通信电子电路 教学课件 ppt 作者 解月珍 第5章.ppt

第 5 章 角度调制与解调 本章讨论的主要问题 什么是角度调制 调角波的性质 调频波与调相波的异同 实现调频的方法及电路 调频波的解调方法及电路 ●什么是角度调制? 角度调制：调制信号控制高频振荡的频率或相 位，使之随调制信号的变化规律而变化。 调频和调相，统称调角。 ●角度调制与解调是非线性频率变换 角度调制是将调制信号的频谱搬到载波频率附 近。在频率搬移过程中，对调制信号的频谱来说， 产生了新的频率分量，故称为非线性频率变换。 5.1调角信号分析 5.1.1调频和调相信号的数学表达式与波形 1.瞬时角频率和瞬时相位的概念 调频与调相波若用统一的表达式： 在未调制时， ， 分别是载波的角频率和初 相角，它们是常数。调制后， 和 是随调制 信号变化的。 ●运动学中距离S与速度V 的关系 ?匀速运动： ?变速运动： ， ●角度调制中，瞬时角频率与瞬时相位的关系 ……瞬时角频率 ……瞬时相位 可见，瞬时角频率与瞬时相位的关系类似于变速运 动中距离S与速度V的关系，都是微积分的关系。 设调制信号为单一余弦波，讨论调频与调相信 号的数学表达式和波形。 2.单一余弦信号调制下的调频信号 设调制信号为： ●调频波的数学表达式 根据定义，调频波是角频率随调制信号的变化 规律而变化的。即角频率的变化值与调制信号电压 的大小成正比。在单一余弦信号调制下，调频波的 瞬时角频率为： 其中Sf为调制灵敏度，表示单位电压的角频率偏移 值。 为最大频偏。 ● 调频波的波形 在单一余弦信号调制时调频波的波形如图(C) 所示。 2.单一余弦调制下的调相信号 ●调相波的数学表达式： 根据定义，调相波是瞬时相角随调制信号的变 化规律而变化，则瞬时相角： 其中， 是调相系数， 为调相灵敏度， 表示单位调制电压的相位变化。 ∴ 调相波的数学表达式为 瞬时角频率为 其中 是最大频偏。 ●调相波的波形 单一余弦调制下的调相波的波形如图5-2(C)所 示，它与调频波相位相差 900 。 5.1.2．调频波和调相波的基本性质 1.调频波和调相波的共同之处 (1) 调制系数与 最大频偏的关系有相同的形式。 (2) 调制系数m一般都大于1（不同于调幅系数 ）,正因为此，调频或调相波抗干扰能力优于 调幅波。但须满足 ，否则也会失真。 (1).最大频偏Δω和调制系数 m 随调制信号的 振幅 UΩ的变化规律不同。 ? 调频： ， ? 调相： ， 当调制信号振幅 不变，而角频率 变化 时， 、 和 、 随 变化规律不同。 5.1.3调频波和调相波的频谱、频带宽度 1.频谱 设调角信号表达式 其中 是Ω的周期函数，它的傅立叶级数 展开式为 则 其中 是宗数为m的n阶第一类贝塞尔函数。且满足 n 为偶数 n 为奇数 将前式展开 即在单一余弦波调制情况下，调频波的频谱含有载波分量 和无限多对上下边频分量 ,说明它的频谱无限宽。 表5-1 不同 mf 时的 Jn(mf) 值 2.频带宽度 ∵ 载波和边频分量的振幅为: 。 当m 一定，随着n 值的增大 ， 振荡性地减小。当 时，边频功率载波功率的1% ，略去 的边