第七章 角度调制与解调ppt课件

1、第七章第七章 角度调制与解调角度调制与解调 南昌航空大学南昌航空大学第一节第一节 角度调制信号分析角度调制信号分析第二节第二节 调频器与调频方法调频器与调频方法 第三节第三节 调频电路调频电路 第四节第四节 鉴频器与鉴频方法鉴频器与鉴频方法第五节第五节 鉴频电路鉴频电路l频率调制又称调频频率调制又称调频FMFM），是使高频振荡信号的），是使高频振荡信号的频率按调制信号的规律变化，而振幅保持恒定的频率按调制信号的规律变化，而振幅保持恒定的一种调制方式。调频信号的解调称为鉴频或频率一种调制方式。调频信号的解调称为鉴频或频率检波。检波。 l相位调制又称调相相位调制又称调相PMPM），是相位按调制信号

2、的），是相位按调制信号的规律变化，振幅保持不变。调相信号的解调称为规律变化，振幅保持不变。调相信号的解调称为鉴相或相位检波。鉴相或相位检波。 l调频和调相统称为角度调制，属于频谱的非线性调频和调相统称为角度调制，属于频谱的非线性变换，其抗干扰和噪声的能力较强。变换，其抗干扰和噪声的能力较强。 载波电压载波电压 调制信号调制信号调频信号的瞬时角频率调频信号的瞬时角频率调频信号的表达式与波形调频信号的表达式与波形 调频信号的瞬时相位调频信号的瞬时相位 tUtucos)(tUuccccosttukttmcfcccos)()()(00)()(tdt设设 00，那么 u)(tIFM)(tc)(ttttt

3、0000)(sinsin)()(0ttmtttdtcfcmct第一节第一节 角度调制信号分析角度调制信号分析： 是比例常数，表示调频信号的基本参数调频信号的基本参数c：载波角频率，它是没有受调时的载波频率。：载波角频率，它是没有受调时的载波频率。 ：调制信号角频率，它反映了受调制的信号的瞬时：调制信号角频率，它反映了受调制的信号的瞬时 频率变化的快慢。频率变化的快慢。 m：相对于载频的最大角频偏：相对于载频的最大角频偏( (峰值角频偏峰值角频偏) ) 2mmf：最大频偏：最大频偏 UkfmfkU对最大角频偏的控制对最大角频偏的控制才干，单位调制电压产生的频率偏移量，称为调频灵敏度。才干，单位调

4、制电压产生的频率偏移量，称为调频灵敏度。Ffmmmf：调频波的调制指数 。fm与与U成正比成正比, ,与与 成反比。成反比。Re)sincos()(sintjmtjcfccFMfceeUtmtUtufmm为调频指数，可得为调频指数，可得FMFM波的表示式为：波的表示式为： 因为因为 是周期为是周期为2/2/的周期性时间函数，可以的周期性时间函数，可以将它展开为傅氏级数，其基波角频率为将它展开为傅氏级数，其基波角频率为，即，即sinfjmtesin()fjmtjn tnfneJmeJn(mf)Jn(mf)是宗数为是宗数为mfmf的的n n阶第一类贝塞尔函数阶第一类贝塞尔函数, ,它可以用无它可以

5、用无穷级数进行计算穷级数进行计算: :20( 1) ()2()!()!fnnmnfmmJmm nm调频波的频谱调频波的频谱1.1.调频波的展开式调频波的展开式它随它随mfmf变化的曲线如图所示，并具有以下特性变化的曲线如图所示，并具有以下特性: : Jn(mf)=J-n(mf), n Jn(mf)=J-n(mf), n为偶数为偶数 Jn(mf)=-J-n(mf), nJn(mf)=-J-n(mf), n为奇数为奇数0123456789101112 0.4 0.200.20.40.60.81.0Jn(mf)J0J1J2J3J4J5J6J7J8J9J10mf()( )Re()() cos()cjt

6、ntFMCnfnCnfcnutUJmeUJmnt 对称地分布在载频两边，其幅度决定于调制指数对称地分布在载频两边，其幅度决定于调制指数 。tnmJUemJUtucfnncntntjfncFMc)cos()()(Re)()(将上式进一步展开，有将上式进一步展开，有 )3cos()()3cos()()2cos()()2cos()()cos()()cos()(cos)()(3322110 tmJtmJtmJtmJtmJtmJtmJUtucfcfcfcfcfcfcfcFM调频波是由载波调频波是由载波c与无数边频与无数边频 nc组成，这些边频组成，这些边频fm调频波的特点：调频波的特点：cmf 1cmf

7、 1mf 2ccmf 2cmf 5cmf 10Qcmf 15mf 5cmf 10mf 20cc(a )(b )0载波0载波合成矢量0合成矢量(a) AM情况(b) NBFM情况mfsin tmfn/mf0123448121620 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 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=2fm 当mf很小时，如mff0=fcff0=fc时，时，UD1UD2UD1UD2，随着，随着f f的增加，两者差值将加大；的增加，两者差值将加大；

8、ff0=fcff0=fc时，时，UD1UD2UD1fcffc时，时，UD1UD2, i1i2,UD1UD2, i1i2,输出电压为负；输出电压为负；当当ffcffc时，时，UD1UD2, i1i2UD1UD2, i1i2，输出电压为正。，输出电压为正。 自动频率控制系统中要特别注意。当然，通过改变两个二极管连接的方向或耦合线圈的绕向(同名端)，可以使鉴频特性反向。另一方面，输出电压也可由下式导出：12121221121211111()22221ccccccoccoococccuuuuuuuuuEEuEuuu(1)(1)回路的无载回路的无载Q0Q0值要足够高，以便当检波器输入电阻值要足够高，以便当检波器输入电阻RiRi随输入电压幅度变化时，能引起回路随输入电压幅度变化时，能引起回路QeQe