第8章角度调制与解调5PPT课件

频率调制波的相位角
(t)
t 0
(t)dt
Ct
m
sin
t
0
Ct m f sin t 0
mf
m
叫做调频指数。
时域调频信号的表示可以写成： uFM(t)=Um0 cos(ωCt+mf sinΩt+φ0)
它的振幅是恒定的。调频信号的基本参量是振幅Um0、载 波中心频率ωC、最大频偏Δωm和调频指数mf。
性质2：当调频指数mf很小时
J0(mf ) 1
J1 (m f
)
mf 2
Jn (mf ) 0 (n 1)
性质3：对任意mf值，各阶贝塞尔函数的平方和恒等
于1，即
J
2 n
(m
f
)
1
n
JnJ0(mf)
0.7
0.6 0.5 0.4 0.3
J2(mf) J4(mf) J6(mf) J8(mf)
0.3
0.2
0.1
0 － 0.1
－ 0.2
－ 0.3
－ 0.40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 mf
图8.7 前8阶贝塞尔函数曲线
调相信号的相位 ： φ(t)=ωCt+mpcosΩt+ φ 0
调相信号的振幅恒定，时域表示式可以写成
uPM(t)=Um0cos(ωCt+mpcosΩt+ φ 0)
它的瞬 时角频 率：
(t)
d (t )
dt
C
mp sin t
C
m
sin
t
m mp
u 0
uC 0
C
0 uPM
0
图8.3 调相信号波形 比较调频
－U·－ －
1 2
mfU·m 0
uAM信号
C 0
uFM信号
C 0
(a)
(b)
相位变化的同时，振幅也在改变。其相位变化的正切：
tan t mf sin t t
2. 宽带调频信号的频谱
单一频率调制的调频信号表示式写为：
uFM (t) Umo cos(ct m f sin t) Re[Umoe jete jmf ] sint
对确定的调相电路和调制
信号幅值。mp=kpUΩm t mp Ω = Δωm 最大频偏Δωm、
调相指数mp与调制信号的 t 角频率Ω的关系：
m , mp
m
t
mp
t
0
图8.4 调相信号Δωm、mp与Ω的关系
当调制信号为非正弦波时，可以用一个通用的形
式表示：
uΩ(t)=UΩ mf(t)
UΩm为调制信号的幅度，f(t)是它的归一化的通用 表示式，|f(t)|≤1。因此，调制信号为任意函数的调频信
e jmf sin t
J n (m f )e jnt
n
Jn(mf)是宗数为mf的n阶第一类贝塞尔函数,它可以用无穷 级数进行计算：
(1)m ( m f )n2m
Jn (m f )
m0
2 m!(n m)!
贝塞尔函数具有如下的性质：
性质1： n为奇数时, n为偶数时,
J n (m f ) (1)n J n (m f ) Jn(mf ) Jn(mf ) Jn(mf ) Jn(mf )
0.2
0.1
0
－ 0.1
－ 0.2
－ 0.3
－ 0.4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
mf
图8.7 前8阶贝塞尔函数曲线
Jn(mf)
1
0.9
0.8
0.7 0.6
J1(mf)
0.5 0.4
J3(mf) J5(mf) J7(mf)
号可以写成
t
uFM Um0 cos(Ct m f (t)dt)
m k fUm
相应的调相信号 uPM (t) Um0 cos(Ct k pUm f (t) Um0(cos(Ct mp f (t))
8.1.2 调角信号的频谱
根据调制指数m(mf与mp的通用表示符号)的大小，调 角信号可分成两类。
u 0
uC 0
(t) C 0 uFM
0
图8.1 调频信号波形
对确定的调频电路和调制
t 信号幅值。 mf Ω = Δωm =kfUΩm最大频偏Δωm、调 频指数mf与调制信号的角
t 频率Ω的关系：
m t t
mf m
mf
m
0
2. 调相信号
调相信号是用调制信号控制载波的相位变化。载波的相
位变化量：Δφ (t)=kpuΩ(t)=kpUΩmcosΩt=mpcosΩt 式中： kp是调相比例常数，单位是rad/V ； mp=kpUΩm，叫做调相指数，单位为rad。
调频就是用调制信号去控制载波的频率变化。使调频信
号的瞬时角频率：ω(t)=ωC+Δω(t)=ωC+kf uΩ(t) 。调频波的频
率变化量： Δω(t)=kf uΩ(t)=kfUΩmcosΩt=ΔωmcosΩt
Δωm叫最大频偏， Δωm=kfUΩm 。式中：kf为调频比例常数，
单位为rad/(s·V)，调频比例常数kf是由调频电路决定的一个 常数。
8.5 8.6 由调频非正弦波信号
产生调频正弦波信号电路 8.7 间接调频电路 8.8 调角信号的解调方法
8.9 8.10 相位鉴频器 8.11 脉冲计数式监频器
8.1 角度调制信号分析
8.1.1 调频信号与调相信号
1.调频信号
假设调制信号为单一频率的余弦信号: uΩ(t)=UΩmcosΩt
载波
uC(t)=UCmcos(ωCt+φ)
第8章 角度调制与解调
调制就是把调制信号寄载在载波过程；解调就
是调制的逆过程。 角度调制就是把调制信号寄载在载波过程。
角度调制分为两种方式：调频与调相 用调制信号控制载波的频率变化---调频FM； 用调制信号控制载波的相位变化---调相PM。
失真与频谱与功率利用率
8.1 角度调制信号分析 8.2 调相信号产生方法 8.3 调频信号产生方法 8.4 变容二极管调频电路
m / 6 ---窄带调角信号;
m / 6 ---宽带调角信号。
1.单频调制的窄带调频信号的频谱
Um0
uFM (t) Um0 cos(Ct mf sin t)
Um0 cosCt Um0mf sin t sin Ct
Um0
cos C t
1 2
U
m0
m
f
cos(C
)t
1 2 Um0m f
cos(C
)t
fC－F fC
－
1 2
mfUm0
1 2
mfUm0
fC＋F
f
单频调制的窄带调频信号的带宽B=2Ω，与AM调
幅波信号的带宽相同。
1 2
maU· m0=U·＋
U·
1 2
maU· m0=U·－
·
UF
1 2
mfU· m0=U·＋ ＋
1 2
mfU·m0=U· －
U·m 0=U·C
＋
－
－
U· m 0=U·C