第4章-模拟调制汇编.ppt

前言 频率调制简称调频(FM)，相位调制简称调相(PM)。 这两种调制中，载波的幅度都保持恒定，而频率和相位的变化都表现为载波瞬时相位的变化。 角度调制：频率调制和相位调制的总称。 已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。 与幅度调制技术相比，角度调制最突出的优势是其较高的抗噪声性能。 4.4 角度调制的原理 4.4.1 角度调制的基本概念 FM和PM信号的一般表达式 A ——载波的恒定振幅； ——信号的瞬时相位，记为 ——相对于载波相位 的瞬时相位偏移； —— 信号的瞬时角频率，记为 ——相对于载频 的瞬时频偏。 4.4 角度调制的原理 相位调制(PM)： 瞬时相位偏移随调制信号作线性变化，即 Kp —调相灵敏度，含义是单位调制信号幅度引起的 PM信号的相位偏移量，单位是rad/V。 将上式代入一般表达式 得到PM信号表达式 4.4 角度调制的原理 频率调制(FM)： 瞬时频率偏移随调制信号作线性变化，即 Kf－ 调频灵敏度，单位是rad/s?V。 这时相位偏移为： 将其代入一般表达式 得到FM信号表达式： 4.4 角度调制的原理 PM与FM的区别 比较上两式可见， PM是相位偏移随调制信号m(t)线性 变化，FM是相位偏移随m(t)的积分呈线性变化。 如果预先不知道调制信号m(t)的具体形式，则无法判断 已调信号是调相信号还是调频信号。 4.4 角度调制的原理 单音信号的FM与PM 设调制信号为单一频率的余弦信号，即 用它对载波进行相位调制时，将上式代入 得到 mp = KpAm － 调相指数，表示最大的相位偏移。 4.4 角度调制的原理 用它对载波进行频率调制时，将 代入 得到FM信号的表达式： －调频指数，表示最大的相位偏移 －最大角频偏 － 最大频偏 4.4 角度调制的原理 PM信号和FM信号波形 (a) PM 信号波形 (b) FM 信号波形 4.4 角度调制的原理 从图中可以看到： （1）PM和FM信号的幅度恒定不变。 （2）FM信号与时间轴交点的变化规律直接反映了调制信号的变化规律，但PM信号与时间轴交点的变化规律不直接反映调制信号的变化规律，而是反映信号斜率的变化规律。 4.4 角度调制的原理 FM与PM之间的关系 由于频率和相位之间存在微分与积分的关系，所以 FM与PM之间是可以相互转换的。 比较下面两式可见 如果将调制信号先微分，而后进行调频，则得到的是 调相波，这种方式叫间接调相；同样，如果将调制信号 先积分，而后进行调相，则得到的是调频波，这种方式 叫间接调频。 4.4 角度调制的原理 实现方法 （a）直接调频 （b）间接调频 (c) 直接调相 (d) 间接调相 4.4 角度调制的原理 4.4.2 窄带角调制 定义： 如果FM或PM信号的最大瞬时相位偏移满足下式条件 否则称为宽带调频(WBFM)或宽带调相。 下面重点来分析窄带调频。 4.4 角度调制的原理 时域表示式 将FM信号一般表示式展开得到 当满足窄带调频条件时， 故上式可简化为： 4.4 角度调制的原理 频域表示式 利用以下傅里叶变换对 设 的均值为0 4.4 角度调制的原理 可得NBFM信号的频域表达式： NBFM和AM信号频谱的比较： 1、两者都含有一个载波和位于 处的两个边带，且带宽相同。 2、不同的是，NBFM的两个边频分别乘了因式 和 ，由于因式是频率的函数，所以这种加权是