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《角度調(diào)制與解調(diào)ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、Chapter8角度調(diào)制與解調(diào)—頻譜非線性變換電路1§8.1概述角度調(diào)制是用調(diào)制信號去控制載波信號角度(頻率或相位)變化的一種信號變換方式。如果受控的是載波信號的頻率，則稱頻率調(diào)制(FrequencyModulation)，簡稱調(diào)頻，以FM表示；若受控的是載波信號的相位，則稱為相位調(diào)制(PhaseModulation)，簡稱調(diào)相，以PM表示。無論是FM還是PM，載頻信號的幅度都不受調(diào)制信號的影響。2調(diào)頻波的解調(diào)稱為鑒頻或頻率檢波，調(diào)相波的解調(diào)稱鑒相或相位檢波。與調(diào)幅波的檢波一樣，鑒頻和鑒相也是從已調(diào)信號中還原出原調(diào)制信號。3wo–Dwmwo+DwmAMF
2、M調(diào)幅與調(diào)頻的波形圖4FMAMffff調(diào)幅與調(diào)頻的頻譜FFf0f0f0f05角度調(diào)制與解調(diào)和振幅調(diào)制與解調(diào)最大的區(qū)別在頻率變換前后頻譜結(jié)構(gòu)的變化不同。角度調(diào)制:頻率變換前后頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，屬于非線性頻率變換。角度調(diào)制的主要優(yōu)點:抗干擾性強。FM廣泛應(yīng)用于廣播、電視、通信以及遙測方面，PM主要應(yīng)用于數(shù)字通信中的移相鍵控。角度調(diào)制的主要缺點:占據(jù)頻帶寬，頻帶利用不經(jīng)濟。6§8.2調(diào)角波的性質(zhì)一、調(diào)頻波和調(diào)相波的波形和數(shù)學(xué)表達式設(shè)未調(diào)高頻載波為一簡諧振蕩，其數(shù)學(xué)表達式為a(t)=A0cos?(t)=A0cos(?0t+?0)(1)式中，?0為載波初相角；?
3、0是載波的角頻率，?(t)為載波振蕩的瞬時相位。當沒有調(diào)制時，a(t)就是載波振蕩電壓，其角頻率?0和初相角?0都是常數(shù)。7調(diào)頻時，在式(1)中，高頻正弦載波的角頻率不再是常數(shù)?0，而是隨調(diào)制信號變化的量。即調(diào)頻波的瞬時角頻率?(t)為?(t)=?0+kfv?(t)=?0+??(t)(2)式中kf為比例常數(shù)，即單位調(diào)制信號電壓引起的角頻率變化，單位為rad/s?V。此時調(diào)頻波的瞬時相角?(t)為(3)8設(shè)?0=0(4)所以FM波的數(shù)學(xué)表達式為af(t)=A0cos?(t)=A0cos(5)9將瞬時頻率偏移的最大值稱為頻偏，記為??m=max。瞬時相位偏移
4、的最大值稱為調(diào)制指數(shù)，m=max。對調(diào)頻而言，頻偏??m=kf(6)調(diào)頻指數(shù)mf=kf(7)10調(diào)頻波瞬時頻率、瞬時相位隨調(diào)制信號(單音信號)變化的波形圖以及調(diào)頻波的波形圖。調(diào)頻時的波形圖圖(a)為調(diào)制信號v?，圖(b)為調(diào)頻波，當v?為波峰時，頻率?o+??m為最大；當v?為波谷時，頻率?o–??m為最小。圖(c)為瞬時頻率的形式，是在載頻的基礎(chǔ)上疊加了隨調(diào)制信號變化的部分。圖(d)為調(diào)頻時引起的附加相位偏移的瞬時值，??(t)與調(diào)制信號相差90?。11由圖可知：調(diào)頻波的瞬時頻率隨調(diào)制信號成線性變化，而瞬時相位隨調(diào)制信號的積分線性變化。12調(diào)相時，高頻
5、載波的瞬時相位?(t)隨v?線性變化，?(t)=?0t+?0+kpv?(t)(8)式中kp為比例系數(shù)，代表單位調(diào)制信號電壓引起的相位變化，單位為rad/V。此時調(diào)相波的瞬時頻率為(9)13同理，根據(jù)式(8)設(shè)?0=0則?(t)=?0t+kPv?(t)(10)所以PM波的數(shù)學(xué)表達式為ap(t)=A0cos?(t)=A0cos[?0t+kpv?(t)](11)14對調(diào)相而言，頻偏(12)調(diào)相指數(shù)(13)15?(t)=是角度調(diào)制的兩個基本關(guān)系式，它說明了瞬時相位是瞬時角速度對時間的積分，同樣，瞬時角頻率為瞬時相位對時間的變化率。由于頻率與相位之間存在著微積分關(guān)
6、系，因此不論是調(diào)頻還是調(diào)相，結(jié)果使瞬時頻率和瞬時相位都發(fā)生變化。只是變化規(guī)律與調(diào)制信號的關(guān)系不同。和168.2：求v(t)=5cos(t+sin5?t)在t=0時的瞬時頻率。解∵?(t)=t+sin(5?t)∴?(t)=在t=0時，?(0)=+5?rad/S∴≈160kHz17根據(jù)以上分析得出如下結(jié)論：調(diào)頻時，載波的瞬時頻率與調(diào)制信號成線性關(guān)系，載波的瞬時相位與調(diào)制信號的積分成線性關(guān)系；調(diào)相時，載波的瞬時頻率與調(diào)制信號的微分成線性關(guān)系，載波的瞬時相位與調(diào)制信號成線性關(guān)系。調(diào)頻與調(diào)相的比較可參見下表。18FM波和PM波的比較[調(diào)制信號v?(t)，載波A0c
7、os?0t]FM波PM波數(shù)學(xué)表達式A0cos[?0t+kpv?(t)]瞬時頻率?0+kfv?(t)瞬時相位?0t+kpv?(t)最大頻移最大相移mf=kf??m=kf19下面分析當調(diào)制信號為v?(t)=V?cos?t，未調(diào)制時載波頻率為?0時的調(diào)頻波和調(diào)相波。根據(jù)式(5)可寫出調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表達式為(14)根據(jù)式(11)可寫出調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達式為(15)20從以上二式可知，此時調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù)為(16)調(diào)相波的調(diào)制指數(shù)為mp=kpV?(17)根據(jù)式(6)可求出調(diào)頻波的最大頻移為??f=kfV?(18)根據(jù)式(12)可求出調(diào)相波的最大頻移為??p=kp?V?
8、(19)21由此可知，調(diào)頻波的頻偏與調(diào)制頻率?無關(guān)，調(diào)頻指數(shù)mf則與?成反比；調(diào)
