第七章 角度调制与解调.ppt

频率调制又称调频（FM），是使高频振荡信号的频率按调制信号的规律变化，而振幅保持恒定的一种调制方式。调频信号的解调称为鉴频或频率检波。 相位调制又称调相（PM），是相位按调制信号的规律变化，振幅保持不变。调相信号的解调称为鉴相或相位检波。 调频和调相统称为角度调制，属于频谱的非线性变换，其抗干扰和噪声的能力较强。 调频信号的基本参数 因为 是周期为2π/Ω的周期性时间函数，可以将它展开为傅氏级数，其基波角频率为Ω，即 通常采用的准则是，信号的频带宽度应包括幅度大于未调载波1%以上的边频分量，即 |Jn(mf)| ≥0.01 当mf很大时，n/mf趋近于1。因此当mf1时，应将n=mf的边频包括在频带内，此时带宽为 Bs=2nF=2mfF=2Δfm 当mf很小时，如mf0.5，为窄频带调频，此时 Bs=2F 调频信号uFM(t)在电阻RL上消耗的平均功率为 调相波是其瞬时相位以未调载波相位φc为中心按调 制信号规律变化的等幅高频振荡。 如uΩ(t)=UΩcosΩt,并令φ0=0，则其瞬时相位为 φ(t)=ωct+Δφ(t)=ωct+kpuΩ(t) =ωct+ΔφmcosΩt=ωct+mpcosΩt 从而得到调相信号为 uPM(t)=UCcos(ωct+mpcosΩt) 调相波的瞬时频率为 至于PM波的频谱及带宽，其分析方法与FM相同。调相信号带宽为 Bs=2(mp+1)F （1）角度调制是非线性调制,在单频调制时会出现（ωc±nΩ）分量,在多频调制时还会出现交叉调制（ωc±nΩ1±kΩ2+…）分量。 （2）调频的频谱结构与mf密切相关。mf大,频带宽。 （3）与AM制相比,角调方式的设备利用率高,因其平 均功率与最大功率一样。 调频器 （3）可变延时法 将载波信号通过一可控延时网络，延时时间τ受调制信号控制，即τ=kduΩ(t) u=Ucosωc(t-τ)=Ucos［ωct-kdωcuΩ(t)］ 1.变容二极管直接调频电路 2.变容二极管调频原理 3. 变容二极管全接入调频电路 4.晶体振荡器直接调频电路 鉴频器 鉴频方法 相位鉴频法的原理框图如图所示。图中的变换电路具有线性的频率—相位转换特性，它可以将等幅的调频信号变成相位也随瞬时频率变化的、既调频又调相的FM―PM波。 利用乘积型鉴相器实现鉴频的方法称为乘积型相位鉴频法或积分(Quadrature)鉴频法。 在乘积型相位鉴频器中，线性相移网络通常是单谐振回路(或耦合回路)，而相位检波器为乘积型鉴相器，如图所示。 利用叠加型鉴相器实现鉴频的方法称为叠加型相位鉴频法。对于叠加型鉴相器，就是先将u1和u2相加，把两者的相位差的变化转换为合成信号的振幅变化，然后用包络检波器检出其振幅变化，从而达到鉴相的目的。 调频信号的信息寄托在已调波的频率上。从某种意义上讲，信号频率就是信号电压或电流波形单位时间内过零点(或零交点)的次数。对于脉冲或数字信号，信号频率就是信号脉冲的个数。基于这种原理的鉴频器称为零交点鉴频器或脉冲计数式鉴频器。 频率—相位变换是由互感耦合回路完成的。由等效电路可知，初级回路电感L1中的电流为 考虑初、次级回路均为高Q回路，r1也可忽略。这样，上式可近似为 ①f=f0=fc时， 与 的振幅相等，即UD1=UD2; ②ff0=fc时，UD1UD2，随着f的增加，两者差值将加大； ③ff0=fc时，UD1UD2，随着f的增加，两者差值也将加大。 设两个包络检波器的检波系数分别为Kd1 ,Kd2 (通常Kd1=Kd12=Kd)，则两个包络检波器的输出为 uo1=Kd1UD1 ,uo2=Kd2UD2。鉴频器的输出电压为 比例鉴频器是一种类似于叠加型相位鉴频器，而又具有自限幅(软限幅)能力的鉴频器。它与互感耦合相位鉴频器电路的区别在于： (1)两个二极管顺接； (2)在电阻(R1+R2)两端并接一个大电容C，容量约在10μF数量级。时间常数(R1+R2)C很大，约0.1～0.25s，远大于低频信号的周期； (3)接地点和输出点改变。 i1(R1+RL)-i2RL=uc1，i2(R2+RL)-i1RL=uc2