、调频信号的方法很多,大致可分为两类直接调频是将调制信号直接控制振荡器的自激振荡频率。间接调频是利用角频率与相角之间的微分与积分的关系,先对调制信号进行适当的处理,再用经过处理后的调制信号对高频载波进行调相。186.2.1直接调频直接调频法是用调制信号直接控制载波频率来实现调频的方法。可利用压控振荡器(VCO)的工作原理,通过控制谐振回路的电容量或电感量,使其随调制信号电压而变化,振荡器的频率也就随之变化,从而实现调频。这种振荡器又称为调频振荡器。假定谐振回路的电容量为其中，CjQ是未调制()
