《频率调制与解调》PPT课件

《《频率调制与解调》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第7章频率调制与解调7.1调频信号分析7.2调频器与调频方法7.3调频电路7.4鉴频器与鉴频方法7.5鉴频电路17.1调频信号分析7.1.1调频信号的参数与波形设调制信号为uΩ(t)=UΩcosΩt，未调载波电压为uC=UCcosωct，频信号的瞬时角频率为调频信号的瞬时相位φ(t)设φ0=0，则式中，为调频指数。FM波的表示式为2图7―1调频波波形图图7―2调频波Δfm、mf与F的关系图37.1.2调频波的频谱1．调频波的展开式第一类贝塞尔函数可以用无穷级数进行计算。则调频波的级数展开式为2．调频波的频谱结构和特点4图7―4单频调制时FM波的振幅谱（a）Ω为常数;

2、（b）Δωm为常数载频分量上下有无数个边频分量，与载频分量相隔为调制频率的整数倍；mf越大，具有较大振幅的边频分量越多；对某些mf，载频或某些边频分量振幅为0；57.1.3调频波的信号带宽通常采用的准则是，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Bs=2nF=2mfF=2Δfm当mf很小时,如mf<0.5，为窄频带调频，此时Bs=2F对于一般情况,带宽为Bs=2(mf+1)F=2(Δfm+F)7.1.4调频波的功率调频信号uFM(t)在电阻RL上消耗的平均功率为67.1.5调频波与调相波的比较1．调相波调相波是其瞬时相位以未调载波相位φc为中心按调

3、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图7―8调相波Δfm、mp与F的关系图7图7―7调相波波形图至于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图7―9调频与调相的关系FM和PM方式和相互转化82．调频波与调相波的比较表7―1调频波与调相波的比较表9注意:（1）角度调制是非线性调制，在单频调制时

4、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。（4）FM调制后，功率由载波向调频后的边频转移。107.2调频器与调频方法7.2.1调频器对于图7―10的调频特性的要求如下:（1）调制特性线性要好。（2）调制灵敏度要高。（3）载波性能要好。图7―10调频特性曲线117.2.2调频方法1．直接调频法这种方法一般是用调制电压直接控制振荡器的振荡频率，使振荡频率f(t)按调制电压的规律变化。2．间接调频法实现间

5、接调频的关键是如何进行相位调制。通常,实现相位调制的方法有如下三种:(1）矢量合成法。这种方法主要针对的是窄带的调频或调相信号。对于单音调相信号uPM=Ucos(ωct+mpcosΩt)=Ucosωctcos(mpcosΩt)-sin(mpcosΩt)sinωct当mp≤π/12时,上式近似为uPM≈Ucosωct-UmpcosΩtsinωct12图7―11矢量合成法调13(2）可变移相法。(3）可变延时法。3.扩大调频器线性频偏的方法直接调频电路：当要求绝对频偏一定,载波频率较低时,可在较高频率上调频，再混频（绝对频偏不变）；也可在较低载波频率上调频，然后再倍频

6、（绝对频偏增大）。间接调频电路：一般采用先在较低频率上实现调频，然后再通过倍频和混频的方法。147.3调频电路7.3.1直接调频电路1.变容二极管直接调频电路1)变容二极管调频原理其结电容Cj与在其两端所加反偏电压u之间存在着如下关系:图7―12变容管的Cj～u曲线15静态工作点为EQ时，变容二极管结电容为设在变容二极管上加的调制信号电压为uΩ(t)=UΩcosΩt,则电容调制度162)变容二极管直接调频性能分析（1）Cj为回路总电容。若变容管上加uΩ(t)，就会使得Cj随时间变化（时变电容），此时振荡频率为图7―13变容管作为回路总电容全部接入回路17图7―14变

7、容管线性调频原理18振荡频率随时间变化的曲线如所示。式中,若γ=2,则得一般情况下,γ≠2，这时，可以展开成幂级数忽略高次项，上式可近似为是中心频率偏移。是最大频偏。二次谐波失真19二次谐波失真系数可用下式求出:调频灵敏度可以通过调制特性求出。根据调频灵敏度的定义,有m不能取得太大；值取小些好；频率稳定度低。20（2）Cj作为回路部分电容接入回路。在实际应用中，通常γ≠2，Cj作为回路总电容将会使调频特性出现非线性，输出信号的频率稳定度也将下降。因此,通常利用对变容二极管串联或并联电容的方法来调整回路总电容C与电压u之间的特性。图7―15Cj与固定电容串、并联后