角度调制与频分复用.ppt

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1、4.3角度调制数学表达式基本概念介绍（动画1－1）FM：载波信号的频率随调制信号而变；PM：载波信号的相位随调制信号而变；载波信号的幅度都保持不变，而频率的变化和相位的变化都表现为相角的变化，因而FM与PM统称为角度调制或调角。已调信号的频谱对于基带信号产生了新的频率分量，因此又称为非线性调制。2009Copyright1中国矿业大学通信研究所角度调制原理参数角度调制信号的一般表达式为：其中：A为载波恒定的振幅；为瞬时相位偏移；为瞬时相位；为信号的瞬时频率。为瞬时频率偏移，即相对于的瞬时频率偏移；2009Copyright2中国矿业大学通信研究所瞬时相位偏移瞬时频率偏移

2、参数2009Copyright3中国矿业大学通信研究所为调相灵敏度，即单位调制信号幅度变化引起的调相信号的相位偏移量。为调频灵敏度，即单位调制信号幅度变化引起的调频信号的频率偏移量。几个参数2009Copyright4中国矿业大学通信研究所当调制信号为模拟信号时，称为模拟角度调制。几个参数4.3.1模拟角度调制原理对于模拟信号，由于频率和相位之间存在微分与积分关系，故二者之间存在密切的关系。鉴于FM用得较多，本节将主要讨论频率调制。通常可以采用压控振荡器（VCO）来实现载波瞬时频率偏移随基带信号幅度变化2009Copyright5中国矿业大学通信研究所单音调频在输入为0

3、时，压控振荡器（VCO）产生一频率为ƒc的正弦波，即载波信号；当输入基带信号m(t)≠0时，随着基带信号幅度的变化，加到压控振荡器上的电压发生变化，振荡器输出信号频率不再固定在ƒc，而作相应的变化，从而实现频率调制。2009Copyright6中国矿业大学通信研究所称为调频指数。若则称其为窄带调频NBFM，否者称为宽带调频WBFM。频谱与带宽对于单音信号有2009Copyright7中国矿业大学通信研究所2、FM调制的频谱2009Copyright8中国矿业大学通信研究所1、一个调角信号除了载波频率以外，还包含无穷多的边频，相邻边频之间的频率间隔仍是。第n条谱线与载频之

4、差为。可见，其频谱无限宽！！！2、每一个分量的幅度由贝塞尔函数决定。贝塞尔函数的特点：当阶数n>mf+1时，Jn(mf)的数值随着n的增加而迅速减小。频带宽度2009Copyright9中国矿业大学通信研究所由以上分析可知，频率调制信号的频谱是由无数成对出现在载频两侧的离散谱组成，其频谱理论上是无限宽的。但是各次谐波分量的幅度随着n增加而下降。通常边频幅度小于未调载波幅度1%的高次谐波边频分量可以忽略不计。因此，实际上可认为n=mf+1，即高低边频的总数为2n=2(mf+1)，则调频波的频谱有效宽度为2(mf+1)fm，可得到频率调制信号的近似带宽卡森公式：2009Co

5、pyright10中国矿业大学通信研究所FM的解调可以采用普通鉴相器、调频负反馈和锁相环等方式。普通鉴相器法就是根据调制原理进行逆变换，调制时是通过用基带信号的幅度值改变载波频率实现调制，而解调则通过鉴频器将已调信号的频率变化输出为幅度变化。3、解调原理2009Copyright11中国矿业大学通信研究所鉴频器带通限幅器微分器包络检波器LPFSFM(t)ni(t)mo(t)no(t)限幅滤波器的作用是消除角度调制信号经过随参信道传输时因快衰落及噪声叠加而发生的幅度起伏影响。鉴频器核心为微分器，通过微分实现从FM信号到AM信号的变换2009Copyright12中国矿业大

6、学通信研究所鉴频器带通限幅器微分器包络检波器LPFSFM(t)mo(t)收到的已调信号微分输出包络检波及低通输出这里Kd称为检频器灵敏度。2009Copyright13中国矿业大学通信研究所4.3.2数字频率调制原理（2FSK）用数字基带信号m(t)对VOC振荡器进行调频，则产生数字频率调制。这种方式称为模拟数字调频，模拟调频器VCO（中心频率为ωc）1）2FSK调制原理2009Copyright14中国矿业大学通信研究所100(b)(a)1可见由于基带信号的幅度只有2个离散取值，因此经过调频后的频率也只是在对应的2个离散数值ωc1和ωc2间变动。因此，其调制实现方式可

7、以简化为用二进制数字信号去控制开关，直接在两个载频振荡器之间进行选择输出。2009Copyright15中国矿业大学通信研究所1载波载波00(b)(a)12009Copyright16中国矿业大学通信研究所2FSK信号可看作两个不同频率交替发送的2ASK信号的叠加，其功率谱2）功率谱特性是将基带信号功率谱经两次线性搬移（分别搬移到ƒC1和ƒC2处）后的叠加。2009Copyright17中国矿业大学通信研究所2FSK信号功率谱2009Copyright18中国矿业大学通信研究所3）解调原理非相干(包络)检测，相干解调，过零点检测和差分检测