高頻第6章角度調(diào)制與解調(diào)

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1、第6章角度調(diào)制與解調(diào)1本章知識(shí)點(diǎn)及結(jié)構(gòu)角度調(diào)制與解調(diào)調(diào)角波的性質(zhì)（數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻譜特征、功率）6.2調(diào)頻波的解調(diào)（電路，評(píng)價(jià)指標(biāo)）6.5調(diào)頻波的產(chǎn)生（原理，電路，評(píng)價(jià)指標(biāo)）6.3，6.42第6章角度調(diào)制與解調(diào)6.1概述6.2調(diào)角波的性質(zhì)（重點(diǎn)）6.3調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生6.4調(diào)頻電路（重點(diǎn)）6.5調(diào)頻波的解調(diào)（重點(diǎn)）6.6限幅器6.7調(diào)制方式的比較36.1概述回顧問(wèn)題：（第5章調(diào)幅系統(tǒng)概念）2.“調(diào)制”與“解調(diào)”的方式有哪些？1.“調(diào)制”與“解調(diào)”的過(guò)程如何實(shí)現(xiàn)？3.“調(diào)制”對(duì)應(yīng)的波形特征？4.調(diào)制器、解調(diào)器在無(wú)線電收發(fā)系統(tǒng)中的位置？41.“調(diào)制”與“解

2、調(diào)”的過(guò)程:人飛機(jī)的參數(shù)（如重量、速度等）控制飛機(jī)（載體）載有人的飛機(jī)調(diào)制人解調(diào)低頻信號(hào)高頻信號(hào)（載波）載波的參數(shù)（如幅度、頻率、相位）已調(diào)波還原低頻信號(hào)裝載卸載52.調(diào)制的方式:控制調(diào)制低頻信號(hào)高頻信號(hào)（載波）載波的參數(shù)已調(diào)波幅度調(diào)制（簡(jiǎn)稱“調(diào)幅”，AM）頻率調(diào)制（簡(jiǎn)稱“調(diào)頻”，F(xiàn)M）相位調(diào)制（簡(jiǎn)稱“調(diào)相”，PM）幅度頻率相位角度調(diào)制相角62.解調(diào)的方式：控制調(diào)制低頻信號(hào)高頻信號(hào)（載波）載波的參數(shù)調(diào)幅波幅度頻率相位調(diào)頻波調(diào)相波檢波低頻信號(hào)解調(diào)鑒頻鑒相調(diào)幅波調(diào)頻波調(diào)相波7信號(hào)載波信號(hào)（高頻信號(hào)）：（等幅）高頻正弦波振蕩信號(hào)調(diào)制信號(hào)（低頻信號(hào)）：需要傳

3、輸?shù)碾娦盘?hào)語(yǔ)言圖像數(shù)據(jù)已調(diào)(波)信號(hào)（高頻信號(hào)）：經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻信號(hào)3.總結(jié)：（原始信號(hào)）84、調(diào)制器在發(fā)射機(jī)中位置94、解調(diào)器在接收機(jī)中的位置105.調(diào)頻與鑒頻的典型電路：116.2調(diào)角波的性質(zhì)(重點(diǎn))調(diào)角波的性質(zhì)：調(diào)頻波（FM）的性質(zhì)（重點(diǎn)）調(diào)相波（PM）的性質(zhì)（類比的方法學(xué)習(xí)）調(diào)頻波與調(diào)相波的比較12一、調(diào)頻（相）波數(shù)學(xué)表達(dá)式及波形特征如何？二、調(diào)頻（相）波的頻譜有什么特征？如何根據(jù)頻譜計(jì)算頻帶寬度？三、如何計(jì)算調(diào)頻（相）波的功率？問(wèn)題：13一、調(diào)頻波數(shù)學(xué)表達(dá)式調(diào)制信號(hào)載波信號(hào)的頻率控制載波信號(hào)調(diào)頻波的頻率已調(diào)信號(hào)即：調(diào)頻波調(diào)頻波的相位1、調(diào)

4、頻的過(guò)程142.調(diào)頻過(guò)程的數(shù)學(xué)表達(dá):15角頻率偏移程度由調(diào)制信號(hào)幅度決定又稱作調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù)mf，它可以大于1.(1).瞬時(shí)頻率偏移:(2).最大頻率偏移(也簡(jiǎn)稱頻偏):(3).最大相移幾個(gè)關(guān)鍵參量：16根據(jù)調(diào)相過(guò)程，寫(xiě)出調(diào)相波數(shù)學(xué)表達(dá)式調(diào)制信號(hào)載波信號(hào)的相位控制載波信號(hào)調(diào)相波的相位已調(diào)信號(hào)即：調(diào)相波在理解調(diào)頻過(guò)程與調(diào)相波數(shù)學(xué)表達(dá)式之間的關(guān)后，二、調(diào)相波數(shù)學(xué)表達(dá)式——類比法17又稱作調(diào)相指數(shù)它與調(diào)制信號(hào)的幅度成正比，而與調(diào)制頻率無(wú)關(guān)。最大相移關(guān)鍵參量：18討論：調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的比較如果設(shè)載波：調(diào)制信號(hào)：FM波PM波(1)瞬時(shí)頻率：(2)瞬時(shí)相位

5、：(3)最大頻偏：(4)最大相位：(5)表達(dá)式:19三、調(diào)頻與調(diào)相的關(guān)系——總結(jié)載波信號(hào)：1.調(diào)制指數(shù)調(diào)頻時(shí)調(diào)相時(shí)2.最大頻率偏移——頻偏與調(diào)制信號(hào)振幅成正比，頻率成反比。與調(diào)制信號(hào)頻率無(wú)關(guān)。與調(diào)制信號(hào)的幅度成正比，與其頻率無(wú)關(guān)FMPM203.FM與PM的共同點(diǎn)頻偏（即最大頻率偏移）??與調(diào)制指數(shù)m之間都滿足：??=m?21已知載波頻率為100MHz，載波電壓幅度為5V，調(diào)制信號(hào)試寫(xiě)出調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表示式（設(shè)兩個(gè)調(diào)制信號(hào)的最大頻偏均為20kHz）應(yīng)用例1：22頻譜分析的方法：2.以每一余弦（或正弦）項(xiàng)的頻率或?yàn)闄M坐標(biāo)上的點(diǎn)，其幅度為縱坐標(biāo)上的點(diǎn)，畫(huà)出頻

6、譜分布圖。將調(diào)角波（電壓）信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式展開(kāi)成余弦（或正弦）項(xiàng)之和的形式，即四、調(diào)角波的頻譜23利用貝塞爾函數(shù)理論中的兩個(gè)公式：調(diào)頻波的頻譜24結(jié)論：一個(gè)FM波，除有載頻分量外，還有無(wú)窮多個(gè)邊頻分量，邊頻之間的間隔仍為。調(diào)頻波的頻譜2.邊頻幅度的大小為，由Bessell函數(shù)決定。25可見(jiàn)，mf值越大，貝塞爾函數(shù)的階數(shù)將增多。這意味著，mf值越大，調(diào)頻波頻譜中的邊頻數(shù)目增多，從而使頻帶加寬。26mf相同時(shí)，隨著貝塞爾函數(shù)階數(shù)升高，其值變化不一定越小。這意味著，調(diào)頻波的頻譜幅度不是線性遞減的。27五、調(diào)頻波的頻帶寬度或由Bessell函數(shù)的特點(diǎn)，當(dāng)階數(shù)

7、時(shí)則認(rèn)為，邊頻總數(shù)為（1）mf>1當(dāng)mf>>1時(shí)，即稱為：寬帶調(diào)頻28（2）對(duì)于窄帶調(diào)頻mf<1時(shí)則：邊頻分量很少，只有1到3項(xiàng)29例：已知調(diào)制信號(hào)求FM和PM波的帶寬（2）若不變，F(xiàn)增大一倍，兩種已調(diào)信號(hào)的帶寬如何（1）若F不變，增大一倍，兩種已調(diào)信號(hào)的帶寬如何（3）若F與都增大一倍，兩種已調(diào)信號(hào)的帶寬如何說(shuō)明：PM波的頻帶利用率不如FM波好。因而，調(diào)相PM一般只作為產(chǎn)生調(diào)頻波的一種間接手段來(lái)應(yīng)用，沒(méi)有調(diào)頻FM應(yīng)用得廣。（3）調(diào)角信號(hào)頻譜與調(diào)制信號(hào)的關(guān)系30（3）調(diào)角信號(hào)頻譜與調(diào)制信號(hào)的關(guān)系續(xù)說(shuō)明：在調(diào)制頻率F的高端和低端，PM波的頻帶寬度變化極大

8、，所以其頻帶的利用是不經(jīng)濟(jì)的。即：PM波的頻帶利用率不如FM波好。這正是模擬通信系統(tǒng)中調(diào)頻FM制比調(diào)相PM制