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高频电子线路-角度调制电路-课件选编
第七章 角度调制与解调电路
第七章 角度调制与解调电路
主要内容
概述
调角波的基本性质
调频方法的概述
变容二极管调频电路
石英晶体振荡器直接调频
调相电路
任意正弦波信号:
Amphitude Modulation AM:
Frequency Modulation FM :
Phase Modulation PM:
角度调制
AM调制方式中
AM
DSB
属于频谱线性搬移电路,调制信号寄生于已调信号的振幅变化中
FM
PM
调制方式中:属于频谱的非线性搬移电路,已调波为等幅波,调制信息寄生于已调波的频率和相位变化中
SSB
第一节 概述
第一节 概 述
一、角度调制的定义与分类
定义:
相位调制(简称调相):
频率调制(简称调频):
二、角度调制的优点与用途
优点:
抗干扰能力强、
载波功率利用率高
用途:
FM:
调频广播、广播电视、通信及遥控遥测等
PM:
数字通信等
分
类:
相对振幅调制而言,抗干扰能力更强。因为其有用信息包含在频率中而不是振幅中。
从已调波中检取出原调制信号的过程称为解调
(AM)振幅解调——检波
(FM)频率解调——鉴频
(detection)
(frequency discrimination)
(PM)相位解调——鉴相
(phase detection)
AM
FM
调角信号与调幅信号的比较
调角信号比之调幅信号的优缺点:
调角信号功率等于未调制时的载波功率,与调制指数m无关,因此不论m为多大,发射机末级均可工作在最大功率状态,从而可提高发送设备的功率利用率。
故角度调制不宜在信道拥挤、且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或微波波段使用。
优点:
(1)抗干扰能力强
(2)功率利用率高
因为调角信号为等幅信号,其幅度不携带信息,故可
采用限幅电路消除干扰所引起的寄生调幅。
缺点:
有效带宽比调幅信号大得多,且有效带宽与m相关。
载波信号
的受控参量
解调方式
解调方式
的差别
特点
用途
幅度
调制
调幅AM
振幅
相干解调
或
非相干解调
频谱线性搬
移频谱结构
无变化
频带窄
频带利
用率高
广播
角度
调制
调频FM
频率
鉴频
或
频率检波
频谱非线性
频谱结构发
生变化属于
非线性频率
变换
频带宽
频带利
用不经
济、抗
干扰性
强
广播
电视
通信
遥测
调相PM
相位
鉴相
或
相位检波
数字
通信
二,角度调制的优点:
相对振幅调制而言,抗干扰能力更强。因为其有用信息包含在频率中而不是振幅中。
瞬时角频率与瞬时相位关系:
t= t
t =0
而该矢量在实轴上的投影:
一、瞬时频率和瞬时相位
如果设高频载波信号为 :
第二节 调角波的基本性质
调制信号:
1.调频波
由于已调波频率随调制信号线形变化,则有:
其中:①: 载波角频率 ——FM波的中心频率
②: 调频灵敏度 ——单位调制信号振幅引起的频率偏移
③
——瞬时频率偏移(简称频偏)
寄载了调制信息,表示瞬时频率相对于载波频率的偏移。
二、调角波的数学表示及基本性质
设:载波:
也称比例常数,单位是rad/v
④最大频偏
另外,由瞬时频率与所对应的瞬时相位的关系,若设
则有:
⑤
:瞬时相位偏移
⑥最大相位偏移:
一般令
——称为FM波的调频指数
调频信号的数学表达式:
注意:与AM波不同,m f 一般可大于1,
且m f 越大,抗干扰性能越好,但频带越宽。
对于单一频率调制的FM波
调频波的波形示意:
调频波波形示意图
由于已调波的相位随调制信号线形变化,则有:
其中:①
:为载波的相位角
②
:调相灵敏度——单位调制信号振幅引起的相位偏移
③
——瞬时相位偏移,寄载了调制信息
2.调相波
④ 最大相位偏移: ——调相指数
⑤
PM波瞬时频偏
⑥ 最大频偏:
也称比例常数,单位是rad/v
对于单一频率调制信号
调相信号的数学表达式:
调频波的波形示意:
调相波波形示意图
数学表达式
瞬时频率
瞬时相位
最大频偏
最大相位偏移
(调制指数)
FM波
PM波
上述比较中的调制信号 u(t),载波Uomcos0(t)
3. 调频信号与调相信号的比较
相同点
等幅
频率和相位都随调制信号变化, 均产生频偏与相偏,成为疏密波形。
正频偏最大处,即瞬时频率最高处,波形最密;
负频偏最大处,即瞬时频率最低处,波形最疏。
不同点
频率和相位随调制信号变化规律不一样
调频波:调制信号电平最大对应的瞬时正频偏最大,波形最密
调相波:调制信号电平变化率最大对应的瞬时正频偏
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