无线电广播发送与接收课件

2章无线电广播发送与接收2章无线电广播发送与接收1第2章无线电广播发送与接收2.1无线通信系统概述2.2信号、频谱与调制2.3模拟调制与解调技术2.4数字调制与解调技术思考题与习题第2章无线电广播发送与接收2.1无线通信系统概述22.1无线通信系统概述通信的目的是为了信息的传递和交换。依靠三个方面的技术支持：第一，声音、文字、图像和数据等含有信息的具体表现形式与电信号进行相互转换的技术（传感技术）；第二，对电信号进行各种处理的电信号处理技术；第三，能对电信号(或光信号)进行有效变换并传输的信息传送技术。高频电路是通信系统,特别是无线通信系统的基础,是无线通信设备的重要组成部分。2.1无线通信系统概述3高频电路的基本内容应该包括:（1）高频振荡器（2）放大器（3）混频或变频

（4）调制与解调高频电路的基本内容应该包括:4声音属于信息范畴，声音广播（远距离传送）得益于19世纪无线电的发明。声音广播就是点到面的通信。信息，抽象的概念。具体形式有：语言、文字、符号、音乐、图形、图像和数据。信息处理，首先将物理信号转换为电信号，然后进行处理。人们从这些信号中获取信息。信息传输，通信的主要任务是传递信息，即将经过处理的信息从一个地方传递到另一个地方。对信息传输的要求主要是提高可靠性和有效性。声音属于信息范畴，声音广播（远距离传送）得益于19世纪无线电5传递信息既可以通过有线信道，也可以通过无线信道。信号的无线传输是无线电技术的主要应用，通信作为无线电技术的最早应用，其组成和工作过程，很典型地反映了无线电技术的基本问题。通信技术的发展和现代化充分反映了无线电技术的发展和现代化。传递信息既可以通过有线信道，也可以通过无线信道。信号的无线传6通信系统基本组成、作用、分类通信系统直接完成信息的传递任务。为了使我们获取的声音或图像信号，能不失真地传递到其它地方，需要对声音或图像信号做一些处理，使代表这些信息的电信号变换成有利于传输的信号。这就是通信系统的基本功能。

要掌握无线通信的基本原理和通信电子线路的组成原理。首先要了解该系统的组成。通信系统基本组成、作用、分类7通信系统框图由于信道中噪声和干扰的存在，接收设备所恢复的基带信号与原基带信号之间必然会存在差异，这一差异称为失真。通信系统框图由于信道中噪声和干扰的存在，接收设备所8基带信号：由输入变换器将要传递的声音或图像消息变换为电信号，该电信号包含了原始消息的全部信息(允许存在一定的误差，或者说信息损失)，称为基带信号。基带信号的基本特点是其信号频谱是宽带的，即该信号频谱范围的上限频率和下限频率的差(即信号带宽)，与其下限频率的比远大于1。宽带信号包含大量低频信号的能量。这些信号不适于在空间(即无线信道)中传播，特别是远距离的传播。输入变换器的输出作为通信系统的信号源。输出变换器实现的是输入变换器的逆过程，即将经过处理的基带信号重新恢复为原始的声音或图像，为人们所接受。基带信号：由输入变换器将要传递的声音或图像消息变换为电信号9射频信号：为了能够在无线信道中，有效地传播信息（音频信号和视频信号），就必须经过调制，将基带信号(即音频信号和视频信号)变换为适合于传播的高频信号，即射频信号。这就是说，无线通信中传送和接收的信号都是已调信号。已调信号是窄带信号，即已调信号频谱范围的上限频率和下限频率的差，与下限频率的比远小于1。宽带信号与窄带信号是相对而言的。射频信号：为了能够在无线信道中，有效地传播信息（音频信号和视10信道是信号传输的通道，也就是传输媒介，不同的信道有不同的传输特性。为了适应信道对要传输信号的要求，就必须将已获取的基带信号再做变换，这就是发送变换设备的功用。发送设备将基带信号经过调制等处理，并使其具有足够的发射功率，再送入信道，实现信号的有效传输。显然，接收变换设备的作用与输入变换设备相反，用来恢复原始基带信号。发送变换和接收变换有许多方式，其传送信息的效率和可靠性都不同，变换机理及实现的电子线路也不同，这些便是我们后面要讨论的。信道是信号传输的通道，也就是传输媒介，不同的信道有不同的传输11发送设备、接收设备通信系统的核心部分是发送设备和接收设备。不同的通信系统的发送设备和接收设备的组成不完全相同，但基本结构也还是有相似之处。我们经常见到的通信系统有广播通信系统，移动通信系统。它们都是无线通信系统。从发送设备到接收设备之间的无线电波的传播属于模拟通信系统，其组成结构基本相同。无线通信系统的发送设备和接收设备的结构框图如下。发送设备、接收设备12无线通信发送设备无线通信发送设备13振荡器产生等幅的高频正弦信号，经过倍频器后，即成为载波频率信号；然后，载波频率信号被基带信号调制，产生高频已调信号，最后再经功率放大器放大，获得足够的发射功率，作为射频信号发送到空间。载波频率在适合无线信道传播的频率范围。振荡器产生等幅的高频正弦信号，经过倍频器后，即成为载波频率信14无线通信接收设备无线通信接收设备15接收设备的第一级是高频放大器。由于由发送设备发出的信号经过长距离的传播，受到很大的衰减，能量受到很大的损失，同时还受到传输过程中来自各方面的干扰和噪声。当到达接收设备时，信号是很微弱的，因而需要经过放大器的放大，并且，高频放大器的窄带特性同时滤除一部分带外的噪声和干扰。高频放大器的输出是载频为fs的已调信号，经过混频器，与本地振荡器提供的频率为fl的信号混频，产生频率为fi的中频信号。接收设备的第一级是高频放大器。由于由发送设备发出的信号经过长16中频信号经中频放大器放大，送到解调器，恢复原基带信号，再经低频放大器放大后输出。超外差接收机的主要特点就是由频率固定的中频放大器来完成对接收信号的选择和放大。当信号频率改变时,只要相应地改变本地振荡信号频率即可。中频信号经中频放大器放大，送到解调器，恢复原基带信号，17无线通信的类型,可以根据传输方法、频率范围、用途等分类。不同的无线通信系统,其设备组成和复杂度虽然有较大差异,但它们的基本组成不变,下图是无线通信系统基本组成的方框图。图中发送设备（发信机）,接收设备（收信机）,天线及天线开关为收发共用设备。信道为自由空间。话筒和扬声器属于通信的终端设备,分别为信源和信宿。无线通信的类型,可以根据传输方法、频率范围、用途等分类18无线通信系统的基本组成无线通信系统的基本组成19

无线通信系统的类型

（1）按工作频段或传输手段分：中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。工作频率——射频（RF）频率。“高频”的广义语,指适合无线电发射和传播的频率。发展方向——开辟更高的频段。（2）按通信方式来分：（全）双工、半双工和单工方式无线通信系统的类型20（3）按调制方式分：调幅、调频、调相、混合调制等。（4）按传送的消息的类型分：模拟通信、数字通信,或话音通信、图像通信、数据通信和多媒体通信等。

各种不同类型的通信系统,其系统组成和设备的复杂程度都有很大不同。但是组成设备的基本电路及其原理都是相同的,遵从同样的规律。课程以模拟通信为重点来研究这些基本技术,认识其规律。这些电路和规律完全可以推广应用到其它类型的通信系统。（3）按调制方式分：调幅、调频、调相、混合调制等。212.2信号、频谱与调制

在高频电路中,处理的三种主要信号:基带（消息）信号、高频载波信号和已调信号。基带信号——原始信号,调制信号。

1.时间特性把无线电信号表示为电压或电流的时间函数,常用时域波形或数学表达式描述。

时间特性就是信号随时间变化快慢的特性。要求传输电路的时间特性（如时间常数）与信号的时间特性相适应。2.2信号、频谱与调制22

2.频谱特性对于较复杂的信号（如话音信号、图像信号等）,用频谱分析法表示较为方便。

图1—2信号分解

图1—2信号分解23周期性信号,表示为许多离散的频率分量（各分量间成谐频关系）;非周期性信号,用傅里叶变换分解为连续谱,信号为连续谱的积分。频谱特性——幅频特性和相频特性。任何信号都会占据一定的带宽。带宽就是信号能量主要部分（如90%以上）占据的频率范围或频带宽度。

图1—3频谱图周期性信号,表示为许多离散的频率分量（各分量间成谐频关系）24

3.频率特性任何信号都具有一定的频率或波长。这里，频率特性是指无线电信号的频率或波长。电磁波辐射的波谱很宽,如图所示。

无线电波是一种波长比较长的电磁波,频率范围很广。在自由空间中,波长与频率的关系:c=fλ无线电波段可以按频率划分，也可以按波长划分。表中列出按波长划分的波段名称、相应的波长范围及相应的频段名称。各波段之间并没有明显的分界线，所以在各波段之间的衔接处，无线电波的特性也无明显差异。3.频率特性c=fλ无线电波段可以按频率划25电磁波波谱

电磁波波谱26无线电广播发送与接收ppt课件27无线电波也可以认为是一种频率相对较低的电磁波。对频率或波长进行分段,分别称为频段或波段。不同频段信号的产生、放大和接收的方法不同,传播的能力和方式也不同,分析方法和应用范围也不同。

对于米波以上的信号通常用集总（中）参数的方法来分析与实现,而对于米波以下的信号一般应用分布参数的方法来分析与实现。问题：无线电波是高频？低频？无线电波也可以认为是一种频率相对较低的电磁波。对频率或波长28

4.传播特性

传播特性是指无线电信号的传播方式、传播距离、传播特点等。根据其所处的频段或波段来区分。在无线模拟通信系统中，传输媒介是自由空间。电磁波在自由空间的传播方式不同，信号传输的有效性和可靠性也不同，由此使得通信系统的构成及其工作机理也有很大的不同。电波的传播方式主要有：直射（视距）传播；绕射（地波）传播；折射和反射（天波）传播；散射传播等。——关键因素是无线电信号的频率。4.传播特性29无线电波波长与传播方式有关，无线电波的传播，是无线通信系统中的一个重要的环节，其传播方式主要有三种：沿地面传播的地波，有能量的损耗且损耗随频率的升高而增加，因此，通常只有中、长波适合地面传播。传播较稳定，传送距离较远。靠电离层折射和反射传播的天波，在1．5MHz～30MHz范围的短波是靠大气层上部的电离层的折射和反射进行传播的，可以传播得很远。沿空间直线传播的空间波。频率超过30MHz以上的超短波主要沿空间直线传播。鉴于地球表面是弯曲的，所以这种传播只限于视线范围，而卫星通信使空间传播的距离大大增加。无线电波到达电离层后，一部分能量被吸收掉，一部分能量被反射和折射到地面。其中，频率较低的无线电波被反射到地面，频率较高的无线屯波则穿过电离层，不会反射到地面，这就是30MHz的超短波主要沿空间直线播的原因。无线电波波长与传播方式有关，无线电波的传播，是无线通信系统中30

图1—5无线电波的主要传播方式（a）直射传播;（b）地波传播;（c）天波传播;（d）散射传播图1—5无线31

5.调制特性无线电传播采用高频（射频）的原因，其一是高频适于天线辐射和无线传播。其二是为了接收机能有效的区分各个不同的电台。用调制技术可以实现以上功能，还可以实现信道的复用，提高其利用率。调制——用调制信号去控制高频载波的参数,使载波信号的某一个或几个参数（振幅、频率或相位）按照调制信号的规律变化。三种基本方式：振幅调制（调幅AM）、频率调制（调频FM）、相位调制（调相PM）,还可以有组合调制方式。5.调制特性322.3模拟调制与解调技术无线电广播、电视广播都包含有低频部分和高频部分“低频”、“高频”是相对的低频——信息高频——运载工具低频信息不能直接远距离传送，须进行调制（调幅、或调频、或调相）处理后再发送2.3模拟调制与解调技术33在无线电广播发送系统中,待发送的语言、音乐或图象信号通过对高频等幅波进行调制而获得高频已调波。接收系统将接收到的高频已调波经过变换（解调）处理而还原为语言、音乐或图象信号。

在无线电广播发送系统中,待发送的语言、音乐或图象信号通过对高343.3.1调幅（振幅调制、解调及混频）调幅、检波与变频均为对信号进行频率变换，所对应的电路称为频率变换电路或频率搬移电路，具有将信号在频谱上实现从某一频域搬移到另一频域的特性。3.3.1调幅（振幅调制、解调及混频）35基本电路：频谱搬移电路频谱的线性搬移电路：搬移过程中，输入信号的频谱结构不发生变化，只在频域上简单的搬移。频谱的非线性搬移电路：线性搬移的方法：非线性电路线性时变电路基本电路：频谱搬移电路36非线性器件具有非线性特性，有多个信号输入时，输出产生了新的频率分量：输入信号分量及各次谐波分量、输入信号频率的组合分量。用滤波器选出能完成频谱搬移功能所需要的项。大多数频谱搬移电路所需要的是非线性函数展开式中的平方项，或两个输入信号的乘积项。非线性器件具有非线性特性，有多个信号输入时，输出产生了新的频37非线性电路完成频谱的搬移非线性电路完成频谱的搬移38由二极管、差分对、晶体管、场效应管组成的线性频谱搬移电路都可以完成调幅、解调、混频功能。因为都具有相乘的功能。如：单二极管调制电路、差分对组成的模拟乘法器等，产生AM信号二极管平衡调制电路、双平衡调制电路（二极管环形调制器）、双差分调制器等，产生DSB信号由二极管、差分对、晶体管、场效应管组成的线性频谱搬移电路都可39振幅调制由调制信号去控制载波的振幅，使之按调制信号的规律变化。分类：普通调幅AM——调幅波抑制载波的双边带调制DSB-SC——双边带信号抑制载波的单边带调制SSB-SC——单边带信号振幅调制401.调幅波的分析1)表示式及波形

设载波电压为调制电压为

一般ωc>>Ω。调制电压为一般ωc>>Ω。41

调制信号振幅Um（t）为Um(t)=UC+ΔUC（t）=UC+kaUΩcosΩt=UC(1+mcosΩt)式中,ΔUC（t）与调制电压uΩ成正比,其振幅ΔUC=kaUΩ与载波振幅之比称为调幅度mka为比例系数,一般由调制电路确定,故又称为调制灵敏度。

42可得调幅信号的表达式

uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct

m≤1不失真调制若调制信号为一连续频谱信号f（t）,可用下式来描述调幅波:无线电广播发送与接收ppt课件43

f（t）是均值为零的归一化调制信号,

|f（t）|max=1。若将调制信号分解为则调幅波表示式为f（t）是均值为零的归一化调制信号,则调幅波表示式为44AM调制过程中的信号波形AM调制过程中的信号波形45图6―2实际调制信号的调幅波形图6―2实际调制信号的调幅波形46图6―3AM信号的产生原理图图6―3AM信号的产生原理图47利用模拟乘法器产生普通调幅波：将调制信号叠加上直流成分，即可得AM信号，调节直流分量大小，即可调节m值。利用模拟乘法器产生普通调幅波：将调制信号叠加上直流成分，即48无线电广播发送与接收ppt课件492)调幅波的频谱调幅波不是一个简单的正弦波形。在单一频率的正弦信号的调制情况下,调幅波为uAM(t)=UM(t)cosωct=UC(1+mcosΩt)cosωct。用三角公式展开,得2)调幅波的频谱50图6―4单音调制时已调波的频谱（a）调制信号频谱（b）载波信号频谱（c）AM信号频谱图6―4单音调制时已调波的频谱51图6―5语音信号及已调信号频谱（a）语音频谱（b）已调信号频谱图6―5语音信号及已调信号频谱52带宽（窄）带宽（窄）533）调幅波的功率在负载电阻RL上消耗的载波功率为在负载电阻RL上,一个载波周期内调幅波消耗的功率为P是调制信号的函数,是随时间变化的。3）调幅波的功率在负载电阻RL上,一个载波周期内调幅波消耗54上、下边频的平均功率均为AM信号的平均功率边频

AM波的平均功率为载波功率与两个边带功率之和。而两个边频功率与载波功率的比值为边频功率载波功率上、下边频的平均功率均为AM信号的平均功率边频55同时可以得到调幅波的最大功率和最小功率,它们分别对应调制信号的最大值和最小值为特点及应用同时可以得到调幅波的最大功率和最小功率,它们分别对应调制信号56例某调幅波广播电台的发射机,输出载波功率为1000W。试求它可能输出的最大边带功率和最大输出总功率,以及平均调幅系数为0.3时的输出总功率。解：调幅系数ma=1时

例某调幅波广播电台的发射机,输出载波功率为1000W。试求它57在实际应用中,调幅波的调制系数是变化的,其平均值通常只有0.3左右,此时发射机输出的调幅波的平均总功率为在实际应用中,调幅波的调制系数是变化的,其平均值通常只有0.58功率利用率低解调电路简单载频功率调制前后不变，调制后增加了上下边频的功率，总功率增加了功率利用率低59

2.双边带信号在调制过程中,将载波抑制就形成了抑制载波双边带信号。它可用载波与调制信号相乘得到,其表示式为在单一正弦信号uΩ=UΩcosΩt调制时,2.双边带信号在单一正弦信号uΩ=UΩcosΩt调制时60DSB信号波形DSB信号波形61特点：（1）包络与AM波不同，DSB波的包络正比于（2）DSB信号的高频载波相位在调制电压零交点处突变180o（3）功率利用率高问题：双边带信号频谱？

特点：62

3.单边带信号单边带（SSB）信号是由DSB信号经边带滤波器滤除一个边带或在调制过程中,直接将一个边带抵消而成。单频调制时,uDSB（t）=kuΩuC。当取上边带时取下边带时3.单边带信号取下边带时63图6―7单音调制的SSB信号波形图6―7单音调制的SSB信号波形64图6―8单边带调制时的频谱搬移图6―8单边带调制时的频谱搬移65调幅信号的解调振幅解调方法可分为包络检波和同步检波两大类。包络检波是指解调器输出电压与输入已调波的包络成正比的检波方法。由于AM信号的包络与调制信号成线性关系,因此包络检波只适用于AM波。其原理框图如图所示：调幅信号的解调66包络检波的原理框图包络检波的原理框图67同步解调器的框图同步解调器的框图68同步检波又可以分为乘积型和叠加型两类。它们都需要用恢复的载波信号ur进行解调。同步检波器乘积型叠加型同步检波又可以分为乘积型和叠加型两类。它们都需要用恢复的载波69混频1．混频器的功能混频器是频谱线性搬移电路,是一个六端网络。它有两个输入电压:输入信号us和本地振荡信号uL,其工作频率分别为fc和fL输出信号为uI,称为中频信号,其频率是fc和fL的差频或和频,称为中频fI,fI=fL±fc(可采用谐波的差频或和频)。混频70图6―51混频器的功能示意图图6―51混频器的功能示意图71三种频谱线性搬移功能(a)调制(b)解调(c)混频三种频谱线性搬移功能722．混频器的工作原理设输入到混频器中的输入已调信号us和本振电压uL分别为

us=UscosΩtcosωct

uL=ULcosωLt这两个信号的乘积为2．混频器的工作原理73混频器的组成框图混频器的组成框图74

本振为单一频率信号,其频谱为FL(ω)=π［δ(ω-ωc)+δ(ω+ωc)］输入信号为己调波,其频谱为Fs(ω),则本振为单一频率信号,其频谱为75混频过程中的频谱变换(a)本振频谱(b)信号频谱(c)输出频谱混频过程中的频谱变换76收音机用典型变频器线路(a)中波AM收音机的变频电路收音机用典型变频器线路77收音机用典型变频器线路(b)FM收音机变频电路收音机用典型变频器线路78角度调制与解调角度调制是通过调制信号对载波的频率或相位进行控制,使其频率或相位的变化反映调制信号的变化规律的一种调制方式。这种已调波称为调角波。根据调制信号对载波频率或相位的不同控制,调角波分调频波和调相波。从调角波中恢复调制信号的过程称为解调,对调频波和调相波的解调分别称为频率解调和相位解调,或鉴频和鉴相。角度调制与解调角度调制是通过调制信号对载波的频率或相位进行控79基本概念调制的目的是把含有信息的低频调制信号的变化规律附加到载波信号上去。在振幅调制系统中,调制的结果实现了频谱的线性搬移,已调高频信号的频谱结构完全保持了原来低频调制信号的频谱结构形式,所以常把振幅调制称为线性调制。基本概念调制的目的是把含有信息的低频调制信号的变化规律附加到80在角度调制系统中,调制的结果产生了频谱的非线性变换,已调高频信号的频谱结构已不再保持低频调制信号的频谱结构形式,因此,常又把角度调制称为非线性调制。需要强调:调制本身是实现频谱变换,频谱变换是典型的非线性过程。不管是线性调制或非线性调制,它们皆是典型非线性过程。

在角度调制系统中,调制的结果产生了频谱的非线性变换,已调高频813.3.2频率调制与解调1调频信号的参数与波形设调制信号为单一频率信号uΩ(t)=UΩcosΩt,载波电压为uC=UCcosωct,则调频信号的瞬时角频率为3.3.2频率调制与解调82它是在ωc的基础上,增加了与uΩ(t)成正比的频率偏移。式中kf为比例常数。调频信号的瞬时相位φ(t)是瞬时角频率ω(t)对时间的积分,即式中,φ0为信号的起始相位。为了分析方便,设φ0=0,则变为它是在ωc的基础上,增加了与uΩ(t)成正比的频率偏移。式中83

式中，为调频指数。FM波的表示式为:式中，为调频指数。84调频波波形调频波波形85图7―2调频波Δfm、mf与F的关系图7―2调频波Δfm、mf与F的关系862调频波的频谱1）调频波的展开式因为调频波的表达式中的是周期为2π/Ω的周期性时间函数,可以将它展开为傅氏级数,其基波角频率为Ω,即式中Jn(mf)是宗数为mf的n阶第一类贝塞尔函数,它可以用无穷级数进行计算:2调频波的频谱式中Jn(mf)是宗数为mf87

它随mf变化的曲线如图7―3所示,并具有以下特性:Jn(mf)=J-n(mf),n为偶数Jn(mf)=-J-n(mf),n为奇数

因而,调频波的级数展开式为它随mf变化的曲线如图7―3所示,并具有以下特性:88图7―3第一类贝塞尔函数曲线图7―3第一类贝塞尔函数曲线892）调频波的频谱结构和特点

将上式进一步展开,有uFM(t)=UC［J0(mf)cosωct+J1(mf)cos(ωc+Ω)t-J1(mf)cos(ωc-Ω)t+J2(mf)cos(ωc+2Ω)t+J2(mf)cos(ωc-2Ω)t+J3(mf)cos(ωc+3Ω)t-J3(mf)cos(ωc-3Ω)t+…］2）调频波的频谱结构和特点90单频调制时FM波的振幅谱（a）Ω为常数;（b）Δωm为常数单频调制时FM波的振幅谱913调频波的信号带宽通常采用的准则是,信号的频带宽度应包括幅度大于未调载波1%以上的边频分量,即|Jn(mf)|≥0.01由图可见,当mf很大时,n/mf趋近于1。因此当mf1时,应将n=mf的边频包括在频带内,此时带宽为

Bs=2nF=2mfF=2Δfm当mf很小时,如mf<0.5,为窄频带调频,此时

Bs=2F3调频波的信号带宽92

对于一般情况,带宽为

Bs=2(mf+1)F=2(Δfm+F)更准确的调频波带宽计算公式为当调制信号不是单一频率时,由于调频是非线性过程,其频谱要复杂得多。比如有F1、F2两个调制频率,则对于一般情况,带宽为当调制信号不是单一频率时,由于调频是非934调频波的功率调频信号uFM(t)在电阻RL上消耗的平均功率为

由于余弦项的正交性,总和的均方值等于各项均方值的总和,可得

4调频波的功率由于余弦项的正交性,总和的均方值等945调频波与调相波的比较1）调相波调相波是其瞬时相位以未调载波相位φc为中心按调制信号规律变化的等幅高频振荡。如uΩ(t)=UΩcosΩt,并令φ0=0,则其瞬时相位为

φ(t)=ωct+Δφ(t)=ωct+kpuΩ(t)=ωct+ΔφmcosΩt=ωct+mpcosΩt

从而得到调相信号为

uPM(t)=UCcos(ωct+mpcosΩt)5调频波与调相波的比较95调相波的瞬时频率为调相波Δfm、mp与F的关系调相波的瞬时频率为调相波Δfm、mp与F的关系96调相波波形调相波波形97至于PM波的频谱及带宽,其分析方法与FM相同。调相信号带宽为Bs=2(mp+1)F调频与调相的关系至于PM波的频谱及带宽,其分析方法与FM相同。调相信982）调频波与调相波的比较调频波与调相波的比较见表7―1。强调几点:（1）角度调制是非线性调制,在单频调制时会出现（ωc±nΩ）分量,在多频调制时还会出现交叉调制（ωc±nΩ1±kΩ2+…）分量。（2）调频的频谱结构与mf密切相关。mf大,频带宽。mf大,抗干扰能力也强。（3）与AM制相比,角调方式的设备利用率高,因其平均功率与最大功率一样。2）调频波与调相波的比较99表7―1调频波与调相波的比较表表7―1调频波与调相波的比较表100调频器与调频方法1调频器对于图7―10的调频特性的要求如下:（1）调制特性线性要好。（2）调制灵敏度要高。（3）载波性能要好。调频器与调频方法1调频器101图7―10调频特性曲线图7―10调频特性曲线1022调频方法1．直接调频法这种方法一般是用调制电压直接控制振荡器的振荡频率,使振荡频率f(t)按调制电压的规律变化。若被控制的是LC振荡器,则只需控制振荡回路的某个元件(L或C),使其参数随调制电压变化,就可达到直接调频的目的。2调频方法1032．间接调频法实现间接调频的关键是如何进行相位调制。通常,实现相位调制的方法有如下三种:(1）矢量合成法。这种方法主要针对的是窄带的调频或调相信号。对于单音调相信号

uPM=Ucos(ωct+mpcosΩt)=Ucosωctcos(mpcosΩt)-Usin(mpcosΩt)sinωct当mp≤π/12时,上式近似为uPM≈Ucosωct-UmpcosΩtsinωct（7―20）2．间接调频法104无线电广播发送与接收ppt课件105(2）可变移相法。可变移相法就是利用调制信号控制移相网络或谐振回路的电抗或电阻元件来实现调相。(3）可变延时法。将载波信号通过一可控延时网络,延时时间τ受调制信号控制,即τ=kduΩ(t)则输出信号为

u=Ucosωc(t-τ)=Ucos［ωct-kdωcuΩ(t)］由此可知,输出信号已变成调相信号了。(2）可变移相法。1063.扩大调频器线性频偏的方法对于直接调频电路,调制特性的非线性随最大相对频偏Δfm/fc的增大而增大。当最大相对频偏Δfm/fc限定时,对于特定的fc,Δfm也就被限定了,其值与调制频率的大小无关。

3.扩大调频器线性频偏的方法107鉴频器与鉴频方法1鉴频器角调波的解调就是从角调波中恢复出原调制信号的过程。调频波的解调电路称为频率检波器或鉴频器（FD）；调相波的解调电路称为相位检波器或鉴相器（PD）。鉴频器与鉴频方法1鉴频器108图7―26鉴频器及鉴频特性图7―26鉴频器及鉴频特性1092鉴频方法对调频波进行频率解调也称为鉴频,它是调频的逆变换过程。实现的方法很多,归纳为以下四种类型:一、调频-调幅变换式二、调频-调相变换式三、脉冲计数式四、锁相环式2鉴频方法110调频-调幅变换式它是将等幅的调频波送入一个频-幅变换网络,使其变成调频调幅波,然后用振幅检波器对其进行振幅检波,便可得到调频波的解调信号,其原理框图如图6-18所示。调频-调幅变换式111调频-调相变换式它是利用移相网络的相位随频率变化的变换关系,将调频波变换成调相波,再利用相位检波器即鉴相器直接得到解调信号,其原理框图如图6-19所示。调频-调相变换式112脉冲计数式它是利用波形变换器将调频波变换成数目与频率成正比,幅度与宽度相同的脉冲信号,然后将其送入低通滤波器,该输出信号便是电压幅度与脉冲数目成正比,也即与瞬时频率变化成正比的解调信号,其原理框图如图6-20所示。脉冲计数式113无线电广播发送与接收ppt课件114振幅鉴频法调频波振幅恒定,故无法直接用包络检波器解调。鉴于二极管峰值包络检波器线路简单、性能好,能否把包络检波器用于调频解调器中呢？若能将等幅的调频信号变换成振幅也随瞬时频率变化、既调频又调幅的FM―AM波,就可以通过包络检波器解调此调频信号。用此原理构成的鉴频器称为振幅鉴频器。振幅鉴频法115单回