第8章 角度调制电路(本科上课用课件).ppt

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1、第8章调角调制电路第一节引言第二节鉴相器主要内容：第三节鉴频器第8章角度调制电路前言：一、概述角度调制和解调电路都属于频谱非线性变换电路。无论是调频还是调相最终都表现为已调波的总相位（角度）受到调制信号的控制，故统称为角度调制。角度调制可分为两种：①频率调制或调频：FM(FrequencyModulation)振幅不变，瞬时频率随调制信号的振幅线性变化②相位调制或调相：PM(PhaseModulation)振幅不变，相位随调制信号的振幅线性变化调幅：将调制信号的低频频谱结构线性搬移到载波附近的高频区。载波的振幅随调制信号的变化而变化，载波的频率和相位不受调制信号的控制，属于

2、线性频谱搬移技术。二、调幅与调角的区别：调角：已调波的频谱结构与原调制信号的频谱结构完全不同。载波的振幅不变，它的频率和相位受调制信号的控制，属于非线性频谱搬移技术。三、调频的优缺点：调频优点：⒈抗干扰性强⒉功率管利用率高⒊信号传输保真度高调频缺点：⒈只能工作在超短波以上波段⒉电路结构复杂四、调频与调相的比较在数字通信中，相位键控的抗干扰能力优于频率键控和幅度键控，因而调相制获得广泛应用。在模拟通信中，系统带宽相同时，调频系统接收机输出端的信噪比明显优于调相系统，故广泛采用调频制。广泛用于广播、电视、通信、遥感技术。68.1调角波的性质8.1.1瞬时频率与瞬时相位的关系结论1

3、：瞬时频率ω(t)是瞬时相位角θ(t)对时间的微分。结论2：瞬时相位角θ(t)是瞬时频率ω(t)对时间的积分。78.1.2调频波的数学表达式及波形一、调频波的数学表达式低频调制信号：高频载波信号：调频波的定义：载波的振幅不变，载波的瞬时频率与调制信号uΩ(t)呈线性关系。8一、调频波的数学表达调频信号（已调波）的表达式：调制信号载波信号瞬时角频度频偏或频移调频波的表达式调频波的调制指数单频调频波的数学表达式：瞬时相角结论1：调制信号的幅度越大，调频指数mf越大，调制信号的频率越大，调频指数mf越小，通常mf>1结论2：调制信号的幅度越大，调频信号的调频范围越大，即Δωm↑。调

4、频波波形示意图Δω138.1.3调相波的数学表达式及波形一、调相波的数学表达式低频调制信号：高频载波信号：调相波的定义：载波振幅不变，载波的瞬时相位与调制信号uΩ(t)呈线性关系调相信号（已调波）的表达式：结论：15结论：调制信号的幅度与频率增大→最大频偏越大。调相波波形示意图三、调频与调相的比较调制信号为单频余弦信号时调频与调相的比较信号波形比较两者的联系和区别联系：调频波可看成调制信号为∫uΩ(t)dt的调相波；调相波可看成调制信号为duΩ(t)/dt的调频波。区别：调制指数FM：与调制信号的振幅成正比，与调制角频率成反比PM：与调制信号的振幅成正比，与调制角频率无关最大

5、频率偏移FM：与调制信号的振幅成正比，与调制角频率无关PM：与调制信号的振幅成正比，与调制角频率成正比三、作业：1.教材P206填空题2.教材P206习题8.3.1-8.3.48.1.4调角波的频谱与带宽一、调角波的频谱cos(msinΩt)=J0(m)+2J2(m)cos2Ωt+2J4(m)cos4Ωt+…sin(msinΩt)=2J1(m)sinΩt+2J3(m)sin3Ωt+2J5(m)sin5Ωt+…利用2个贝塞尔函数：其中Jn(m)是宗数为m的n阶第一类贝塞尔函数u(t)=Ucm［J0(m)cosωct-2J1(m)sinΩtsinωct+2J2(m)cos2Ωt

6、cosωct-2J3(m)sin3Ωtsinωct+2J4(m)cos4Ωtcosωct+…］贝塞尔函数带入调角波表达式得：载频第一对边频第二对边频第三对边频0.770.440.440.110.110.020.022、频谱特点A、频谱结构包含载波频率分量（但是幅度小于1，与mf有关）及无穷多个边频分量；各边频分量之间的频率间隔为Ω；各频率分量的幅度由贝塞尔函数Jn(mf)决定，载频分量并不总是最大，有时为零;奇次边频分量的相位相反。B、频谱结构与调制指数的关系各阶贝塞尔函数随m增大变化的规律均是衰减振荡,而各边频分量振幅值与对应阶贝塞尔函数成正比。m↓→边频分量越少，但对应振

7、幅越大即“少”而“大”m↑→边频分量越多，但对应振幅越小即“多”而“小”mf愈大，则具有一定幅度的边频数目愈多，频带愈宽。这是调频波频谱的主要特点。当mf值小(mf<1)时，可认为调频波的频谱与调幅波相同。与标准调幅情况不同，调频波的调制指数可大于1，而且通常应用于大于1的情况。对于某些mf值，载频分量或某次旁频分量的幅度是零。例：mf=2.40,5.52,8.65,11.79,14.93,18.07,…,载频分量的幅度是零。B、频谱结构与调制指数的关系C、其它特点频率调制不是将信号的频谱在频率轴上平移