高頻電子線路陽(yáng)昌漢版第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)概述角度調(diào)制原理及特性調(diào)頻電路調(diào)相電路調(diào)角信號(hào)的解調(diào)16.1概述高頻振蕩的振幅不變，而瞬時(shí)相位隨調(diào)制信號(hào)按一定關(guān)系變化。（簡(jiǎn)稱調(diào)角）一、角度調(diào)制的定義與分類定義：相位調(diào)制（簡(jiǎn)稱調(diào)相）：高頻振蕩的振幅不變，而其瞬時(shí)角頻率隨調(diào)制信號(hào)線性關(guān)系變化。FM頻率調(diào)制（簡(jiǎn)稱調(diào)頻）：高頻振蕩的振幅不變，而其瞬時(shí)相位隨調(diào)制信號(hào)線性關(guān)系變化。PM二、角度調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)與用途優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)、載波功率利用率高用途：FM：調(diào)頻廣播、廣播電視、通信及遙控遙測(cè)等PM：數(shù)字通信等分類：26.2角度調(diào)制原理及特性6.2.1瞬時(shí)角頻率與瞬時(shí)相位當(dāng)進(jìn)行角度調(diào)制（FM或PM）后,其已調(diào)波的角頻率將是時(shí)間的

2、函數(shù)即ω(t)，可用旋轉(zhuǎn)矢量表示。t=tω(t)t=0實(shí)軸設(shè)高頻載波信號(hào)為：設(shè)旋轉(zhuǎn)矢量的長(zhǎng)度為，且當(dāng)t=0時(shí)，初相位為，t=t時(shí)，矢量與實(shí)軸之間的瞬時(shí)相位為。而該矢量在實(shí)軸上的投影：顯然有：36.2.2調(diào)角信號(hào)的時(shí)域特性一、調(diào)頻信號(hào)載波信號(hào)：調(diào)制信號(hào)：瞬時(shí)角頻率：?(t)=?c+kfu?(t)rad/s·V=?c+??(t)瞬時(shí)相位：相移則FM信號(hào)為角頻移4u?(t)=U?mcos?t?(t)=?c+kfU?mcos?t=?c+??fmcos?t調(diào)頻指數(shù)（最大相移）最大角頻移單頻調(diào)制時(shí)則ΔωfmΩmf5u?(t)=U?mcos?t?(t)=?c+??fmcos?t調(diào)制信號(hào)瞬時(shí)角頻率調(diào)頻

3、波相移最高最密特點(diǎn)：調(diào)制信號(hào)電平最高處對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)正頻移最大，波形最密集；調(diào)制信號(hào)電平最低處對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)負(fù)頻移最大，波形最稀疏。最低最稀波形（等幅疏密波）：6二、調(diào)相信號(hào)載波信號(hào)：調(diào)制信號(hào)：故調(diào)相信號(hào)為rad/V瞬時(shí)相位：相移瞬時(shí)角頻率：角頻移7設(shè)u?(t)=U?mcos?t，單頻調(diào)制時(shí)，則調(diào)相指數(shù)（最大相移）mpΔωpmΩ最大角頻移在振幅調(diào)制中，調(diào)幅指數(shù)ma≤1，否則會(huì)產(chǎn)生過(guò)調(diào)幅失真。而在角度調(diào)制中，無(wú)論是調(diào)頻還是調(diào)相，調(diào)制指數(shù)均可大于1。需要說(shuō)明：8u?(t)=U?mcos?t調(diào)制信號(hào)瞬時(shí)角頻率調(diào)相波相移波形（等幅疏密波）：特點(diǎn)：調(diào)制信號(hào)電平變化率（斜率）最大處對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)正頻移最大，波

4、形最密集；調(diào)制信號(hào)電平變化率最小處對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)負(fù)頻移最大，波形最稀疏。最大最密最小最稀9三、調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的比較調(diào)制信號(hào)u?(t)=U?mcos?t載波信號(hào)uc(t)=Ucmcos?ct調(diào)頻調(diào)相瞬時(shí)角頻率?(t)=?c+kfu?(t)=?c+??fmcos?t=?c–??pmsin?t瞬時(shí)相位=?ct+kpu?(t)=?ct+mpcos?t最大角頻移=kfU?m=mf?=kpU?m?=mp?最大相移mp=kpU?m??fm??pm表達(dá)式10調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的相同之處在于:(1)二者都是等幅信號(hào)。(2)二者的頻率和相位都隨調(diào)制信號(hào)而變化,均產(chǎn)生頻移與相移，成為疏密波形。正頻移最大處，

5、即瞬時(shí)頻率最高處，波形最密；負(fù)頻移動(dòng)最大處，即瞬時(shí)頻率最低處，波形最疏。調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的區(qū)別在于:(1)二者的頻率和相位隨調(diào)制信號(hào)變化的規(guī)律不一樣，但由于瞬時(shí)頻率與瞬時(shí)相位是微積分關(guān)系，故二者是有緊密聯(lián)系的。(3)二者的最大角頻移??m均等于調(diào)制指數(shù)m與調(diào)制信號(hào)頻率?的乘積。11(2)調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻指數(shù)mf與調(diào)制信號(hào)頻率?有關(guān)（成反比）,最大角頻移??fm與調(diào)制信號(hào)頻率無(wú)關(guān)；而調(diào)相信號(hào)的最大角頻移??pm與調(diào)制信號(hào)頻率?有關(guān)（成正比）,調(diào)相指數(shù)mp與調(diào)制信號(hào)頻率無(wú)關(guān)。(3)從理論上講，調(diào)頻信號(hào)的最大角頻移??fm

6、以2π為周期，因此調(diào)相信號(hào)的最大相移（調(diào)相指數(shù)）mp<π，故調(diào)制范圍很小。eg:將調(diào)制信號(hào)先微分，然后再對(duì)載波調(diào)頻，則得調(diào)相信號(hào)；將調(diào)制信號(hào)先積分，再對(duì)載波進(jìn)行調(diào)相，則得調(diào)頻信號(hào)。12例1已知u?(t)=5cos(2??103t)V，調(diào)角信號(hào)表達(dá)式為uo(t)=10cos[(2??106t)+10cos(2??103t)]V試判斷該調(diào)角信號(hào)是調(diào)頻信號(hào)還是調(diào)相信號(hào)，并求調(diào)制指數(shù)、最大頻移、載波頻率和載波振幅。[解]=2??106t+10cos(2??103t)調(diào)相指數(shù)mp=10rad載波頻率fc=106(Hz)?fpm=mpF最大頻移載波振幅Ucm=10V=10?103=10kHz相移正

7、比于調(diào)制信號(hào)，故為調(diào)相信號(hào)。13例2一組頻率為300?3000Hz的余弦調(diào)制信號(hào)，振幅相同，調(diào)頻時(shí)最大頻移為75kHz，調(diào)相時(shí)最大相移為2rad，試求調(diào)制信號(hào)頻率范圍內(nèi)：(1)調(diào)頻時(shí)mf的變化范圍;(2)調(diào)相時(shí)?fpm的范圍;[解](1)調(diào)頻時(shí)，?ffm與調(diào)制信號(hào)頻率無(wú)關(guān)，恒為75kHz。故(2)調(diào)相時(shí)，mP與調(diào)制信號(hào)頻率無(wú)關(guān)，恒為2rad。故146.2.3調(diào)角信號(hào)的頻譜與帶寬一、調(diào)角信號(hào)的頻譜FM信號(hào)和PM信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)相同，下面僅討論調(diào)頻波