角度调制与解调ppt课件.ppt

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1、第6章角度调制与解调—非线性频率变换电路6.1角度调制原理6.2调频电路6.3鉴频电路调制：线性调制：幅度调制（AM）：频谱的结构不变。（频谱搬移）非线性调制：角度调制（FM、PM）：频谱结构发生变化，且调制后的带宽比调制信号的带宽大得多。频率调制（FM调频）：高频振荡信号的频率按调制信号的规律变化（瞬时频率变化的大小与调制信号成线性关系），而振幅保持恒定的一种调制方式。解调：鉴频或频率检波。相位调制（PM调相）：高频振荡信号的相位按调制信号的规律变化（瞬时相位变化的大小与调制信号成线性关系），而

2、振幅保持恒定的一种调制方式。解调：鉴相或相位检波。角度调制虽然频带利用率不高，但其抗干扰和噪声的能力较强。调频波和调相波都表现为相位角的变化，只是变化的规律不同而已。调频必调相，调相必调频；鉴频可以鉴相，鉴相也可以鉴频。角度调制角度调制与解调—非线性频率变换电路无论是调频波还是调相波，它们的振幅均不改变，而频率的变化和相位的变化均表现为相角的变化，故调频和调相统称为角度调制或调角。角度调制与解调是非线性频率变换。角度调制是将调制信号的频谱搬到载波频率附近。在频率搬移过程中，对调制信号的频谱来说，产

3、生了新的频率分量，故称为非线性频率变换。角度调制的优点与用途：优点：抗干扰能力强、较高的载波功率利用系数，调角信号传输的保真度高缺点：占有更宽的传送频带，频带利用不经济。调频主要应用于调频广播、广播电视、通信及遥测遥控等；调相主要用于数字通信系统中的移相键控。调频波的指标主要有以下几个：1)频谱宽度2)寄生调幅3)抗干扰能力图1调幅、调频、调相波形6.1.1瞬时角频率与瞬时相位瞬时相位瞬时角频率它可用长度为Ucm、与实轴夹角为(t)的旋转矢量来表示。矢量初始相位为0，以(t)的角速度绕O反时

4、针旋转。实轴(t)0t=0UmOt=t当=c时：6.1角度调制原理简谐振荡可以写成一般形式可见，瞬时角频率与瞬时相位的关系是微积分的关系。6.1.2调频波和调相波的数学表达式与波形1、调频信号的数学表达式和波形：设：调制信号：uΩ(t),载波信号：uC（t）=UCmcos（ωct+c）,为分析方便，一般令初始相位c=0则根据频率调制的定义,调频波瞬时角频率：(t)=c+kfu(t)=c+(t)式中kf为比例常数。表示单位调制电压变化引起的角频率偏移值。称为调制（频）灵敏度（

5、调制系数）。单位是rad/s·V或Hz/V。两单位关系为1rad/s·V=2πHz/Vωc是未调制时的载波中心频率；kfuΩ(t)是瞬时角频率相对于ωc的偏移，叫瞬时角频率偏移，简称频率偏移或频移（频偏）。可表示为角频偏最大角频移，即角频偏，表示为瞬时相位（瞬时相位φ(t)是瞬时角频率ω(t)对时间的积分）：由上式可见，调频的结果也引起了载波瞬时相位的变化。相移调频指数（调制深度），即最大相移：为分析方便，通常令0=0,则FM信号为调频指数mf：调频信号的最大相偏（移），也就是相对于调制信号的最

6、大频偏最大角频偏Δωm：瞬时角频率ω（t）偏移ωc的幅度。如果调制信号uΩ(t)为单一频率的余弦信号，即单音调制时设u(t)=Umcost调频波瞬时角频率：(t)=c+kfUmcost=c+mcost最大角频偏瞬时相位调频指数最大频偏已调频信号图6-1-1调频波波形=kfUΩm＝ωct调频波的波形如图6-1-1所示。u(t)=Umcost图6-1-2调频波Δfm、mf与F的关系结论：1、幅度不变，频率（相位）随uΩ（t）变，通过信号的疏密或通过零点的个数而定；2、各种

7、干扰主要表现在振幅上，因此，调频波的抗干扰能力强。ΔfmFmfΔfm0mf2、调相信号的数学表达式和波形：设：调制信号：uΩ(t),载波信号：uC（t）=UCmcosωct则根据相位调制的定义,调相波瞬时相位：式中kp为比例常数。表示单位调制电压引起的相位变化。称为调相灵敏度。单位是rad/V。(t)=ct+kpu(t)=ct+(t)ωct是未调制时的载波相位；kpuΩ(t)是瞬时相位相对于ω0t的偏移，叫瞬时相位偏移，简称相位偏移或相移。令初相角0=0,相移最大相移，即调相指数（调

8、相系数），表示为调相指数mp：调相信号的最大相偏Δφm瞬时频率最大频偏故调相信号为如果调制信号uΩ(t)为单一频率的余弦信号，单频调制时，设u(t)=Umcost调相指数，最大相移瞬时相位瞬时频率最大角频偏图6-1-3调相波Δfm、mp与F的关系最大角频偏Δωm：瞬时角频率ω（t）偏移ωc的幅度。可见，调相的结果也引起了载波瞬时频率的变化。已调相信号mpΔfmFmpΔfm0图6-1-4调相波波形u(t)=Umcost，单一余弦调制下的调相波的波形与调频波相位相差900。