模电频率变换电路角度.ppt

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1、一、调频、调相的定义、波形及数学表达式⒈定义调频（FM）：载波的幅度不变，而瞬时角频率WC（t）随调制信号uΩ作线性变化。调相（PM）：载波的幅度不变，而瞬时相位ФC（t）随调制信号uΩ作线性变化。⒉调频、调相波形⒊数学表达式⑴FM※设载波uC＝UCmcoswCt调制信号uΩ＝UΩmcosΩt瞬时角频率wC（t）=wC＋kfUΩmcosΩt=wC＋⊿wfmcosΩtwC——载波角频率，即调频波中心角频率kf——调频灵敏度，表示单位调制信号幅度引起的频率变化⊿wfm——调频波最大角频偏，表示FM波频

2、率摆动的幅度，⊿wfm=kfUΩm※最大频偏？②FM波表达式∵wC（t）=dФ（t）/dt∴Ф（t）=∫wC（t）dt+Ф0=wCt+⊿wfm/ΩsinΩt+Ф0=wCt+mfsinΩt+Ф0则uFM＝UCmcosФ（t）=Ucmcos（wCt+mfsinΩt）mf＝⊿wfm/Ω=kfUΩm／Ω调频系数⑵PM瞬时相位Ф（t）=wCt＋kpUΩmcosΩt=wCt+mpcosΩtwC——载波角频率kp——调相灵敏度，表示单位调制信号幅度引起的相位变化，单位rad/Vmp——调相系数，即最大相位偏移，

3、表示PM波相位摆动的幅度，mp=kpUωm单位为rad。②PM波表达式uPM＝UCmcosФ（t）=Ucmcos（wCt+mpcosΩt）调相系数mp=⊿wpm/Ω⊿wpm—PM波最大角频偏⊿wpm=mpΩ=kpUΩmΩw（t）=dФ（t）/dt=wC－mpΩsinΩt=wC－⊿wpmsinΩt二、调频波的频谱及带宽(p138)uFM=Ucmcos（wCt+mfsinΩt）=UcmcoswCtcos（mfsinΩt）－UcmsinwCtsin（mfsinΩt）※⒈窄带调频（mf《1）cos（mfs

4、inΩt）≈1sin（mfsinΩt）≈mfsinΩtuFM≈UcmcoswCt－mfUcmsinwCtsinΩt频谱包含一个载频、两个边频带宽BW=2F⒉宽带调频（mf》1）频谱包含一个载频和无穷多对边频分量有效带宽BW=2（1+mf）F=2（⊿f+F）同理调相波有效带宽BW=2（1+mp）F⒉宽带调频（mf》1）3.调频波的平均功率根据帕塞瓦尔定理，调频波的平均功率等于各个频率分量平均功率之和。即Po＝Ucm2/2∑Jl2（mf）∵∑Jl2（mf）＝1(根据贝塞尔函数）∴Po＝Ucm2/2这说

5、明，在Ucm一定时，调频波的平均功率也就一定，且等于未调制时的载波功率，其值与mf无关。三、调频、调幅比较调频优点：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、调相比较在模拟通信中，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。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。例1.已知调制信号uΩ＝5cos（2×103t）V，调角信号表达式u(t)＝10cos〔2×

6、106t＋10cos（2×103t）〕V，试指出该调角信号是调频还是调相信号？调制系数、载波振幅以及最大频偏各为多少？（调相、mp＝10rad、10V、10kHz）调相系数mp=⊿wpm/Ω已知：载波uC（t）＝10cos（2×50×106t）V，调制信号uΩ（t）＝5cos（2×103t）V，调频灵敏度Kf=2*10krad/s求：1、调频波表达式2、最大频偏⊿fm3、调频系数mf和有效带宽BW1、u(t)＝10cos（2×50×106t+50sin2×103t）V2、⊿fm=KfU

7、Ωm/2=50KHz3、mf=⊿fm/F=50KHz/1KHz=50radBW=2(mf+1)F=102KHzmf＝⊿wfm/Ω=kfUΩm／Ω调频系数8.3.2调频电路实现调频的方法有两种：直接调频法和间接调频法。直接调频是用调制信号控制振荡器的频率（通过改变回路元件参数来实现）。在直接调频电路中，振荡器与调制器合二为一。这种方法的主要优点是在实现线性调频的要求下，可以获得较大的频偏；其主要缺点是频率稳定度差。间接调频是把调制和振荡分开，即先对调制信号进行积分，然后对载波进行调相而获得调频波的

8、。这种调频的方法载频稳定度高，但最大相偏通常有限。1）直接调频电路一、变容二极管直接调频⒈变容二极管的符号及变容特性PN结二极管是单向导电元件，若将其反向偏置，并始终控制在截止区时，PN结成为一个与反向控制电压有关的电容，因此PN结二极管可制成变容二极管。⒈变容二极管的符号及变容特性2)变容二极管直接调频电路⑴原理图调频原理调谐回路电容由C和变容二极管Cj串联组成，其中C》Cj，故回路的瞬时谐振频率主要由Cj决定。即w≈1/√LCj调制信号通过加在变容二极管上，用来控制它的容量Cj