第 七 章 高频电子――角度调制与解调电路ppt课件.ppt

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1、第七章角度调制与解调电路7.1概　述7.2调频电路7.3鉴频电路本章小结思考题7.1概　述频谱变换1．频谱搬移：振幅调制、解调、混频2．非线性变换：角度调制与解调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输入信号频谱沿频率轴搬移输入信号的频谱做特定的非线性变换调幅、检波、混频角度调制与解调电路特点位置两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5、6章第7章1．角度调制(调角)概念(1)调频(FM)：载波信号的频率按调制信号规律变化(2)调相(PM)：载波信号的相位按调

2、制信号规律变化两种调制方式均表现为载波信号的瞬时相角受到调变，故统称为角度调制，简称调角。（注：振幅保持不变）2.调角优点：抗干扰能力强缺点：频谱宽度增加一、基本概念调频必调相，调相必调频！调频：用于调频广播、广播电视、通信及遥测等。调相：用于数字通信系统中的移相键控。二、调角波的性质（一）瞬时频率和瞬时相位设一旋转矢量，长度为Vm，围绕原点O反时针方向旋转，旋转角度为(t)。在t=0时。初相角为0当t=t时，矢量与实轴间的夹角为(t)——瞬时相角。矢量在实轴上的投影为：v=Vmcos(t)VmO实轴t=0t=t(

3、t)0(t)这是一个简谐振荡,其瞬时相位为两边微分，得：——瞬时角频率这是一个简谐振荡,其瞬时相位为：基本关系式(二)调频信号和调相信号设单音调制信号，u(t)=Umcost载波信号为，uc(t)=Ucmcosct1.调频波(t)==ct+sint=ct+mfsintmf=kfUm/=，调频指数和调频波的最大相移与Um成正比，与成反比，其值可大于1。u(t)=Ucmcos(ct+mfsint)——调频波表达式①根据定义，调制信号对载波进行频率调制后的瞬时频率为：(t)=c+kfUmco

4、st=c+mcost式中：m=2fm=kfVm，最大角频偏，与调制信号振幅Vm成正比；kf——比例常数，单位为rad/s·v②瞬时相位③调频波的波形示意：按调制信号对时间的积分值变化的调相信号2.调相波①瞬时相位：(t)=ct+kpUmcost=ct+mpcost式中，mp=kpUm：调相指数，与Um成正比；②最大角频偏m=mp=kpUm，与Um成正比。③表达式：瞬时角频率：(t)附加相位偏移(t)u(t)=Ucmcos(ct+mpcost)调相波的波形示意调相

5、波波形图3.调频波与调相波的关系单频调制时两种调角信号的比较调频信号调相信号瞬时频率瞬时相位最大频偏调制指数表达式结论(FM与PM波形对比)◆FM与PM的共同点a）均是等幅波b）表示式均用Mf，MP和描述:角频率平均值:瞬时角频率变化的速度:瞬时角频率偏离中心频率的最大值a)FM：b)PM:◆紧密联系◆FM与PM的不同点◆三、调角信号的频谱和带宽1.频谱调频和调相波的数学表达式基本一样，只是相位相差π/2。故可写成统一公式：用贝塞尔函数展开代入整理，可得：u(t)=Ucmcos[(c+n)t]=UcmJ0(Mf)cos

6、ct载频+UcmJ1(Mf)[cos(c+)t-cos(c-)t]第一对边频+UcmJ2(Mf)[cos(c+2)t+cos(c-2)t]第二对边频+UcmJ3(Mf)[cos(c+3)t-cos(c-3)t]第三对边频+该式表明，单音调频信号的频谱由载波分量和无数对边频分量组成(已不是信号频谱的不失真搬移)。其中，n为奇数的上、下边带分量的振幅相等，极性相反；而n为偶数的上、下边频分量的振幅相等，极性相同。所以调频是表现频谱的非线性搬移。中n为阶数，Mf为宗数2.频带宽度m<<1时为窄带调频,

7、m>>1时为宽带调频,实际频带宽度有效频带宽度调角信号不宜在信道拥挤、且总频率范围不宽的短波波段使用，而适合在频率范围很宽的超高频和微波波段使用。（1）m越大，调角波的带宽越大，m应选小一些。（2）m大，调频信号的抗干扰能力强。（3）m值接近某些特定值时，载频分量振幅可以减小，甚至为零，这对提高调频信号的传输效率有利。3.能量关系说明：调频波平均功率恒等于载波功率。若m变化，仅仅是各个分量的能量发生变化，而保持总的平均功率不变。（载波功率）休息一会儿直接调频正弦波直接调频电抗管直接调频变容二极管直接调频非正弦波直接调频：最后

8、必须转换成正弦波调频间接调频矢量法移相法时延法单级变容器二极管间接调频多级变容器二极管间接调频7.2调频电路一、直接调频和间接调频1．直接调频(1)定义调制信号直接控制振荡器的振荡频率（L或C），使其不失真地反映调制信号的变化规律。(2)被控的振荡器种类①LC、晶体振荡器(产生调频正弦波)