第10章角度调制与解调.ppt

图 10.6.6 用载波振荡与双边带调幅波叠加以实现调相 3）脉冲调相 图 10.6.7 实现脉冲调相的方框图 图 10.6.8 脉冲调相各部分的波形图 间接调频的原理：只要将调制信号积分后，再加至一个调相电路上对载波振荡进行调相，最后即可得到所需要的调频波。 10.6.1所讨论知，除脉冲调相外，其余的调相方法都只能得到很小的调制指数。如m≤0.5才能保证一定的调制线性。如最低调制频率为100HZ，则相应的最大频移为Δf=mFmin=0.5*100HZ=50HZ，这远远不能满足需要，如调频广播所要求的最大频移为75kHZ。为使频偏达到所需的数值，常需用倍频的方法。如倍频前的载波频率低如为1MHZ，所需中心频率较高，如为1500MHZ，如用倍频许1500次，只是需用混频的方法。 在实际应用中也常区分为： 从上面的讨论知道，调频波和调相波的频谱结构以及频带宽度与调制指数有密切的关系。总的规律是：调制指数越大，应当考虑的边频分量的数目就越多，无论对于调频还是调相均是如此。这是它们共同的性质。 但是，由于调频与调相制与调制频率F的关系不同，仅当F变化时，它们的频谱结构和频带宽度的关系就互不相同。 调频 调相 对于调频制，仅当F变化时，在常用的宽带调频制中，频率分量随mf变化而变化，但同时带宽基本恒定。因此又把调频叫做恒定带宽调制。 对于调相制，仅当F变化时，频率分量不变，但带宽变化。特别是F增加时，带宽增加。对于Fmin～ Fmax而言， Fmax决定总的带宽，低端频率分量的频谱利用率不高 。因此，模拟通信系统中调频制要比调相制应用得广泛。 下面分析一下含多个频率成分信号调制的调频信号的频谱， 以双频信号为例 此时增加了许多组合频率，使频谱组成大为复杂。因此，调频与调相制属于非线性调制。 10.3.1 直接调频原理 10.3.2 间接调频原理 产生调频信号的电路叫做调频器。对它有四个主要要求：（1）已调波的瞬时频率与调制信号成比例地变化。这是基本要求。（2）未调制时的载波频率，即已调波的中心频率具有一定的稳定度（视应用场合不同而有不同的要求）。（3）最大频移与调制频率无关。（4）无寄生调幅或寄生调幅尽可能小。 产生调频信号的方法很多，归纳起来主要有两类：第一类是用调制信号直接控制载波的瞬时频率——直接调频。第二类是由调相变调频——间接调频。 直接调频的基本原理是用调制信号直接线性地改变载波振荡的瞬时频率。因此，凡是能直接影响载波振荡瞬时频率的元件或参数，只要能够用调制信号去控制它们，并从而使载波振荡瞬时频率按调制信号变化规律线性地改变，都可以完成直接调频的任务。 如果载波由LC自激振荡器产生，则振荡频率主要由谐振回路的电感元件和电容元件所决定。因此，只要能用调制信号去控制回路的电感或电容，就能达到控制振荡频率的目的。 瞬时频率 瞬时相位 图 10.3.1 借助于调相器得到调频波 10.4.1 基本原理 10.4.2 电路分析 主要优点：能够获得较大的频移（相对于间接调频而言），线路简单，并且几乎不需要调制功率。 主要缺点：中心频率稳定度低。 应用范围：在移动通信以及自动频率微调系统中。 图 10.4.2 变容二极管调频电路 图 10.4.3 振荡回路的 等效电路 图10.4.2是变容二极管调频电路，虚线左边是典型的正弦波振荡器，右边是变容管电路。 变容二极管是利用半导体PN结的结电容随反向电压变化这一特性而制成的一种半导体二极管。结电容Cj与反向电压vR存在如下关系： 反向电压 式中Cj0： 时的电容值（零偏置电容） 反向偏置电压，VD：PN结势垒电位差。 γ：结电容变化指数，通常γ=1/2～1/3，经特殊工艺制成的超突变结电容γ=1～5 （ 直流偏压） C j Q C j vR V0 其中： 为静态工作点的结电容。 （调制深度） 图 10.4.1 用调制信号控制变容二极管结电容 理想线性调制条件 小频偏条件下，近似线性。 Cc是变容管与LlC1回路之间的耦合电容，同时起到隔直流的作用；Cφ为对直流电压的旁路电容； L2是高频扼流圈，但让调制信号通过。它的作用都是将振荡回路和变容管的控制电路隔离防止它们之间的相互影响。 因此，等效的振荡回路可画成右图，主体是LC互感耦合正弦振荡电路。 图 10.4.2 变容二极管调频电路 图 10.4.3 振荡回路的 等效电路 图 10.4.4 90MHz直接调频电路及其高频通