《调频信号分析》PPT课件.ppt

第4章 正弦波振荡器 第7章 频率调制与解调 7.1 调频信号分析 7.2 调频器与调频方法 7.3 调频电路 7.4 鉴频器与鉴频方法 7.5 鉴频电路 7.6 调频收发信机及特殊电路 7.7 调频多重广播 概 述 频率调制（调频FM）：使高频载波信号的频率按调 制信号的规律变化，得到调频波信号 相位调制（调相PM）：使高频载波信号的相位按调 制信号的规律变化，得到调相波信号 调频信号的解调（鉴频FD）：从调频波信号中恢复出调制信号 调相信号的解调（鉴相PD）：从调相波信号中恢复出调制信号 角度调制的优点与用途 优点: 1、抗干扰能力强 2、FM广播音质好，但BW宽，波段内容纳的电台数小；主要用于超短波波段。 3、发射功率小。 作用: 调频主要用于调频广播、广播电视、通信与遥控遥测等。调相主要用于数字通信。 调频与调相的关系： （1）调频必调相，调相必调频 （2）鉴频和鉴相也可以相互利用 角度调制的优点： 抗干扰和噪声的能力较强 角度调制的缺点： （1）频带利用率不高 （2）原理和电路实现上都要困难一些 7.1 调频信号分析 7.1.1 调频信号的参数与波形 1.调频信号分析 调制信号：uΩ(t)=UΩcosΩt 载波电压：uC=Uccosωct 瞬时角频率： 特性: Jn(mf)=J-n(mf) n为偶数 Jn(mf)=-J-n(mf) n为奇数 级数展开式进一步写成 uFM(t)=UC［J0(mf)cosωct+J1(mf)cos(ωc+Ω)t -J1(mf)cos(ωc-Ω)t+J2(mf)cos(ωc+2Ω)t  +J2(mf)cos(ωc-2Ω)t+J3(mf)cos(ωc+3Ω)t  -J3(mf)cos(ωc-3Ω)t+…］ uFM(t)=UC［J0(mf)cosωct+ J1(mf)cos(ωc+Ω)t -J1(mf)cos(ωc-Ω)t +J2(mf)cos(ωc+2Ω)t +J2(mf)cos(ωc-2Ω)t +J3(mf)cos(ωc+3Ω)t -J3(mf)cos(ωc-3Ω)t+…］ 3 调频波的信号带宽 通常采用的准则是,信号的频带宽度应包括幅度大于未调载波1%以上的边频分量,即 |Jn(mf)| ≥0.01 当mf很大时,,此时带宽为 Bs=2nF=2mfF=2Δfm 当mf很小时,如mf0.5,为窄频带调频,此时 Bs=2F 4 调频波的功率 调频信号uFM(t)在电阻RL上消耗的平均功率为 （1）概念 调相波是其瞬时相位以未调载波相位φc为中心按调制信号规律变化的等幅高频振荡。 （2）表达式 uΩ(t)=UΩcosΩt， uC(t)=UCcosωct 则调相波其瞬时相位为： φ(t)=ωct+Δφ(t)=ωct+kpuΩ(t) =ωct+ΔφmcosΩt=ωct+mpcosΩt 调相信号为：uPM(t)=UCcos(ωct+mpcosΩt) 瞬时频率为： 调频波瞬时相位为： 间接调频（矢量合成方式） 对于单音调相信号： ? uPM=Ucos(ωct+mpcosΩt) =Ucosωctcos(mpcosΩt)-Usin(mpcosΩt)sinωct 当mp≤π/12时，上式近似为 uPM≈Ucosωct-UmpcosΩtsinωct * * 角度调制 频谱的非线性变换 载波信号： 调制信号： 调频波信号： 调相波信号： 波形： 瞬时相位： FM波的表示式： 调频灵敏度 最大角频偏 调频指数 2. 主要调频参数 ——调频灵敏度 ——最大角频偏 ——最大频偏 ——调频指数，调制深度 3. 调频波的波形 7.1.2 调频波的频谱 调频波的级数展开式为： 1．调频波的展开式 Jn(mf)是宗数为mf的n阶第一类贝塞尔函数: 第一类贝塞尔函数曲线： 单频的调频波是由许多频率分量构成，属非线性调制 2．调频波的频谱结构和特点 单频调制时FM波的振幅谱： Ω为常数：