第6章角度调制与解调2.ppt

调制方式除了调幅外，还有调频和调相。 调频：高频振荡的频率随调制信号的大小线 性地改变。 调相：高频振荡的相位随调制信号的大小线 性地改变。 无论是调频波还是调相波统称为调角波。 从频谱角度来看，角度调制对信号不是简单的频谱搬移，而是复杂的非线性搬移，属于非线性调制。 6.1 调角波的性质 6.1.1 调频信号数学表达式 设载波信号电压为 vc(t)＝Vcmcos(ωct+φ0) 式中，ωct+φ0为载波的瞬时相位；ωc为载波信号 的角频率；φ0为载波初相角 （一般地，可以令φ0=0）。 式中，kf为与调频电路有关的比例常数，单位为rad/(s·V)；Δω(t)=kfVΩ(t)，称为角频率偏移，简称角频移。Δω(t)的最大值叫角频偏，Δωm=kfVΩ(t)|max，它表示瞬时角频率偏离中心频率ωc的最大值。 表示调频波的相移，它反映调频信号的瞬 时相位按调制信号的时间积分的规律变化。 调频信号的数学表达式 将单音频信号vΩ(t)＝vΩm cosΩt分 别代入式(6―1)、(6―2)、(6―3)，得 6.1.2 调相信号数学表达式 根据调相的定义，载波信号的瞬时相位φp(t)随调制信号VΩ(t)线性变化，即 6.1.3 调角信号的频谱和频谱宽度 1.调角信号的频谱 用式(6―6)来说明调角波的频谱结构特点。 在贝塞尔函数理论中，可得下述关系： 2. 频谱宽度 根据调制后载波瞬时相位偏移大小， 可以将角度调制分为窄带和宽带两种。 当m1时 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。因此，单位电阻上的平均功率为 6.2 调频方法及直接调频电路 调频电路的主要要求如下： 1 调制特性为线性 2 调制灵敏度要高 3 中心频率的稳定度要高 4 最大频偏 调频电路分类： 1 直接调频电路 调制信号直接改变载波的瞬时频率 2 间接调频电路 对调制信号先积分，然后进行调相，从而间接获得调频波 6.2.2 .变容二极管直接调频电路 1、大频偏直接调频电路 振荡频率可由回路电感L和变容二极管结电容Cj所决定，即 式中，mc为变容管电容调制度；CjQ为UQ处电容。 将式(6―27)代入式(6―26)，则得 设x足够小，将式(6―29)展开成傅里叶级数，并忽略式中的三次方及其以上各次方项，则 2、小频偏直接调频电路（部分接入） 例题6-2 6.2.3晶体振荡器直接调频电路 6.2.4电抗管直接调频电路 6.3.1 间接调频电路 间接调频的方法是：先将调制信号uΩ积分，再加到调相器对载波信号调相，从而完成调频。间接调频电路方框图如图6.13所示。设调制信号uΩ=UΩm cosΩt经积分后得： 式中，Q为并联回路的有载品质因数。当|φ(ωc)|30°，失谐量不大时(式中分母ω0≈ωc)，上式简化为 当γ=2或mc较小,略去二次方以上各项,则可得 6.3.3 扩展线性频偏的方法 6.5 鉴频器 鉴频的方法很多，根据波形变换的不同特点可以分为四种： ①斜率鉴频器;②相位鉴频器;③脉冲计数鉴频器;④锁相鉴频器。 下面重点讨论斜率鉴频器，相位鉴频器。 主要技术指标： 1.鉴频灵敏度SD 2.峰峰带宽Bpp 3.非线性失真 1 单失谐回路斜率鉴频器 当输入调频信号为us1=Us1mcos(ωct+mfsinΩt)时，通过起着频幅 变换作用的时域微分器(并联失谐回路)后，其输出为 2 平衡斜率鉴频器 回路对调频波中心频率fc的失谐量 为Δf，并且有Δf=f01-fc=fc-f02，如图 6.27(a)所示。显然有 3. 晶体鉴频器 4. 集成斜率鉴频器 6.5.3 相位鉴频器 1) 频率—相位变换网络 由图可写出输出电压表达式 ??6.5.4 比例鉴频器 为了尽可能的去掉或减小寄生调幅的干扰 分量。在相位鉴频器前通常是需加一级限幅 放大,以消除寄生调幅。对于要求不太高的设备,例如调频广播和电视接收中,常采用一种