高频电子线路林春方(第3版)第5章角度调制与解调

1、高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）第第5章章 角度调制与解调角度调制与解调学习目标学习目标（1）掌握调角信号的数学表达式、波形、频谱与带宽。（2）了解调频信号与调相信号的异同。（3）了解直接调频电路和间接调频电路的基本组成与工作原理。（4）熟悉斜率鉴频器的基本组成与工作原理。（5）了解相位鉴频器的基本组成与工作原理。（6）一般了解数字信号频率键控、相位键控及其解调的基本工作原理。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.1 调角信号的基本性质调角信号的基本性质5.1.1 调角信号的数学表达式和波形调角信号的数学表达式和波形1调频波的瞬时频率、瞬时相位及波形 高频电子电路（第高频电子

2、电路（第3版）版）5.1 调角信号的基本性质调角信号的基本性质2调相波的瞬时频率、瞬时相位和波形高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.1 调角信号的基本性质调角信号的基本性质3调角信号的数学表达式（1）调频波的数学表达式。0( )cos( )cos(sin)tFMcmcfcmcfutUtKut dtUtmt（2）调相波的数学表达式。uPM(t)=Ucm coswct+KpuW(t)=Ucm cos(wct+mpcosWt) 高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.1 调角信号的基本性质调角信号的基本性质例5.1 已知调制信号uW（t）=5cos（2p103t）（V），调角信号表达

3、式为uo(t)=10cos2p106t+10cos（2p103t）（V），试指出该调角信号是调频信号还是调相信号？调制指数、载波频率、振幅及最大频偏各为多少？高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.1 调角信号的基本性质调角信号的基本性质高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.1 调角信号的基本性质调角信号的基本性质5.1.2 调角信号的频谱与带宽调角信号的频谱与带宽1调角信号的频谱高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.1 调角信号的基本性质调角信号的基本性质高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.1 调角信号的基本性质调角信号的基本性质2调角信号的带宽BW=2(m+

4、1)F 或 BW=2(Dfm+F) 当m1时，调角信号的有效频谱带宽为：BW2mF=2Dfm高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.1 调角信号的基本性质调角信号的基本性质5.1.3 调频信号与调相信号的比较调频信号与调相信号的比较高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.1 调角信号的基本性质调角信号的基本性质例5.2 设有一组频率为3003 000Hz的余弦调制信号，它们的振幅都相同，调频时最大频偏Dfm=75kHz，调相时最大相位偏移Djm=2 rad。试求在调制信号频率范围内：（1）调频时mf的变化范围；（2）调相时Dfm的变化范围。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）

5、5.1 调角信号的基本性质调角信号的基本性质解：（1）Dfm与调制信号频率无关，故可由式（5-7）得：mfmax=Dfm/Fmin=75103/300=250 radmfmin=Dfm/Fmax=75103/3 000=25 rad以上计算结果说明，最低调制频率可得最大调频指数，而最高调制频率则得最小调频指数，调制信号频率不同时，mf将在很大范围内变化。（2）调相时，因为Djm=mp=KpUWm与调制信号频率无关，所以Dfm=mpF与调制信号频率成正比，因此可得：Dfmmax=mpFmax=23 000=6 000HzDfmmin=mpFmin=2300=600Hz可见，调相时最大频偏随调制频

6、率的变化而有较大的变化。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.2 调频电路调频电路5.2.1 直接调频电路直接调频电路1变容管直接调频电路（1）变容二极管。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.2 调频电路调频电路（2）变容二极管直接调频电路。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.2 调频电路调频电路2晶体振荡器调频电路（1）调频原理。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.2 调频电路调频电路（2）晶体振荡器调频电路。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.2 调频电路调频电路3集成调频电路高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.2 调频电路调频电路

7、5.2.2 间接调频电路间接调频电路高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.2 调频电路调频电路1变容二极管调相电路高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.2 调频电路调频电路2矢量合成法间接调频高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.2 调频电路调频电路3脉冲调相电路（可变时延法调相）高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.2 调频电路调频电路5.2.3 扩展最大频偏的方法扩展最大频偏的方法例5.3 调频设备的组成框图如图5.14所示，已知间接调频电路输出的调频信号中心频率fc1 = 100kHz，最大频偏Dfm1 = 24.41Hz，混频器的本振信号频率fL = 2

8、5.45MHz，取下边频输出，试求调频设备输出调频信号的中心频率fc和最大频偏Dfm。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.2 调频电路调频电路解：间接调频电路输出的调频信号，经三级四倍频器和一级三倍频器后其载波频率和最大频偏分别变为：fc2 = 4443fc1 = 192100kHz = 19.2MHzDfm2 = 4443Dfm1 = 19224.41Hz = 4 687Hz = 4.687kHz经过混频后，载波频率和最大频偏分别变为：fc3 = fL-fc2 = (25.45-19.2)MHz = 6.25MHzDfm3 = Dfm2 = 4.687kHz再经二级四倍频器后，则得

9、调频设备输出调频信号的中心频率和最大频偏分别为：fc = 44fc3 = 166.25MHz = 100MHzDfm = 44Dfm3 = 164.687kHz = 75kHz高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.3 鉴频器鉴频器5.3.1 鉴频方法综述鉴频方法综述1鉴频特性（1）鉴频灵敏度SD（也称鉴频跨导）。（2）线性范围（带宽）。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.3 鉴频器鉴频器2鉴频的实现方法（1）斜率鉴频器。（2）相位鉴频器。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.3 鉴频器鉴频器（3）脉冲计数式鉴频器。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.3 鉴频

10、器鉴频器5.3.2 斜率鉴频器斜率鉴频器1单失谐回路斜率鉴频器高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.3 鉴频器鉴频器2双失谐回路斜率鉴频器高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.3 鉴频器鉴频器3集成电路中的斜率鉴频器高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.3 鉴频器鉴频器5.3.3 相位鉴频器相位鉴频器1乘积型相位鉴频器2叠加型相位鉴频器高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.3 鉴频器鉴频器互感耦合的叠加型相位鉴频器实用电路高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.4 调频制抗干扰技术调频制抗干扰技术1调频制的干扰在调频信号传递的信道中，干扰和噪声总会和有用信

11、号一起传送，这样必然影响信号质量，因此要求各种解调方式应具有优良的抗噪声功能，调频解调器的抗噪声能力一般用解调器输出信噪比来衡量，输出信噪比为输出信号功率和输出噪声平均功率的比。由于实际信号中存在着各种形式的干扰和噪声，且十分复杂，而调制信号的解调本身又是一个非线性过程，使得分析困难化。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.4 调频制抗干扰技术调频制抗干扰技术2调频制抗干扰技术（1）预加重、去加重技术。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）5.4 调频制抗干扰技术调频制抗干扰技术（2）静噪电路。高频电子电路（第高频电子电路（第3版）版）本本 章章 小小 结结（1）调频信号的瞬时频率

12、Df(t)与调制电压成线性关系，调相信号的瞬时相位Dj(t)与调制电压成线性关系，两者都是等幅信号。（2）调频制是一种性能良好的调制方式。与调幅制相比，调频制具有抗干扰能力强、信号传输的保真度高、发射机的功放管利用率高等优点。但调频波所占用的频带要比调幅波宽得多，因此必须工作在超短波以上的波段。（3）实现调频的方法有直接调频法和间接调频法两种。直接调频具有频偏大、调制灵敏度高等优点，但频率稳定度差，可采用晶振调频电路或AFC电路提高频率稳定度。间接调频的频率稳定度高，但频偏小，必须采用倍频、混频等措施来扩展线性频偏。（4）斜率鉴频和相位鉴频是两种主要鉴频方式。集成斜率鉴频和乘积型相位鉴频便于集成，调频容易，线性度好，应用广泛。 （5）斜率鉴频器是先将频率变化通过幅-频线性网络变换成幅度的变化，即将调频波变换成调幅-调频波，再进行包络检波；相位鉴频器是先将频率变化通过频-