w第6章-1角度调制电路

第6章角度调制与解调电路6.1概述6.1.1角度调制的定义与分类

角度调制的定义：高频振荡的振幅Um保持不变，而总瞬时相角θ(t)却以一定的关系随调制信号uΩ(t)变化。高频振荡的表达式：振幅总瞬时相位初始相位分类:两类瞬时角频率ω随uΩ(t)作线性变化，称频率调制（FM）

初始相位φ0随uΩ(t)作线性变化，称相位调制（PM）两种都表现为高频振荡的总瞬时相角θ(t)受到调制，统称角度调制6.1概述6.1.2角度调制的优缺点与用途优、缺点：1、抗干扰能力强（比调幅波）；2、较高的载波功率利用系数；3、占用的频带宽。用途：1、调频主要应用于调频广播、广播电视、通信等；2、调相主要应用于数字通信系统中的移相键控。

1、调角波的数学表达式、瞬时频率和瞬时相位固定值,06.1.3调角波的基本性质

2.调角波的基本性质调相波和调频波的瞬时相位、瞬时角频率都同时受调制信号调变。差别是，调相波的瞬时相位的变化（相移）与调制信号成线性关系，调频波的瞬时角频率与调制信号成线性关系。调相指数mp调频指数mf（1）调相波与调频波的比较2.调角波的基本性质当调制为单音频时，求调相波、调频波的相应表达式①调相波与Ω无关与Ω成正比调制指数m定义：调角波的最大相移。调相指数mp，调频指数mf（2）调制指数、（3）最大频移2.调角波的基本性质②调频波与Ω无关与Ω成反比2.调角波的基本性质总结：调相波和调频波的最大频移Δωm均等于调制指数m与调制频率Ω的乘积。（4）最大频移Δωm、最大相移m和调制信号频率Ω之间的关系2.调角波的基本性质（5）调角波的波形(P158)3.调角波的频谱及频谱宽度调频波和调相波的表达式是相似的，因此，它们具有相同的频谱。以调频波为例（1）调频波的频谱分析Jn(mf)是以mf为参数的n阶第一类贝塞尔函数Jn(mf)是以mf为参数的n阶第一类贝塞尔函数发现：mf越大，有效n越多；当n>mf

+1时，Jn(m)恒小于0.1同一mf，在n较大时，随n变大，Jn(m)变小，且快速变小载波边频对1边频对2边频对3边频对4调频波频谱的特点：①调频波的频谱不是调制信号的频谱的简单搬移，而是由载波分量和无数对边频分量所组成。

②奇数项的上、下边频分量振幅相等，极性相反；偶数项的上、下边频分量振幅相等，极性相同。

③载波分量和各边频分量的振幅均与mf有关。mf越大，有效边频分量越多。④对于某些mf值，载波或某边频振幅为零。（2）调角波的频谱宽度频谱宽度：调角波从理论上看它的频谱宽度无限大。n表示边频对数，m(mf

，或mp)是调制指数。当n>m时，Jn(m)的数值很小。因此，在忽略振幅很小的边频分量时，调角波实际占有的有效频谱宽度是有限的。调角波的有效频谱宽度估算①在中等质量通信系统中，以忽略小于10%Ucm

的边频分量来决定频谱宽度。发现：当n

>m+1时，Jn(m)恒小于0.1，可以忽略。频谱宽度为：②在高质量通信系统中，以忽略小于1%Ucm的边频分量来决定频谱宽度。可查表确定。当|Jn(m)

|

≥0.01，|Jn+1(m)|

＜0.01时,则频谱宽度为：B=2nF调频波的频谱宽度特点当调制信号频率F变化时，调频波的有效频谱宽度BCR变化不大。原因是在最大频移Δfm一定的条件下，调频波的调幅指数mf与调制频率F成反比，调制频率F越高，mf越小，而振幅大于10%的变频对数减小，故频谱宽度变化不大。不随F变例1调频波举例

调频广播系统，调频波的最大频偏Δfmax

=75kHz调相波的频谱宽度特点假设调相波的调相指数mp=5为常数，以下证明：调相波的频谱宽度随调制频率F增大而增加。6.2频率调制电路

（1）直接调频原理是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其不失真地反映调制信号变化规律。1.调频电路分类①改变振荡回路的元件参数实现调频(LC选频振荡，改变L或C的大小）②控制振荡器的工作状态实现调频（微波发射机）6.2.1调频电路的分类与要求（2）间接调频6.2.1调频电路的分类与要求①具有线性调制特性②调制灵敏度高③最大频偏与与调制信号频率无关④载波频率稳定度高⑤无寄生调幅或寄生调幅小2.调频电路的要求6.2.2变容二极管直接调频电路变容二极管在加反偏电压时，其呈现一个较大的结电容，而且这个结电容的大小，能灵敏地随反向偏压的变化而变化。1.变容二极管的特性2.基本原理3.电路分析（一）变容二极管作为振荡回路的总电容讨论：讨论：若要调频的频偏大,就需增大m,这样中心频率偏移量、非线性失真量也会增大。m=1.6×10-3实际很小实际很小end（二）变容二极管部分接入振荡电路变容二极管的结电容作为回路总电容的调频电路的中心

频率fc

(ωc)稳定度较差，这是因为中心频率决定于变容二极管结电容的稳定性。为了减少中心频率不稳，提高中心频率稳定度，通常采用部分接入(图7-5(a))的办法来改善性能。中心频率稳定度比全部接入振荡电路要高，但其最大频偏要减少。随温度变VQ不稳定振荡频率计算4.实际电路举例(西勒振荡电路）（1）变容二极管的直流偏压由R1，R2，W定，正极接-4V，负极接地，CjQ

100PF

-4V（2）调制电压加到变容二极管的正极。当偏压由(0~-8)V，二极管的结电容(230~60)PF

（3）共集电极的电容三点式振荡器

（4）振荡频率f，最大线性频偏±200kHz（5）AFC电路27033020750510230~60（1）载波频率可调（2）双变容二极管，可减轻高频压降对变容二极管电容的影响，又可增强调制灵敏度6.2.3石英晶体振荡器直接调频在对中心频率稳定度要求很高的场合，如调频广播的绝对（相对）频率稳定度要求不劣于±2kHz（10-5数量级），可采用直接对石英晶体振荡器进行调频。晶体振荡器直接调频电路通常是将变容二极管接入并联型晶体振荡器的回路中实现调频。变容二极管接入振荡回路有两种接入形式：与石英晶体相串联、与石英晶体相并联。动态电容Cq=10-3pF量级，静态电容C0=

2~5pF，Cq

/C0的值一般为10-3~10-4数量级。1）电路共基极电容三点式振荡器2）频差晶体振荡器的振荡频率只能在fq与fp之间变化。晶体在电路中等效为电感，因此晶体振荡器的振荡频率只能在fq与fp

之间变化。动态电容Cq=10-3pF量级；静态电容C0=2~5pF；Cq

/C0的值一般为10-3~10-4数量级，因此最大相对频偏很难超过10-3。最大频偏的计算6.3相位调制电路调相电路的分类：（1）可变移相法调相

（2）可变时延法调相

（3）矢量合成法调相6.3.1调相电路的分类与要求对调相电路的要求：（1）具有线性调相特性

（2）载波频率的稳定度高

（3）具有较高的调制灵敏度（4）寄生调幅小6.3.2可变移相法调相电路1、调相原理晶体振荡器可控移相网络2、变容二极管调相电路（3）调相原理：利用由电感L和变容二极管组成的谐振回路的谐振频率随变容二极管结电容变化而变化来实现调相的（1）元件的作用:C1、C2、C3隔直通交；R1、R2、R3、R4隔离电阻（2）直流负偏压、调制信号1单回路变容二极管调相电路分析谐振回路相频特性曲线3.调相定性分析14.电路定量分析1条件1130ْ，条件