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第7 章 角度调制与解调—频谱非线性变换电路 7.1 学习要点 7.1.1频谱非线性变换电路的特点： 非线性频率变换电路与第六章介绍的线性变换电路最大的区别在于频率变换前后频谱结 构的变化不同，线性频率变换实际上是频谱搬移的过程，变换前后，信号的频谱结构并未发 生变化，而非线性频率变换电路在频率变换前后信号的频谱结构发生了变化。角度调制与解 调均属于非线性频率变换。 角度调制是用调制信号去控制载波信号角度(频率或相位)变化的一种信号变换方式。如 果受控的是载波信号的频率，则称频率调制(Frequency Modulation)，简称调频，以FM 表示； 若受控的是载波信号的相位，则称为相位调制(Phase Modulation)，简称调相，以PM 表示。 无论是 FM 还是 PM ，载频信号的幅度都不受调制信号的影响。 调频波的解调称为鉴频或频率检波，调相波的解调称鉴相或相位检波。与调幅波的检波 一样，鉴频和鉴相也是从已调信号中还原出原调制信号。 和振幅调制相比，角度调制的主要优点是抗干扰性强，角度调制的主要缺点是占据频 带宽，频带利用不经济。 7.1.2 调角波的性质： 1、调频波和调相波的波形和数学表达式 设未调高频载波为一简谐振荡，其数学表达式为 v(t)=Vcosθ (t)=Vcos(ωt+θ) (7-1) 0 0 式中，θ 为载波初相角；ω 是载波的角频率，θ(t)为载波振荡的瞬时相位。 0 0 当没有调制时，v(t)就是载波振荡电压，其角频率ω和初相角θ 都是常数。 0 调频时，在式(7-1)中，高频正弦载波的角频率不再是常数ω ，而是随调制信号变化的量。 0 即调频波的瞬时角频率ω(t)为 ω(t)=ω+k v (t)=ω+Δω(t) (7-2) 0 f Ω 0 式中kf为比例常数，即单位调制信号电压引起的角频率变化，单位为rad/s⋅V 。此时调频波的 瞬时相角θ(t)为 t =θ (t)ω +(tθ)dt ∫0 0 (7-3) 图 7-1 画出了调频波瞬时频率、瞬时相位随调制信号(单音信号)变化的波形图以及调频 波的波形图。图 7-1(a)为调制信号v ，图(b)为调频波，当v 为波峰时，频率ω+Δω 为最大； Ω Ω o m 当v 为波谷时，频率ω–Δω 为最小。图(c)为瞬时频率的形式，是在载频的基础上 Ω o m 叠加了随调制信号变化的部分。图(d)为调频时引起的附加相位偏移的瞬时值，由图可知， 调频波的瞬时频率随调制信号成线性变化，而瞬时相位随调制信号的积分线性变化。 根据式(7-2)、式