第10章-角度调制与解调.ppt

1、概述角度调制和曹征原理频率调制电路、10章角度调制和曹征电路(非线性频率转换电路)、返回主目录、10。概述，频率：载波的瞬时频率由调制信号控制，进行周期性变化，变化的大小与调制信号的振幅成正比，变化的周期由调制信号的频率决定。载波称为中心频率，频率变化的部分称为频率偏移。调制：载波的瞬时相位由调制信号周期性控制，变化的大小与调制信号的振幅成正比，变化的周期由调制信号的频率决定。频率调制和相位调制称为角度调制(碎片)。因为相位是频率的积分，频率的变化一定会引起相位的变化，反之亦然，所以频率信号与时域特性、频谱宽度、调制和解调的原理、实现方法等密切相关。角度调制和调整属于非线性频率变换，与属于线性

2、频率变换的幅度调制和调整相比，在原理和电路实现方面存在困难。角度调制信号比幅度调制信号更好地防止干扰，因此占用了更多的带宽，但仍被广泛使用。频率调制指标：1。频谱宽度：分为宽带频率调制和窄带频率调制。2.寄生振幅调制：频率波的振幅必须等宽，因此产生的额外振幅称为寄生振幅。抗干扰能力。频率调制波的解调称为频率情感。电磁波的技术要求：1 .感波交叉传导：输出电压与瞬时频率成正比。2.灵敏度：使鉴频器正常工作所需的频率波宽度。3.鉴频波频带宽度：大于输入频率波的最大频率偏移的两倍。4.对寄生黑社会有一定的抑制力。5.稳定性好。在牙齿中，模拟通信中，吨制比吨制优越，因此大部分使用吨制。因此，在牙齿章节

3、中，虽然介绍电路时以频率调制电路、频率鉴频(频率解调)电路为主题，但由于频率调制信号和调制信任号码之间的内在联系，频率调制可以通过相位调制电路间接实现，鉴频可以通过相位调制(相位解调、相位检测)电路间接实现，因此实际上还介绍了一些相位调制和鉴赏电路。10.2角度曹征波特性，10.2.1角度曹征信号的时域特性1。频率曹征信号将高频载波设置为u c=Ucm cosct，调制信号设置为u(t)时，频率曹征信号的瞬时角度频率(t)=c kfu(t)瞬时相位，上图显示频率调制信号的振幅是恒定的，瞬时角度频率与调制信号电压成正比的角度频率偏移(t)=kff最大角度频率偏移M和频率调制金志洙(最大相位偏移)

4、Mf分别为M=KF | U (T) |最大值，MF=KF | T0U (T) DT | MAX调制信号为单频率信号时为U (2曹征信任号为UC=UCM control)其中，曹征信任号UPM=UCMCOSCT KPU(常识表明调制信号的振幅是恒定的)。瞬时相位与随时间变化的载波相位c(t)=ct中调制电压成比例的相对偏置(t)=kpu(t)，瞬时角度频率与固定负载频率中调制电压的度数成比例的角度偏移(T)=最大角度频率偏移M和调制金志洙(最大相位偏移)Mp分别为：(2)两者的频率和相位根据调制信号发生变化，都产生频率偏移和偏转。其中，(1)两种频率和相位随着调制信号变化的规律不同，但频率和相位

5、是微积分学关系，因此有密切的关系。(2)如表7.2.1所示，FM信号的FM金志洙Mf与调制频率相关，最大频率偏移与调制频率无关，调制信号的最大频率偏移与调制频率相关，调制金志洙MP与调制频率无关。(3)理论上，FM信号的最大角度频率偏移MC可能会增大M牙齿，因为载波频率C较高。调制范围很大。因为相位以2为周期，所以相信曹征号码的最大相位偏转(调制金志洙)Mf，所以调制范围很小。FM信号和调制信任号的区别是：下图说明了调制信号分别是单频正弦波和三角文件时的FM信号和调制信任号码的相关波形。10.2.2角度曹征信号的频谱如上分析所示，在单个频率调制时，频率调制信号类似于信号曹征编号的时间域表达式，

6、由于仅瞬时部分根据正弦或馀弦函数而变化，因此没有本质区别，因此统一的角度曹征信号表达式U (T)=UCMCOS(上述可扩展：u (t)=ucmcos) u(T)=UCM j0(m)cosct-2 J1(m)Sint sinct 2 J2(m)cos 2 tcos CT-2j 3(m)sin 3 TSI NCT 2j 4(m) : (1)满足cn，振幅为jn (m) UCM，n=0，UCM是角度曹征信号的振幅。n牙齿偶数时，两侧的频率分量振幅相同，相位相同。n牙齿奇数时，两侧的频率分量振幅相等，相位相反。2) M牙齿确定后，每个角频率分量的振幅值与N单调不变，有时牙齿为0。每个阶贝塞尔函数随M增

7、量变化的规律是衰减振动，每个角频率分量的振幅值与相应的阶贝塞尔函数成正比。(3)随着M值的增加，振幅较大的角频率分量数的增加，载荷频率分量振幅为衰减振动趋势，在各个位置(例如，M=2405，5520)，载荷频率分量为0。(4)如果角度曹征信号的振幅保持不变，M值改变，则总功率保持不变，但载波频率和每个角频率分量的功率重新分配。上述特征充分表明，碎片是与黑社会完全不同的非线性变频过程。显然，角度调整的逆过程，角度调整也是非线性频率转换过程。对于由多个频率组件构成的常规调制信号，角度曹征信号的总频谱不仅是调制信号的每个频率组件单独调制时产生的频谱的组合，而且还添加了许多频率组件。例如，如果调制信号

8、由角度频率为1、2的单频率正弦波组成，则所述角度曹征信号的频率分量不仅出现在cn1和cn2中，还出现在cn1p2、n、p=0、1、2中。10.2.3角度曹征信号的带宽可以根据角度曹征信号的频谱特性来查看。理论上，频带无限宽，但振幅大的频率分量仍然集中在载波频率附近，上下频率在振幅上对称。Mf1时，窄频带角度信号的近似公式cos(Msint)1，sin(Msint)Msint固体(7.2.8)简化为：U (T)=UCMCOSS。BW2F (7.2.11)对于窄频带角度信号，通常可以忽略有效带宽(带宽)BW2(M 1)F (7.2.12) M 1或更高的每个截止频率振幅小于角度信号振幅的10%对于

9、由一般调制信号形成的角度曹征波，可以使用最高调制角度频率、替换式(7.2.11)或(7.2.12)获取频带宽度。示例10.1如果需要已知音频调制信号的最小频率Fmin=20Hz、最大频率Fmax=15kHz、最大频率偏移fm=45kHz，则计算该频率调制信号的频率金志洙Mf、带宽BW和带宽内每个频率分量的功率总和(假定总频率功率为1W)，解决方法：频率调制信号的频率调制金志洙Mf按调制频率计算也就是说，Mf=，因此，Mfmax=，BW=2(3 1)15103=120kHz是与F=15kHz对应的Mf=3，因此，在表7.2.2中，Ucm=，因此带宽内的功率总和为了确保对应于所有调制频率的最大频率

10、偏移不超过45kHz，除最大调制频率外，其馀调制频率的最大频率偏移必须小于45kHz。此外，鸟瞰图的祖先指数Mp与调制频率无关。带宽是片段信号频谱元件的有效宽度，对于窄带和非窄带片段信号，带宽分别定义为食(7.2.11)和(7.2.12)。带宽内频率分量的功率总和至少占总功率的90%(例如，7.1为99)。非窄带频率调制信号的最大频率偏移FM与带宽BW的关系为BW=2(fm F) (7.2.13)，最大频率偏移和带宽是两个容易混淆的茄子概念。最大频率偏移是角度曹征信号瞬时频率偏离载荷频率的最大值。例如，在示例10.1中，如果载荷频率为100 MHz，则频率调制信号的瞬时频率变化范围为99.95

11、5MHz 100.045MHz。实现10.3角度曹征信号的调制原理1频率调制原理频率调制的方法一般有两种。一个是直接频率调制，另一个是间接频率调制。(1)直接频率调制。根据频率调制信号瞬时频率随调制信号线性变化的基本特性，可以使用调制信号作为电压控制振荡器的控制电压，从而使生成的振动频率根据调制信号规律发生变化。电压控制振荡器的中心频率是载波频率。显然，这是实现FM的最直接的方法，因此称为直接FM。(2)间接频率调制。首先累积调制信号u(t)，获取u1(t)=t0u(t)dt，然后将u1(t)作为调制信号调节载波信号，从而从调制公式中获得3360 u(T)=UCM coscc，因此，累积调制信

12、号后调制称为间接频率调节或者间接频率调制是借用调制进行调制的方式。图7.2.3是间接频率调制结构图。2fm电路的主要性能指标1) fm线性FM电路输出信号瞬时频率偏移与调制电压的关系称为FM特性。理想的频率调制特性必须是线性的，因此实际电路可能会发生非线性失真，应尽可能减少。2)频率灵敏度单位调制电压变化引起的角度频率偏移称为频率灵敏度Sf，即Sf=。在线性频率调制范围内，Sf等于KF。实际回路的频率调制特性是非线性的。其中，线性部分可以实现的最大频率偏移称为最大线性频率偏移。正如公式Mf=，BW=2(Mf 1)F=2(fm F)所示，最大频率偏移与fm金志洙和带宽密切相关。不同的频率调制系统

13、具有不同的最大频率偏移，因此频率调制电路可以达到的最大线性频率偏移必须满足要求。如果调频广播系统的要求是75kHz，则FM电视音频系统的要求是50 kHz。4)载波稳定性频率调制电路的载波频率(即中心频率)稳定性是接收电路能正常接收，相邻信道不会徐璐干扰的重要保证。频率稳定度的要求取决于频率广播系统。例如，频率必须小于2kHz，频率必须小于500Hz，频率必须小于500Hz。3)最大线性调制频率偏移(又称最大线性频率偏移)，三阶原理实施相位调制的基本原则是使角频率为C的高频载波uc(t)通过可控制的相位移动网络发生。在牙齿网络中生成的相位移动由调制电压u(t)控制，满足=kpu(t)关系图7.2.4显示了可控制的相位移动网络相位调制图。格式(7.2.4)中显示的曹征信任号可以用以下格式写入： UPM=Ucmcosct KPU (T)=UCMCOS，=UCMCOSC (T-)。其中是比例系数。格式(7.2.14)表示曹征信任号，作为与调制电压u(t)成比例的可控制延迟信号。可以看到延迟和相位移动本质上是相同的。因此，将图7.2.4中的可控制相位移动网络更改为可控制的