第七章 数字调制.ppt

第一节 角度调制 一、基本概念 角度调制可以定义为具有恒定振幅和瞬时相角的正弦波，角度调制信号的一般表达式为： ：瞬时相位； ：瞬时相位偏移； ：瞬时频率； ：瞬时频偏。 当幅度A和角频率ω保持不变，相位是调制信号的线性函数。即： 这里的 是比例常数（相移常数），它取决于具体的实现电路，它表示调相器的灵敏度。调相信号可表示为： （初始相位为0时） 它的瞬时相位： 2、频率调制 是指瞬时频率偏移随基带信号而线性变化。 即： 它的瞬时相位： 这里的 是频移常数。 则可得调频信号为： 二、单频信号的角度调制 对于单频信号进行角度调制时，即： ，则 ： 1、单频信号相位调制时，表达式为： 这里的 称为调相指数， 2、单频信号的频率调制 进行频率调制时，表达式为： 由它们的表达式和95页图4-4可见，FM和PM非常相似，如果预先不知道调制信号的具体形式，则无法判断已调信号是调频信号还是调相信号。 如果将调制信号先积分，再进行调相，则可得到调频信号； 如果将调制信号先微分，再进行调频，则可得到调相信号。 从以上分析可见，调频与调相并无本质区别，两者之间可以互换。 第二节 窄带角调制 调制所引起的最大相位偏移 （或调制指数 ）很小时，则对角度调制的分析可以简化很多。根据调制后载波瞬时相位偏移的大小，可将频率调制分为宽带调频（WBFM）与窄带调频（NBFM）。 当 时，称为窄带调频。 否则，称为宽带调频。 调相也是如此，只要满足： ， 就是窄带调相（NBPM），否则就是宽带调相（WBPM）。 一、窄带调频（NBFM） 在窄带调频时，时域表达式可以近似写成： 经推导可得NBFM信号的频域表达式： 我们仍以单频信号为例进行窄带调频，那么我们可以得到调频信号： 1、NBFM与AM比较 单频信号进行窄带调频时的调频信号： 我们再看AM信号的信号和频谱分别为： NBFM与AM的频谱很相似，通过比较，可以看出它们的相同点与不同点 2、NBFM与AM相同点 两者都含有一个载波和位于处的两个边带，所以它们的带宽相同，即 （见教材98页图4-4） AM中边带的幅度不能超过载波的一半，否则出现过调，NBFM也要求边带的幅度远小于载波的幅度，否则不满足窄带的条件。 3、NBFM与AM不同点 A、NBFM的边带频谱具有频率特性，即：在正频域 要乘频率因子 ，在负频域 要乘频率因子 。（由于因式是频率的函数，所以加权是频率加权，结果是引起调制信号的频率失真。） B、NBFM的负频域 的边带频谱要反转180度，而在AM频谱中不存在相位反转（正负频域的符号相反） 4、NBFM与AM的频谱 5、NBFM与AM矢量图 二. 窄带调相 窄带调相可以表示为： 它的频谱可以表示为： NBPM的频谱与AM的频谱相似，即它们的频谱组成都包括载频，和位于 附近的上下边带 （正频域）和 （负频域），它们的频谱范围为 ，带宽相等。 NBPM与AM的区别 NBPM的上下边带与载频分量是正交的，[正频域内相移 ，在负频域内相移- ] NBPM与NBFM的不同： NBPM的频谱没有频率特性，即不能乘频率因子 和 。 第三节 宽带调频（WBFM） 为使问题简化，我们先研究单音调制的情况，然后把分析