第8章角度调制与解调祥解.ppt

第8章 角度调制与解调  8.1 角度调制信号分析 8.2 调相信号产生方法 8.3 调频信号产生方法 8.4 变容二极管调频电路 8.5 电抗管调频电路 8.6 由调频非正弦波信号 产生调频正弦波信号电路 8.7 间接调频电路 8.8 调角信号的解调方法 8.9 斜率鉴频电路 8.10 相位鉴频器 8.11 脉冲计数式监频器 8.1 角度调制信号分析 8.1.1 调频信号与调相信号 1.调频信号 为了便于理解，首先假设调制信号为单一频率的余弦信号 uΩ(t)=UΩmcosΩt ? 载波 ? uC(t)=UCmcos(ωCt+φ) 调频是用调制信号去控制载波的频率变化。载波频率的变化为 Δω(t)=kfuΩ(t)=kfUΩmcosΩt=ΔωmcosΩt (8.1―1) 式中，kf为调频比例常数，单位为rad/(s·V),Δωm叫最大频偏 Δωm=kfUΩm (8.1―2) 调频信号的瞬时角频率 ? ω(t)=ωC+Δω(t)=ωC+kfuΩ(t) (8.1 ― 3) 它的相位 它的振幅是恒定的。调频信号的基本参量是振幅Um0、载波中心频率ωC、最大频偏Δωm和调频指数mf。调频比例常数kf是由调频电路决定的一个常数。在时域，调频信号的波形如图8.1所示。最大频偏Δωm、调频指数mf与调制信号的角频率Ω及调制信号振幅UΩm的关系如图8.2所示。 2. 调相信号 调相信号是用调制信号控制载波的相位变化。载波的相位变化量 Δφ(t)=kpuΩ(t)=kpUΩmcosΩt=mpcosΩt (8.1―7) 式中 mp=kpU (8.1―8) 叫做调相指数，单位为rad。kp是调相比例常数，单位是rad/V。 调相信号的相位 φ(t)=ωCt+mpcosΩt+φ0 (8.1―9) 调相信号的时域表示式可以写成 ? uPM(t)=Um0cos(ωCt+mpcosΩt+φ0) (8.1―10) 其振幅恒定。它的瞬时角频率 这种调相信号的时域波形如图8.3所示。图8.4示出了调相信号的mp、Δωm与Ω、UΩm的关系曲线。 当调制信号为非正弦波时，可以用一个通用的形式表示 ? uΩ(t)=Uωmf(t) UΩm为调制信号的幅度，f(t)是它的归一化的通用表示式，|f(t)|≤1。因此，调制信号为任意函数的调频信号可以写成 相应的调相信号 8.1.2 调角信号的频谱 1.单频调制的窄带调频信号的频谱 根据调制指数m(mf与mp的通用表示符号)的大小，调角信号可分成两类。满足 根据窄带调角信号的定义，可引用三角函数的近似关系。当θ≤π/6时，sinθ≈θ，cosθ≈1。因此，单一频率调制的窄带调频信号的表示式可近似为 根据此式，单频调制的窄带调频信号的频谱可以用图8.5表示。信号的带宽B=2Ω，与AM调幅波信号的带宽相同。它与AM调幅信号的不同可通过矢量图加以说明。图8.6(a)示出了用载波矢量 与边带矢量 和 合成得到AM调幅波 　 的过程。由图可见，它仅仅是幅度大小的改变，而无相位的改变。图8.6(b)示出了用载波矢量 与边带矢量 和 合成得到调频信号的过程。由图可见，合成矢量 在相位变化的同时，振幅也在改变。其相位变化的正切