第 七 章 高頻電子――角度調(diào)制與解調(diào)電路ppt課件.ppt

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1、第七章角度調(diào)制與解調(diào)電路7.1概　述7.2調(diào)頻電路7.3鑒頻電路本章小結(jié)思考題7.1概　述頻譜變換1．頻譜搬移：振幅調(diào)制、解調(diào)、混頻2．非線性變換：角度調(diào)制與解調(diào)頻譜變換電路頻譜搬移電路頻譜非線性變換電路功能用途輸入信號頻譜沿頻率軸搬移輸入信號的頻譜做特定的非線性變換調(diào)幅、檢波、混頻角度調(diào)制與解調(diào)電路特點位置兩信號僅在頻譜線上移動，不產(chǎn)生與原頻譜無關(guān)的頻譜分量頻譜變換，將產(chǎn)生新的豐富的頻譜分量。第5、6章第7章1．角度調(diào)制(調(diào)角)概念(1)調(diào)頻(FM)：載波信號的頻率按調(diào)制信號規(guī)律變化(2)調(diào)相(PM)：載波信號的相位按調(diào)

2、制信號規(guī)律變化兩種調(diào)制方式均表現(xiàn)為載波信號的瞬時相角受到調(diào)變，故統(tǒng)稱為角度調(diào)制，簡稱調(diào)角。（注：振幅保持不變）2.調(diào)角優(yōu)點：抗干擾能力強缺點：頻譜寬度增加一、基本概念調(diào)頻必調(diào)相，調(diào)相必調(diào)頻！調(diào)頻：用于調(diào)頻廣播、廣播電視、通信及遙測等。調(diào)相：用于數(shù)字通信系統(tǒng)中的移相鍵控。二、調(diào)角波的性質(zhì)（一）瞬時頻率和瞬時相位設(shè)一旋轉(zhuǎn)矢量，長度為Vm，圍繞原點O反時針方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為?(t)。在t=0時。初相角為?0當(dāng)t=t時，矢量與實軸間的夾角為?(t)——瞬時相角。矢量在實軸上的投影為：v=Vmcos?(t)VmO實軸t=0t=t?(

3、t)?0?(t)這是一個簡諧振蕩,其瞬時相位為兩邊微分，得：——瞬時角頻率這是一個簡諧振蕩,其瞬時相位為：基本關(guān)系式(二)調(diào)頻信號和調(diào)相信號設(shè)單音調(diào)制信號，u?(t)=U?mcos?t載波信號為，uc(t)=Ucmcos?ct1.調(diào)頻波?(t)==?ct+sin?t=?ct+mfsin?tmf=kfU?m/?=，調(diào)頻指數(shù)和調(diào)頻波的最大相移與U?m成正比，與?成反比，其值可大于1。u(t)=Ucmcos(?ct+mfsin?t)——調(diào)頻波表達(dá)式①根據(jù)定義，調(diào)制信號對載波進(jìn)行頻率調(diào)制后的瞬時頻率為：?(t)=?c+kfU?mco

4、s?t=?c+??mcos?t式中：??m=2??fm=kfV?m，最大角頻偏，與調(diào)制信號振幅V?m成正比；kf——比例常數(shù)，單位為rad/s·v②瞬時相位③調(diào)頻波的波形示意：按調(diào)制信號對時間的積分值變化的調(diào)相信號2.調(diào)相波①瞬時相位：?(t)=?ct+kpU?mcos?t=?ct+mpcos?t式中，mp=kpU?m：調(diào)相指數(shù)，與U?m成正比；②最大角頻偏??m=mp?=kpU?m?，與U?m?成正比。③表達(dá)式：瞬時角頻率：??(t)附加相位偏移??(t)u(t)=Ucmcos(?ct+mpcos?t)調(diào)相波的波形示意調(diào)相

5、波波形圖3.調(diào)頻波與調(diào)相波的關(guān)系單頻調(diào)制時兩種調(diào)角信號的比較調(diào)頻信號調(diào)相信號瞬時頻率瞬時相位最大頻偏調(diào)制指數(shù)表達(dá)式結(jié)論(FM與PM波形對比)◆FM與PM的共同點a）均是等幅波b）表示式均用Mf，MP和描述:角頻率平均值:瞬時角頻率變化的速度:瞬時角頻率偏離中心頻率的最大值a)FM：b)PM:◆緊密聯(lián)系◆FM與PM的不同點◆三、調(diào)角信號的頻譜和帶寬1.頻譜調(diào)頻和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式基本一樣，只是相位相差π/2。故可寫成統(tǒng)一公式：用貝塞爾函數(shù)展開代入整理，可得：u(t)=Ucmcos[(?c+n?)t]=UcmJ0(Mf)cos?

6、ct載頻+UcmJ1(Mf)[cos(?c+?)t-cos(?c-?)t]第一對邊頻+UcmJ2(Mf)[cos(?c+2?)t+cos(?c-2?)t]第二對邊頻+UcmJ3(Mf)[cos(?c+3?)t-cos(?c-3?)t]第三對邊頻+???該式表明，單音調(diào)頻信號的頻譜由載波分量和無數(shù)對邊頻分量組成(已不是信號頻譜的不失真搬移)。其中，n為奇數(shù)的上、下邊帶分量的振幅相等，極性相反；而n為偶數(shù)的上、下邊頻分量的振幅相等，極性相同。所以調(diào)頻是表現(xiàn)頻譜的非線性搬移。中n為階數(shù)，Mf為宗數(shù)2.頻帶寬度m<<1時為窄帶調(diào)頻,

7、m>>1時為寬帶調(diào)頻,實際頻帶寬度有效頻帶寬度調(diào)角信號不宜在信道擁擠、且總頻率范圍不寬的短波波段使用，而適合在頻率范圍很寬的超高頻和微波波段使用。（1）m越大，調(diào)角波的帶寬越大，m應(yīng)選小一些。（2）m大，調(diào)頻信號的抗干擾能力強。（3）m值接近某些特定值時，載頻分量振幅可以減小，甚至為零，這對提高調(diào)頻信號的傳輸效率有利。3.能量關(guān)系說明：調(diào)頻波平均功率恒等于載波功率。若m變化，僅僅是各個分量的能量發(fā)生變化，而保持總的平均功率不變。（載波功率）休息一會兒直接調(diào)頻正弦波直接調(diào)頻電抗管直接調(diào)頻變?nèi)荻O管直接調(diào)頻非正弦波直接調(diào)頻：最后

8、必須轉(zhuǎn)換成正弦波調(diào)頻間接調(diào)頻矢量法移相法時延法單級變?nèi)萜鞫O管間接調(diào)頻多級變?nèi)萜鞫O管間接調(diào)頻7.2調(diào)頻電路一、直接調(diào)頻和間接調(diào)頻1．直接調(diào)頻(1)定義調(diào)制信號直接控制振蕩器的振蕩頻率（L或C），使其不失真地反映調(diào)制信號的變化規(guī)律。(2)被控的振蕩器種類①LC、晶體振蕩器(產(chǎn)生調(diào)頻正弦波)