第6章 总复习

1、第第6 6章章 角度调制与解调角度调制与解调n调角波的基本性质调角波的基本性质n调频波调频波n调相波调相波n调频电路调频电路n直接调频直接调频n间接调频间接调频n鉴频器鉴频器n斜率鉴频斜率鉴频n相位鉴频相位鉴频内内容容提提要要特点：特点：（1 1）非线性调制非线性调制； 角度调制：角度调制：用调制信号控制高频载波的用调制信号控制高频载波的瞬时频率瞬时频率或瞬时相位或瞬时相位，使，使高频载波的瞬时频率或瞬时相位高频载波的瞬时频率或瞬时相位随调制信号的大小而变化的调制方式随调制信号的大小而变化的调制方式。角度调制后已调波的角度调制后已调波的振幅保持不变振幅保持不变。（2 2）抗干扰性强抗干扰性强：

2、因为干扰信号体现在信号的幅度：因为干扰信号体现在信号的幅度上，而调角信号的信息体现在瞬时频率或相位上。上，而调角信号的信息体现在瞬时频率或相位上。解调之前可用限幅电路去掉干扰信号。解调之前可用限幅电路去掉干扰信号。调频与调相都引起相角变化，统称为调频与调相都引起相角变化，统称为角度调制角度调制；调角波没有引起振幅变化，所以为调角波没有引起振幅变化，所以为等幅波等幅波。角度调制信号的基本特征角度调制信号的基本特征设高频信号设高频信号：0( )cos()cos ( )cmmv tVtVt若没有调制若没有调制： 与初相位与初相位 为常数为常数00( ) tt0( ) tt角度调制时角度调制时：频率和

3、相角都是变频率和相角都是变量量( ) t( ) t( )( )dttdt00( )( )ttt dt瞬时角频率瞬时角频率瞬时相角瞬时相角6.1.1 6.1.1 调角波的基本性质调角波的基本性质6.1.2 6.1.2 调频波调频波调频波（调频波（FMFM）：瞬时角频率与调制信号成）：瞬时角频率与调制信号成线性线性关系，关系，而初始相位不变。而初始相位不变。( )( )coscfcfMtk vtk Vt瞬时角频移瞬时角频移 ( )( )( )coscffMttk vtk Vt载波载波“中心中心”频率频率 c最大角频偏最大角频偏 max( )mffMk vtk V调频灵敏度调频灵敏度 fk/()ra

4、ds V瞬时角频率瞬时角频率最大角频偏指由调制信号引起的瞬时角频率偏离中最大角频偏指由调制信号引起的瞬时角频率偏离中心角频率的最大值。心角频率的最大值。 6.1.2 6.1.2 调频波调频波0000( )( )sinsintfMccftt dtk Vtttmt 调频指数调频指数： 调频波表达式：调频波表达式：fMmmfk VfmF 0cos ( )cos(sin)FMCMCMcfvtVtVtmt ( )coscfMtk Vt瞬时角频率瞬时角频率瞬时相角瞬时相角调频信号波形调频信号波形 0cos ( )cos(sin)FMCMCMcfvtVtVtmt 0uFM0ttmttC(t )uC00u(

5、)coscfMtk VtVCM调相波（调相波（PMPM）：瞬时相位与：瞬时相位与 成线性关系成线性关系( )vt000( )( )coscoscPcPMcpttk vttk Vttmt瞬时相位瞬时相位 瞬时相移瞬时相移 ( )( )cosPptk vtmt调相指数为瞬时相移的最大值调相指数为瞬时相移的最大值( (最大相位偏移最大相位偏移) ) max( )pPPMmk vtk VPk调相灵敏度调相灵敏度 单位为单位为/rad V6.1.3 6.1.3 调相波调相波由瞬时相位与所对应的瞬时角频率之间的关系，可得由瞬时相位与所对应的瞬时角频率之间的关系，可得： ( )( )( )sincpcpdt

6、dvttkmtdtdt最大角频偏最大角频偏: : max( )|mppMpdvtkk Vmdt PMPM波的表达式波的表达式00cos( )coscosPMCMcpCMcpvVtk vtVtmt sincmt0( )( )cPttk vt调相波的波形示意调相波的波形示意单音调角信号参数比较单音调角信号参数比较频率调制频率调制FM相位调制相位调制PM瞬时角频率瞬时角频率瞬时角频偏瞬时角频偏瞬时相位瞬时相位附加相位附加相位最大频偏最大频偏最大附加相移最大附加相移（调制指数）（调制指数）表达式表达式tVktmfcfcos)(mfmVktVktmffcos)(tVkttmfcfsin)(/mffmVk

7、MtVktmffsin)/()()sincos()(tMtVtvfccmFMmppVkMtVkttmpcpcos)(tMtpPsin)(tVktmpcPsin)(tVktmppcos)(mpmVk)coscos()(tMtVtvPccmPM例题：例题：6-16-1调角波的频谱与带宽调角波的频谱与带宽n频谱分布特点频谱分布特点：BW2mF=2fm（宽带调角信号宽带调角信号） )(2) 1(2mFfFmBWn带宽估算方法（卡尔逊公式）带宽估算方法（卡尔逊公式）：当当m m远小于远小于1时时：当当m m远大于远大于1 1时时：BW=2F（窄带调角信号窄带调角信号）调角信号的功率分布调角信号的功率分布

8、22( )2mnnLVPJmR根据贝塞尔函数性质可知根据贝塞尔函数性质可知 2( )1nnJm调角信号的平均功率调角信号的平均功率 调角波的平均功率等于各个频率成分的平均功率之和。调角波的平均功率等于各个频率成分的平均功率之和。22mLVPR 平均功率与调角信号的振幅有关，等于未调制的载波平均功率与调角信号的振幅有关，等于未调制的载波功率，而与调制指数功率，而与调制指数m m无关。当调角振幅一定时，其平无关。当调角振幅一定时，其平均功率也就一定，均功率也就一定，改变改变m m的值可以改变载波分量和各边的值可以改变载波分量和各边频分量之间的功率重新分配，但总功率不会改变。频分量之间的功率重新分配

9、，但总功率不会改变。n例题例题：为了产生一个：为了产生一个调频调频波，假设载波信波，假设载波信号为号为 ，调制信号为，调制信号为n ，且单位电压产生的，且单位电压产生的频偏为频偏为 。n求：（求：（1 1）写出瞬时相位）写出瞬时相位 、瞬时角频、瞬时角频 率率 ；n（2 2）写出该调频波的表达式；）写出该调频波的表达式；n（3 3）单位电阻上消耗的平均功率。）单位电阻上消耗的平均功率。6( )5cos(210 )( )cv tt V3( )4cos(22 10 )( )vtt V 3210/radsv( ) t( ) t6.2 6.2 调频电路调频电路n直接调频电路直接调频电路n变容二极管调相

10、电路变容二极管调相电路n矢量合成法间接调频矢量合成法间接调频n可变时延法调相可变时延法调相n间接调频电路间接调频电路n变容二极管调频电路变容二极管调频电路n晶体振荡器调频电路晶体振荡器调频电路6.2.1 6.2.1 概述概述1 1 产生调频波的方法产生调频波的方法（1 1）直接调频直接调频调频波的瞬时频率与调制信号成正比。调频波的瞬时频率与调制信号成正比。 用调制信号直接控制载波振荡器的振荡频率，使用调制信号直接控制载波振荡器的振荡频率，使振荡频率随调制信号变化。振荡频率随调制信号变化。调制信号调制信号振荡器振荡器调频信号调频信号fosc主要决定于回路的元件参数主要决定于回路的元件参数L和和C

11、，所以只要调制信所以只要调制信号去控制振荡回路的号去控制振荡回路的L L和和C C，就可达到产生调频信号的，就可达到产生调频信号的目的。例如变容二极管的调频。目的。例如变容二极管的调频。（2 2）间接调频间接调频调频波的瞬时相位与调制信号积分成正比调频波的瞬时相位与调制信号积分成正比。10( )tKvt dt( )v t积分电路积分电路调相器调相器调频波调频波晶体振晶体振荡器荡器cosCMcVt用调制信号的积分值去控制调相电路，使调相电路的用调制信号的积分值去控制调相电路，使调相电路的输出相位与调制信号成正比。输出相位与调制信号成正比。对调频波产生电路的要求：对调频波产生电路的要求：要求载波稳

12、定度高，调制特性线性度好，频偏大小合适。要求载波稳定度高，调制特性线性度好，频偏大小合适。（1 1）直接调频电路直接调频电路：原理简单、频偏较大，原理简单、频偏较大， 但频率的稳定度不高但频率的稳定度不高。（2）间接调频电路间接调频电路：频率稳定度高频率稳定度高( (晶振），但晶振），但 频偏比较小，需要扩展频偏。频偏比较小，需要扩展频偏。6.3 6.3 鉴频器鉴频器n鉴频实现原理鉴频实现原理 鉴频特性鉴频特性 鉴频实现方法鉴频实现方法n斜率鉴频器斜率鉴频器n正交鉴频器正交鉴频器n斜率鉴频斜率鉴频 原理原理鉴频实现原理鉴频实现原理鉴频实现方法鉴频实现方法n正交鉴频正交鉴频 原理原理 本章小结本

13、章小结n调角信号的基本概念，包括定义、表达式、频谱调角信号的基本概念，包括定义、表达式、频谱结构、有效带宽及功率等参数。结构、有效带宽及功率等参数。n调频的方法有调频的方法有直接调频法直接调频法和和间接调频法间接调频法两种两种。n斜率鉴频和正交鉴频是两种主要鉴频方式。斜率鉴频和正交鉴频是两种主要鉴频方式。n斜率鉴频器是先斜率鉴频器是先频幅转换频幅转换，后，后包络检波包络检波；正交鉴；正交鉴频器是频器是先频相转换先频相转换，后，后鉴相鉴相。作业作业 6-2 6-3 6-2 6-3 第六章第六章 习题习题填空题填空题1、斜率鉴频器是先将调频信号变换成斜率鉴频器是先将调频信号变换成_信号，信号，然后

14、用然后用_进行解调得到调制信号。进行解调得到调制信号。2 2调频有两种方法，分别称为调频有两种方法，分别称为 和和 。3 3直接调频的优点是直接调频的优点是 ，间接调频的优点是间接调频的优点是 。调频调幅调频调幅包络检波器包络检波器直接调频直接调频间接调频间接调频原理简单，频偏较大原理简单，频偏较大中心频率稳定度高中心频率稳定度高选择题选择题n1 1、采用频率、采用频率振幅变换网络的鉴频器称为振幅变换网络的鉴频器称为( )( )鉴频器。鉴频器。 nA. A. 正交正交 B. B. 斜率斜率 C. C. 脉冲计数式脉冲计数式 D. D. 锁相锁相n2 2变容二极管调频器实现线性调频的条件是变容二

15、极管的结变容二极管调频器实现线性调频的条件是变容二极管的结电容变化指数电容变化指数n n为（）。为（）。nA A1/3 B1/3 B1/2 C1/2 C2 D2 D4 4n3某调频波，其调制信号频率某调频波，其调制信号频率F F1kHz1kHz，载波频率为，载波频率为10.7MHz10.7MHz，最大频偏最大频偏fmfm10kHz10kHz，若调制信号的振幅不变，频率加倍，若调制信号的振幅不变，频率加倍，则此时调频波的频带宽度为则此时调频波的频带宽度为（ ）。nA12kHz B24kHz C22kHz D40kHzn4 4 鉴频的描述是（鉴频的描述是（ ）。）。n A A调幅信号的解调调幅信号

16、的解调 B B调频信号的解调调频信号的解调 n C C调相信号的解调调相信号的解调n5 5直接调频与间接调频相比，以下说法正确的是（）。直接调频与间接调频相比，以下说法正确的是（）。 nA A直接调频频偏较大，中心频率稳定直接调频频偏较大，中心频率稳定 B B间接调频频偏较大，中心频率不稳定间接调频频偏较大，中心频率不稳定nC C直接调频频偏较大，中心频率不稳定直接调频频偏较大，中心频率不稳定 nD D间接调频频偏较大，中心频率稳定间接调频频偏较大，中心频率稳定n6 6单频调制时，调频波的最大频偏单频调制时，调频波的最大频偏fmfm正比于（）。正比于（）。 nA AU U B Bu u(t)

17、C(t) Cn7 7、调频的描述是（、调频的描述是（ ）。）。nA) A) 用调制信号去控制载波信号的频率，使载用调制信号去控制载波信号的频率，使载波信号的频率随调制信号的规律而变化波信号的频率随调制信号的规律而变化nB) B) 用载波信号去控制调制信号的频率，使载用载波信号去控制调制信号的频率，使载波信号的频率随调制信号的规律而变化波信号的频率随调制信号的规律而变化nC) C) 用调制信号去控制载波信号的频率，使调用调制信号去控制载波信号的频率，使调制信号的频率随载波信号的规律而变化制信号的频率随载波信号的规律而变化简答简答n 1、直接调频和间接调频各有何优缺点？直接调频和间接调频各有何优缺

18、点？n答：调频波电路答：调频波电路要求载波稳定度高，调制特性要求载波稳定度高，调制特性线性度好，频偏大小合适。线性度好，频偏大小合适。n 直接调频优点：原理简单、直接调频优点：原理简单、频偏较大频偏较大；n 缺点：频率的稳定度不高。缺点：频率的稳定度不高。n 间接调频优点：间接调频优点：频率的稳定度高频率的稳定度高； n 缺点：频偏比较小，需要扩展频偏。缺点：频偏比较小，需要扩展频偏。n2. 2. 什么叫调频？什么叫调相？为什么调频和什么叫调频？什么叫调相？为什么调频和调相又统称为调角？调相又统称为调角？n n答：答：n 调频：载波的角频率随调制信号的大小变化；调频：载波的角频率随调制信号的大小变化；n 调相：载波的相位随调制信号的大小变化。调相：载波的相位随调制信号的大小变化。n 因为调频和调相都要引起相角的变化，所