笫6章 调制与解调4课件

笫6章调制与解调

一、调制的基本概念二、幅度调制1、标准幅度调制与解调2、抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅3、正交幅度调制与解调4、数字信号调幅三、角度调制角调调制的基本概念频率调制信号的性质实现频率调制的方法与电路调频波的解调方法与电路四、数字信号的相位调制2023/2/61n变容二极管直接调频电路（1）变容二极管的特性

变容管是利用半导体PN结的势垒电容随反向电压变化制成的一种二极管。

变容管PN结必须反向偏置。0VC

V为变容管两端加的电压，V=0时变容管的等效电容为。

变容指数为，它是一个取决于PN结的结构和杂质分布情况的系数。缓变结变容管，其=1/3；突变结变容管，其=1/2；超突变结变容管，其=2。

接触电位差为，硅管约为0.7V，锗管约为0.2V。2023/2/62n（2）变容二极管的调制特性分析

加到变容管两端的电压，它由三部分组成：即偏置电压，调制电压和回路振荡电压。

通常，回路振荡电压幅度较小，可以认为变容管所呈现的电容主要由偏置电压和调制电压决定。

假定调制信号为单频余弦信号，，则加于变容管两端的电压v为：附图一返回2023/2/63n（2）变容二极管的调制特性分析（续2）得：式中：表示变容管在只有偏置电压作用时所呈现的电容。该电容参与决定调频波的中心频率。称为电容调制度，因，故。2023/2/65n（2）变容二极管的调制特性分析（续3）可展开为：可得调制特性为：利用展开式：

可得振荡频率的表示式为：返回最大频偏2023/2/66n（2）变容二极管的调制特性分析（续4）有与调制信号成正比的成分。有常数成分，产生了中心频率的偏移。有与调制信号频率各次谐波成比例的成分，从而使频率调制过程产生了非线性失真。为了减小非线性失真，在变容管调频电路中，总是设法使变容管工作在的区域。实际调频电路中变容管上还作用着高频振荡电压，会影响调频线性、振荡幅度（产生寄生调幅）、中心频率稳定度等。实际调频电路中使变容管部分接入振荡回路如上图，这样频偏会减小。上图上式表明：2023/2/67n（3）变容二极管的调频电路分析（续1）例190MHz调频电路2023/2/69n90MHz调频电路的高频等效电路（3）变容二极管的调频电路分析（续2）(b)2023/2/610n（3）变容二极管的调频电路分析（续3）返回例22023/2/611n例3：求调频波的中心频率；最大频偏；和。（0.2vrms）0.260.340.490.310.130.042023/2/613n例3（续1）

调频波的中心频率：

最大频偏：

求：

求：*频谱图上有数值时答案是唯一的。变容管上所加电压有三部分：偏置电压、调制信号、高频振荡2023/2/614n其他直接调频电路（1）变容二极管直接调频电路的优缺点电路简单，变容管本身体积小。工作频率高。易于获得较大的频偏。产生了中心频率的偏移。由于偏置电压漂移，温度变化等会改变变容管呈现的电容，从而影响中心频率的稳定度等。在频偏较大时，非线性失真较大。为了减小非线性失真，在变容管调频电路中，总是设法使变容管工作在的区域。（变容管部分接入振荡回路）用两个变容二极管背靠背联接电路或变容管部分接入振荡回路这可以减弱变容管对回路Q值的影响。用晶体振荡器直接调频电路。2023/2/615n（2）晶体振荡器直接调频电路（续1）0晶体与变容二极管串联，中心频率的稳定度提高，频偏很小（相对频偏量级）。0（3）加大频偏的措施：串电感，并电感。调频时，瞬时频率可在与之间变，所以频偏加大。随变2023/2/617n（2）晶体振荡器直接调频电路（续2）0并电感当工作频率很高时，，支路呈电感，再并电感，调频时，瞬时频率可在之间变，频偏可加大。2023/2/618n*间接调频

先将调制信号进行积分处理，再进行调相而得到调频波，其方框如下图所示。上图优点：载波中心频率稳定度较好。调相器：

载波通过失谐回路法。矢量合成法。脉冲调相法。2023/2/619n（2）矢量合成法（阿姆斯特朗法）调相电路2023/2/621n

扩展频偏的方法采用倍频器扩展频偏，采用混频器搬移载频。

例：在一窄带调频中，晶体振荡器载波频率为100kHz，调制信号频率为100Hz。为了保证线性调频，矢量合成调相器的调制指数mP取0.2441rad。如果发射机要求产生载波频率为100MHz，频偏为75kHz的调频波，如何实现？倍频：n＝192（4，4，4，3）－－载频：19.2MHz,频偏4.687KHz混频：本振信号频率25.45MHz－－载频：6.25MHz,频偏4.687KHz倍频：n＝16（4，4）－－载频：100MHz,频偏:75KHz2023/2/622n间接调频发射机倍频加变频Armstrong间接调频192倍频晶体振荡器带通滤波器16倍频带通滤波器功率放大器2023/2/623n脉冲形成脉冲展宽低通滤波（a）脉冲计数式鉴频器示意图2023/2/625n解调方法（续1）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，即可得到所需信号。例如：正交鉴频器。这种方法的方框图如下所示。

为了实现调频波到调相──调频波的变换，通常是用将调频波延时时间的方法。

在满足一定条件时，可以得到相位变化与瞬时频率变化成正比的调相─调频波。

对于由单频余弦信号对载波调频所得到的调频信号将其延时后可表示为：2023/2/626n解调方法（续2）

如果的值较小，使得，则上式可简化为：可以看出，这是一个调相-调频波。其中为原调频信号的相角；而则为一附加相位，该附加相位与调制信号成正比。因此，这个附加相位部分包含了调制信号的信息。该式表明，调频波延时后，得到一个调相-调频波。这里需要注意，这个结果是在假定较小的情况下得到的，通常要求延时。2023/2/627n

对时间域微分；（相位鉴频器）

对频率域微分：（双失谐回路鉴频器）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