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第6章角度调制与解调 调角波的基本性质调频波调相波调频电路直接调频间接调频鉴频器斜率鉴频 内容提要 1 特点 1 非线性调制 角度调制 用调制信号控制高频载波的瞬时频率或瞬时相位 使高频载波的瞬时频率或瞬时相位随调制信号的大小而变化的调制方式 角度调制后已调波的振幅保持不变 2 抗干扰性强 因为干扰信号体现在信号的幅度上 而调角信号的信息体现在瞬时频率或相位上 解调之前可用限幅电路去掉干扰信号 2 调频与调相都引起相角变化 统称为角度调制 调角波没有引起振幅变化 所以为等幅波 角度调制信号的基本特征 设高频信号 若没有调制 与初相位为常数 角度调制时 频率和相角都是变量 瞬时角频率 瞬时相角 6 1 1调角波的基本性质 3 6 1 2调频波 调频波 FM 瞬时角频率与调制信号成线性关系 而初始相位不变 瞬时角频移 载波 中心 频率 最大角频偏 调频灵敏度 瞬时角频率 最大角频偏指由调制信号引起的瞬时角频率偏离中心角频率的最大值 4 6 1 2调频波 调频指数 调频波表达式 瞬时角频率 瞬时相角 5 调频信号波形 VCM 6 调相波 PM 瞬时相位与成线性关系 瞬时相位 瞬时相移 调相指数为瞬时相移的最大值 最大相位偏移 调相灵敏度单位为 6 1 3调相波 7 由瞬时相位与所对应的瞬时角频率之间的关系 可得 最大角频偏 PM波的表达式 8 调相波的波形示意 9 单音调角信号参数比较 10 例题 6 1 11 调角波的频谱与带宽 频谱分布特点 BW 2mF 2 fm 宽带调角信号 带宽估算方法 卡尔逊公式 当m远小于1时 当m远大于1时 BW 2F 窄带调角信号 12 调角信号的功率分布 根据贝塞尔函数性质可知 调角信号的平均功率 调角波的平均功率等于各个频率成分的平均功率之和 平均功率与调角信号的振幅有关 等于未调制的载波功率 而与调制指数m无关 当调角振幅一定时 其平均功率也就一定 改变m的值可以改变载波分量和各边频分量之间的功率重新分配 但总功率不会改变 13 例题 为了产生一个调频波 假设载波信号为 调制信号为 且单位电压产生的频偏为 求 1 写出瞬时相位 瞬时角频率 2 写出该调频波的表达式 3 单位电阻上消耗的平均功率 14 6 2调频电路 直接调频电路 变容二极管调相电路矢量合成法间接调频可变时延法调相 间接调频电路 变容二极管调频电路晶体振荡器调频电路 15 6 2 1概述 1产生调频波的方法 1 直接调频 调频波的瞬时频率与调制信号成正比 用调制信号直接控制载波振荡器的振荡频率 使振荡频率随调制信号变化 fosc主要决定于回路的元件参数L和C 所以只要调制信号去控制振荡回路的L和C 就可达到产生调频信号的目的 例如变容二极管的调频 16 2 间接调频 调频波的瞬时相位与调制信号积分成正比 用调制信号的积分值去控制调相电路 使调相电路的输出相位与调制信号成正比 17 对调频波产生电路的要求 要求载波稳定度高 调制特性线性度好 频偏大小合适 1 直接调频电路 原理简单 频偏较大 但频率的稳定度不高 2 间接调频电路 频率稳定度高 晶振 但频偏比较小 需要扩展频偏 18 6 3鉴频器 鉴频实现原理 鉴频特性 鉴频实现方法斜率鉴频器正交鉴频器 19 斜率鉴频原理 鉴频实现原理 鉴频实现方法 正交鉴频原理 20 本章小结 调角信号的基本概念 包括定义 表达式 频谱结构 有效带宽及功率等参数 调频的方法有直接调频法和间接调频法两种 斜率鉴频和正交鉴频是两种主要鉴频方式 斜率鉴频器是先频幅转换 后包络检波 正交鉴频器是先频相转换 后鉴相 作业6 26 3 21 第六章习题 填空题1 斜率鉴频器是先将调频信号变换成 信号 然后用 进行解调得到调制信号 2 调频有两种方法 分别称为和 3 直接调频的优点是 间接调频的优点是 调频调幅 包络检波器 直接调频 间接调频 原理简单 频偏较大 中心频率稳定度高 22 选择题 1 采用频率 振幅变换网络的鉴频器称为 鉴频器 A 正交B 斜率C 脉冲计数式D 锁相2 变容二极管调频器实现线性调频的条件是变容二极管的结电容变化指数n为 A 1 3B 1 2C 2D 43 某调频波 其调制信号频率F 1kHz 载波频率为10 7MHz 最大频偏 fm 10kHz 若调制信号的振幅不变 频率加倍 则此时调频波的频带宽度为 A 12kHzB 24kHzC 22kHzD 40kHz 23 4 鉴频的描述是 A 调幅信号的解调B 调频信号的解调C 调相信号的解调5 直接调频与间接调频相比 以下说法正确的是 A 直接调频频偏较大 中心频率稳定B 间接调频频偏较大 中心频率不稳定C 直接调频频偏较大 中心频率不稳定D 间接调频频偏较大 中心频率稳定6 单频调制时 调频波的最大频偏 fm正比于 A U B u t C 24 7 调频的描述是 A 用调制信号去控制载波信号的频率 使载波信号的频率随调制信号的规律而变化B 用载波信号去控制调制信号的频率 使载波信号的频率随调制信号的规律而变化C 用调制信号去控制载波信号的频率 使调制信号的频率随载波信号的规律而变化 25 简答 1 直接调频和间接调频各有何优缺点 答 调频波电路要求载波稳定度高 调制特性线性度好 频偏大小合适 直接调频优点 原理简单 频偏较大 缺点 频率的稳定度不高 间接调频优点 频率的稳定度高 缺点 频偏比较小 需要扩展频偏 26 2 什么叫调频 什么叫调相 为什么调频和调相又统称为调角 答 调频 载波的角频率随调制信号的大小变化 调相 载波的相位随调制信号的大小变化 因为调频和调相都要引起相角的变化 所以统称为调角 27