高频课件第八章.ppt

1、高频电子线路,第8章 角度调制与解调,调频、调相统称为调角(Angle Modulation) 调频（Frequency ModulationFM）:用调制信号去控制高频振荡频率，使瞬时频率随调制信号规律线性变化的过程。 调相（Phase ModulationPM）:用调制信号去控制高频振荡相位，使瞬时相位随调制信号规律线性变化的过程。,8.1 概述,有用信号：,载波信号：,调制的涵义,则：,不变,不变,不变,8.2 角度调制的基本原理,正弦波的瞬时频率和瞬时相位随调制信号变化的调制，称为角度调制 如果瞬时频率随调制信号线性变化，（幅度不变）称为频率调制（Frequency Modulatio

2、n） 如果瞬时相位随调制信号线性变化， （幅度不变）称为相位调制（Phase Modulation） 从考察瞬时频率和瞬时相位的关系入手，研究频率调制和相位调制之间的关系,瞬时频率和瞬时相位,载波信号 全相角,瞬时相位 称某一时刻的全相角为瞬时相位 瞬时频率 称某一时刻的角频率为瞬时频率 如果是纯余弦信号，瞬时频率为c,8.2.1 调角波的表达式及波形,1.调频波表达式及波形,频率调制: 使载波信号的瞬时角频率与调制信号成线性关系变化，而初始相位不变,：中心角频率，载波角频率 ：比例常数,调频波：,调制信号为单频余弦信号,特点： mf表示相位偏移的最大值 mf可以小于1，可以大于1 mf正比于

3、频偏 mf反比于调制信号频率,调频波的调制指数：,相位调制:保持载波信号的中心角频率不变，而使其瞬时相位与调制信号成线性关系变化,2.调相波表达式及波形,调相波：,相位调制：,特点： mP表示相位偏移的最大值 mP只和调制信号幅度成正比 其频偏和调制信号幅度成正比，和调制信号的频率也成正比,调相波的调制指数：,调频波与调相波,瞬时相位：,瞬时相位：,（3）比较,调频波和调相波的瞬时角频率、附加相位和波形,调制信号,瞬时角频率,调频波,附加相位,调制信号,瞬时角频率,调相波,附加相位,调频波与调相波的关系,频率调制和相位调制都是改变载波信号的相角，只是该相角的变化随调制信号的变化关系不同，它们之

4、间存在着内在联系 如果先将调制信号经积分处理后，再进行相位调制，得到的是调制信号的调频波 如果先将调制信号经微分处理后，再进行频率调制，得到的是调制信号的调相波,相位调制器,积分器,频率调制器,微分器,调制与解调的实现方法,例： 已知调角信号为v(t)20cos(2106t+10cos2000t)(V)，试确定： 1、最大频偏 2、最大相偏 3、若调制信号为cos2000t，这是调频波还是调相波？,2、最大相偏：10rad,3、是调相波,调频方法总体上可分为两大类 直接调频 直接使振荡器的频率随调制信号呈线性关系变化 间接调频 现将调制信号积分处理后，再进行调相,8.3 频率调制电路,8.3.

5、1直接调频电路,直接调频就是直接使振荡器的频率随调制信号成线性关系 变化。例如，在一个由LC回路决定振荡频率的振荡器中，将 一个可变电抗元件接入回路，使可变电抗元件的电抗值随调 制电压而变化。即可使振荡器的振荡频率随调制信号而变化。 如：变容二极管直接调频电路。,特点：可变电抗在振荡回路中 优点：易于得到比较大的频偏 缺点：中心频率的频率稳定度不易做得很高,先将调制信号进行积分处理，再进行调相而得到调频波,8.3.2间接调频电路,利用调频波与调相波之间的关系：,特点：可变电抗不在振荡回路中，在振荡器后级，如放大器的谐振回路中 优点：载波中心频率稳定度很高 缺点：频偏小,8.4 调频波的解调,对

6、于调频波而言，调制信息包含在已调信号瞬时频率的变化中，所以解调的任务就是把已调信号瞬时频率的变化不失真的转变成电压变化，即实现“频率电压”转换，完成这一功能的电路，称为频率解调器，简称鉴频器。,解调方法,1、利用锁相环路实现解调。有关这种解调方法的内容见教材 第7章。,2、利用调频波的过零信息实现解调。因为调频波的频率是随调制信号变化的，所以它们在单位时间内过零点的数目将不同。当瞬时频率高时，过零点的数目就多，瞬时频率低时，过零点的数目就少。利用调频波的这个特点，可以实现解调。,过零解调器,3、将调频波变换为调相调频波，使相位的变化与瞬时频率 的变化成正比，然后用相位检波器解调，即可得到所需信

7、号。 这种方法的方框图如下图所示。,为了实现调频波到调相调频波的变换，通常采用移相器， 即将调频波延时t0时间的方法。,移相器,如果 的值较小，使得 ，,则上式可简化为：,原调频信号的相角,附加相位,与调制信号成线性关系,包含了调制信号的信息,通常要求延时 。,相位检波器,乘积型鉴相器,4、将等幅调频波变换为幅度变化与频率变化成正比的调幅-调频 波。因为调频波的频率变化与调制信号成正比，所以变换后信号 的幅度变化也与调制信号成正比。然后用幅度解调器解调，即可 得到所需信号。这种方法的方框图如下图所示。,为了实现调频波到调幅调频波的变换，可以使用将调频波对t求导的办法。,对时间域微分；（相位鉴频器）p390,对频率域微分：（双失谐回路鉴频器）P386,调频波对时间取导后仍为一调频波，其瞬时频率变化规律与原调频信号相同，只是初始相位增加。但其幅度不再是等幅的，而是与调频波的瞬时频率成正比。因瞬时频率表示了调制信号的变化规律，所以幅度变化也反映了调制信号的变化规律。,调频波对t求导：,与频率解调器配合使用的限幅器,由于调频信号传输过程中，信号通道的频率特性不理想及外 界干扰和内部噪声的影响，在鉴频器输入端调频信号的振幅 可能发生变化，从而使鉴频器的输出产生附加干扰，以致不能 准确解调。为此，在鉴频器前常常接入限幅器。,调频信号是一种类似高频正弦形的信号，高频正弦信号限幅 器基本原理与