角度调制与解调电路PPT课件

三、变容管的特性和变容管直接调频的要求
1. 变容管的特性
Cj
Cj(0 (1 v
) )n
VB
其中: v为外加电压
VB为PN结内建电位差 Cj(0)为v=0时的结电容 n为变容管的变容指数
v [VQ v ( t )]
表示： 或
2. 直接调频的要求
1) 中心频率稳定
2) 线性调制好 ( t ) v ( t )
FM与PM的不同点
a）FM： m k f Vm
Mf
m
1
b）PM： Mp kpVm
m Mp
紧密联系：(
t
)
d( t
dt
) 或(
t
)
t
0 (
t
)dt
2) 在频域中的变化规律
i）本质问题（以FM波为例） ——实现频谱的非线性搬移。
vFM Vm cos( ct M f sin t ) Vm Jn ( M f )cos( c n )t n Jn(Mf)中n为阶数，Mf为宗数
三、变容管直接调频电路举例
1. 电路
2. 分析
直流供电 振荡回路
3.特点： 电路本身是振荡器，属变容管部分接入
2RL
Mf
)
Vc2m (载波功率) 2RL
若Mf变化，总能量不变，仅是各个分量分配到的能量发生变化。
二、调频波的实现方法
直接调频 间接调频
正弦波直接调频
电抗管直接调频 变容二极管直接调频
非正弦波直接调频 ：转变成正弦波
矢量法
12
移相法
6
单级变容器间接调频 多级变容器间接调频
时延法 0.8
vPM Vcm cos( ct Mp cos t )
PM：
iii） 结论(FM与PM波形对比)
FM与PM的共同点
a）均是等幅波
b）表示式均用Mf，MP和ωC、Ω、△ωm 描述。 ωC：角频率平均值 Ω：瞬时角频率变化快慢的速度 △ωm：瞬时角频率偏离中心频率ωC的最大值
iii） 结论(FM与PM波形对比)
③Cj并C1
④Cj串C2并C1
w(t) ① ④
②
③
0
vW(t)
结论：1) 串并后调制的线性改善，但牺牲了调制灵敏度；
2) 实际n≠2，应取n＞2 ，通过电容串并后使n↓≈2 ，即可 实现近似理想的调频。
3. 求部分接入直接调频的w(t)
1) 分析：(t) C A1mC cos Ωt A22m2C cos2 (Ωt)
2) 在频域中的变化规律
ii）频带宽度 实际 BW 有效频带宽度
BWCR 2( M f 1 )F
Mmff＝=11
wc c
w
Mmff＝=22
wc c
w
Mmf＝f=11
wcc
w Mmff＝=2
wcc
w
Mf<<1时，窄带调频, BWCR 2F
Mf>>1时，宽带调频, BWCR 2M f F 2fm
ct
m
sin t
ct M f sin t ct
Mf
m
(调频波调制度 )
vFM Vcm cos( ct M f sin t )
FM：
ii) 单音调制时调角波表示式
( t ) ct k pVm cos t
Mp kpVm (调相波调制度 )
(t
)
d( t
dt
)
c
Mp
sin t
m Mp (最大角频偏 )
( t ) ct kpv ( t )
(
t
)
d( t
dt
)
c
kp
dv ( t dt
)
vPM Vcm cos[ct kpv ( t )]
ii) 单音调制时调角波表示式
( t ) c k f Vm cos t c m cos t
m k f Vm (最大角频偏)
( t )
t
(t
0
)dt
(t)
C
(1
A22m2 2
)
A1mC
cos
Ωt
A22m2 2
C
c中心频率稳定度提高P倍
非线性失真系数
kf2
V2m Vm
mA22 2 A1
提高频率稳定度和减小非线性失真均应使
A22m2c cos2( t ) 0
即取小的m，取小的A2，经过电容串并后，可使A2→0， 即可实现近似理想直接调频。
第六章 角度调制与解调电路
§6-1 概述
一、角度调制的基本特性
1. 调制的涵义
任意一高频信号 v( t ) Vm cosct
用 v ( t ) vm ( t ) Vm kav ( t ) 称为调幅 (AM) 用 v ( t ) ( t ) c k f v ( t ) 称为调频 (FM) 用 v ( t ) ( t ) ct kpv ( t ) 称为调相 (PM)
Mmff＝=5 Mmf＝f=100 Mmff＝=1155
wc c
w
wc c
Q w
W
wcc
Mmff＝=55 w
wcc
Mmf＝f=1100 w
mMf＝f=2105
wc c
w
wcc
w
(a)Ω为(a) 常数 (b)Δω(b) m为常数
3）能量关系
J
2 n
(
Mf
)
1
n
Pav
Vc2m
J
2 n
(
n
2. 实现理想直接调频的条件
1) 求w(t) (t ) 1
LC j
2) 结论：
1
n
( 1 m cos t )2
LC jQ
实现理想直接调频的条件：n=2
最大角频偏 m mc
致命的缺点：中心频率不稳定
二、变容管部分接入的直接调频
1. 振荡回路
2. 电容串并概念
①Cj不串也不并 ②Cj串C2
3) 调制灵敏度要求高
kf
m
Vm
( rad
/
SV
)
SF
fm
Vm
(
Hz
/
V
)
4) 频偏 m大
§6-2 变容管的直接调频
用调制信号控制高频信号瞬时频率，使其随调制信号作线性变化的过程。
一、变容管全部接入振荡回路(理想直接调频)
1. 理想振荡回路
振荡回路由L、Cj构成，C1为高频耦合电容，RFC为高频 扼流圈，C2为高频旁路电容。
若n=0，Vm J0 ( M f )cosct为载波分量
若n≠0，Vm Jn ( M f )cos( c n )t 为无穷多对边带分量
nJn(1mf)
1.0
0.8
J0
0.6 0.4
J1 J2
J3 J4 J5
J6 J7 J8 J9 J10
0.2 0
£-0.2
£-0.4 01
2 34
5
67
8
9 10 11 12 mf
其中调频及调相统称为调角
2. 角度调制的基本特性
1) 在时域中的变化规律
i) 一般表达式
FM： PM：
( t ) c k f v ( t ) v ( t )
t
t
( t ) 0 ( t )dt ct k f 0 v ( t )dt
t
vFM Vcm cos[ct k f 0 v ( t )dt ]