单元十 度调制电路.doc

单元十 角度调制电路 课 题： 10.1调角波的基本性质 教学目的： 1.了解瞬时频率和瞬时相位 2.掌握调频波的基本性质 3.掌握调相波的基本性质 教学重点： 调频波的基本性质 调相波的基本性质 教学难点： 调频波的基本性质 调相波的基本性质 教学方法： 讲授 课 时： 2学时 教学进程 单元十 角度调制电路 10.1调角波的基本性质 角度调制可分为两种：一种是频率调制，简称调频（FM）；另一种是相位调制，简称调相（PM）。 角度调制和解调电路都属于频谱非线性变换电路。 一、调频波的基本性质 调频（FM）：载波的幅度不变，而瞬时角频率WC（t）随调制信号uΩ作线性变化。 1.数学表达式 设载波为uC＝UCmcoswCt；调制信号为uΩ＝UΩmcosΩt 其瞬时角频率 wC（t）= wC＋kf UΩm cosΩt = wC＋⊿wfmcosΩt wC：载波角频率，即调频波中心角频率 kf：调频灵敏度，表示单位调制信号幅度引起的频率变化，单位rad/s.V或Hz/V ⊿wfm：调频波最大角频偏，表示FM波频率摆动的幅度， ⊿wfm = kf UΩm mf＝ ⊿wfm /Ω = kf UΩm ／ Ω 调频系数，是调频时在载波信号的相位上附加的最大相位偏移，单位为rad。 则 uFM＝ UCmcos Ф（t） = Ucmcos（ wCt+ mfsinΩt ） 2.波形 如图10-1 图10-1 调频波波形 3.频谱 如图10-2所示 图10-2 调频波的频谱图 4.通频带 当m远小于1时： BW=2F（窄带调角信号） 当m远大于1时： BW≈2mF=2△fm（宽带调角信号） 5.功率关系 在Ucm一定时，调频波的平均功率也就一定，且等于未调制时的载波功率，其值与mf无关。 即：Po＝ Ucm2 /2 二、调相波的基本性质 调相（PM）：载波的幅度不变，而瞬时相位ФC（t）随调制信号uΩ作线性变化。 1.数学表达式 其瞬时相位 Ф（t）=wCt ＋kpUΩm cosΩt = wCt+mpcosΩt wC：载波角频率 kp：调相灵敏度，表示单位调制信号幅度引起的相位变化，单位rad/V mp：调相系数，即最大相位偏移，表示PM波相位摆动的幅度， mp= kp UΩm 单位为rad。 w（t ）=dФ（t）/dt= wC－mpΩsinΩt = wC－ ⊿wpmsinΩt ⊿wpm：PM波最大角频偏 ⊿wpm=mpΩ=kp UΩm Ω 调相系数mp= ⊿wpm / Ω uPM＝ UCmcos Ф（t） = Ucmcos（ wCt+ mpcosΩt ） 2.波形 如图10-3所示 图10-3 调相波波形 3.频谱 如图10-4所示 图10-4 调相波频谱图 4.通频带 与调频时的计算方法致。这里就再讲了。 5.功率关系 在Ucm一定时，调相波的平均功率也就一定，且等于未调制时的载波功率，其值与mp无关。 即：Po＝ Ucm2 /2 三、调频波与调相波的比较 调频信号与调相信号的相同之处在于： (1) 二者都是等幅信号。 (2) 二者的频率和相位都随调制信号而变化, 均产生频偏与相偏。 调频信号与调相信号的区别在于： (1) 二者的频率和相位随调制信号变化的规律不一样, 但由于频率与相位是微积分关系, 故二者是有密切联系的。  (2) 从表10.1中可以看出, 调频信号的调频指数Mf与调制频率有关, 最大频偏与调制频率无关, 而调相信号的最大频偏与调制频率有关, 调相指数MP与调制频率无关。 (3) 从理论上讲, 调频信号的最大角频偏Δωm＜ωc, 由于载频ωc很高, 故Δωm可以很大, 即调制范围很大。由于相位以2π为周期, 所以调相信号的最大相偏(调相指数)Mf＜π, 故调制范围很小。 本课小结： 讲解了调频波和调相波的数学表达式、波形、频谱、功率、带宽、功率关系等基本性质。 对调频波与调相波进行了比较。 本课作业： 若调角波u(t)=10cos（2p×106t +10cos2000pt）(V),试确定:(1) 最大频偏；(2) 最大相偏；(3) 信号带宽 ；(4) 此信号在单位电阻上的功率；(5) 能否确定这是FM波还是PM波? 设载频fc＝12MHz，载波振幅Ucm＝5V，调制信号uΩ(t)=1.5cos2π×103t，调频灵敏度kf＝25kHz/V，试求： （1）调频表达式 ；（2）调制信号频率和调频波中心频率；（3）最大频偏、调频系数和最大相偏；（4）调制信号频率减半时的最大频偏和相偏；（5）调制信号振幅加倍时的最大频偏和相偏。 课 题： 10.2调角电路 教学目的： 1.掌握调频电路 2.掌握