幅度调制 12

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1、角度调制1.比较宽带调频与窄带调频的不同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）。定义：调频指数βFM>π/6，则称为宽带调频。当调频指数βFM<<1时，所得的调频波称为窄带调频波。主要区别：1)概念上的区别：宽带与窄带是相对而言的，宽带与窄带既可以传输数字信号也可以传输模拟信号，只是窄带相对较慢，宽带与窄带调制的区分并无严格的界限，但通常认为由调频所引起的最大瞬时相位偏移远小于30°时，称为窄带调频。否则，称为宽带调频。2)应用区别：宽带调频适用于声音质量要求高的应用，而窄带跳频声音

2、质量不如宽带，但是波站的数量多于宽带调频，就是占用的频谱宽度不同，占用的频谱宽度越宽，可能的传输带宽（对应数字系统就是传输速率）同样越高。3）AM是线性调制，频谱结构与基带相同，FM是非线性调制，频谱结构发生变化。更主要的是，AM调制是载波信号振幅受调制，其振幅变化与调制信号呈线性关系；4）FM调制是瞬时频率受调制，瞬时频率变化量与调制信号呈线性关系，而FM波的振幅不变。5)窄带AM、FM的宽带都是调制信号频率的两倍。2.FM信号的解调方法调制信号的解调分为相干解调和非相干解调两种。相干解调仅仅适用于窄带调频信号，且需同步信号，故应用范

3、围受限；而非相干解调不需同步信号，且对于NBFM信号和WBFM信号均适用，因此是FM系统的主要解调方式。在本仿真的过程中我们选择用非相干解调方法进行解调。非相干解调器由限幅器、鉴频器和低通滤波器等组成,限幅器输入为已调频信号和噪声，限幅器是为了消除接收信号在幅度上可能出现的畸变；带通滤波器的作用是用来限制带外噪声，使调频信号顺利通过。鉴频器中的微分器把调频信号变成调幅调频波，然后由包络检波器检出包络，最后通过低通滤波器取出调制信号。(1)FM信号的产生方法1）直接调频常用振荡器产生，如图4.10-1所示。工作原理：震荡器的频率随着外加电

4、压m(t)线性变化。2）间接调频A.用调相电路产生调频波;B.先产生一个窄带调频信号，再经过一个倍频器，从而产生宽带调频信号。如图4.10-2所示。(2)宽带调频信号的解调由于宽带调频属于非线性调制，所以不能采用相干解调，而必须采用非相干解调，即非线性调制采用非相干解调。而非相干解调采用的是鉴频器，鉴频器有以下几种形式：:a.比例鉴频器b.斜率鉴频器c.相位鉴频器如果将鉴频器后面级联一个积分电路，则可用来接收调相波。非相干解调方法：鉴频器法和锁相环法。1）鉴频器构成：由一个微分器和一个包络检波器级联而成；如图4.10-3所示基本功能：微

5、分电路将幅度衡定的调频波变换为调幅调频波，即幅度和频率都随基带信号m(t)线性变化。因此可见，鉴频器的功能实际上就相当于对调频波的瞬时相位求导。但实际的鉴频器还应有一个传输系数。2）窄带调频信号的解调窄带调频可以由乘法器来实现，因此一定可以用相干解调的方法来恢复原调制信号。带通滤波器的作用是用于通过调频信号和抑制噪声，带宽为已调信号频谱的两倍。低通滤波器的带宽为调制信号的带宽，其作用是滤除由乘法器产生的不必要成分，取出原调制信号。另一种流行的集成电路方式的FM解调器就是所谓的积分鉴频器或积分检波器。这类FM解调器在很多单片FM收音机和接

6、收机芯片中使用。在构建SystemView仿真系统前，先简单地分析一下积分鉴频器的工作原理。由上分析可知，如果输入的FM信号表示为则通过上述电路产生的正交信号是其中的常数K1和K2由电路调整参数确定。则乘法器的输出为上式中的两个频率分量中的和项可以用乘法器后的低通滤波器滤除，因此输出项可化简为 通过选取适当的参数K2，使正弦函数的自变量<<1，进一步近似为通常意义上讲，类似上述的积分鉴频器只能用基于电路的工具仿真，但事实上并非如此。上述电容器及谐振回路的相移可以用两种方法仿真实现。可用一个希尔伯特(Hilbert）变换滤波器组成，由于希

7、尔伯特(Hilbert）变换滤波器会引起整个频率通带内的信号产生90°相移。这一特性可通过对希尔伯特(Hilbert）变换滤波器的波特图分析得到。另一种方法是通过一个简单的延时电路产生，延迟电路产生相当于载波频率四分之一周期的延迟。由于在载波中心频率上有我们所希望的90°相移，因此可把并联LC谐振回路看成一个二阶带通滤波器（一阶低通原形）。这个带通滤波器的带宽被用于设置谐振回路的Q值以控制参数K2。将延迟线移相的输入输出断开，用希尔伯特变换滤波器移相电路代替，重新运行仿真系统，可得到相同的结果。能用作鉴频器的电路类型很多，如相位鉴频器、

8、比例鉴频器等。值得一提的是，在近代通信系统中，利用性能优良而且易于集成的锁相环解调器对FM信号进行解调，在窄带FM通信中也是常用的方法。