角度调制与解调

高频电子技术

第十章 角度调制与解调

§10.1 概述

1．调频相关概念

利用高频振荡的频率或相位的变化来携带信息——调频或调相。

调频波中，调制信号的振幅由载波频率的变化表示；频率则由载波频率的变化率表示。

无论是调频还是调相，都是通过使载波的相角发生变化来携带信息，因此统称为角度调制（调角）。

角度调制的抗干扰能力很强。调频主要应用于模拟系统中，如调频广播、广播电视等；调相主要应用于数字系统中，如数字通信系统中的移相键控。

本章主要以讨论调频为主。

调频波主要指标：

频谱宽度、寄生调幅、抗干扰能力

2．鉴频器相关概念

在接收调频信号时，必须采用频率检波器（鉴频器），鉴频方法：

(1)波形变换，将等幅调频波变换成幅度随瞬时频率变化的调幅波（调频-调幅波），然后用振幅检波器将振幅的变化检测出来。

(2)对调频波过零点的数目进行计数——脉冲计数式鉴频器

(3)利用移相器与门电路配合，通过输出矩形脉冲的宽度和频率来表示调频信号，最后将矩形脉冲的电压平均值输出——符合门鉴频器。

鉴频器主要指标：

(1)鉴频跨导：鉴频器的输出电压与输入调频波的瞬时频率偏移的比值。

图10.1.2（P403）图中中间部分的斜率为跨导，它表示每单位频偏产生的输出电压大小，鉴频跨导显然越大越好；

(2)鉴频灵敏度：使鉴频器正常工作所需的输入调幅波的幅度；

(3)鉴频器频带：图10.1.2（P403）中的宽度mf2为频带宽度（跨导的线性区），一般要求频带宽度大于输入调频波频偏的2倍；

(4)对寄生调幅的抑制能力；

(5)减小能产生调频波失真的各种影响，提高对电源和温度变化的稳定性；

§10.2 调角波的性质

10.2.1 瞬时频率与瞬时相位

图10.2.2(P404)

设矢量长度为VM（电压最大振幅），绕原点反时钟方向旋转，角速度为ω(t)，t = 0时初始夹角θ0，时间为t时，夹角为θ(t)，矢量在实轴的投影（正弦波的瞬时电压）为

15 第七章 思考题与习题

7.1 什么是角度调制？

解：用调制信号控制高频载波的频率（相位），使其随调制信号的变化规律线性变化的过程即为角度调制。

7.2 调频波和调相波有哪些共同点和不同点，它们有何联系？

解：调频波和调相波的共同点调频波瞬时频率和调相波瞬时相位都随调制信号线性变化，体现在mfMF；

调频波和调相波的不同点在：调频波mfmfkV与调制信号频率F无关，但fmfkVM与调制信号频率F成反比；调相波ppmMkV与调制信号频率F无关，但mfmfkV与调制信号频率F成正比；

它们的联系在于()()dttdt，从而具有mfMF关系成立。

7.3 调角波和调幅波的主要区别是什么？

解：调角波是载波信号的频率（相位）随调制信号的变化规律线性变化，振幅不变，为等福波；

调幅波是载波信号的振幅随调制信号的变化规律线性变化，频率不变，即高频信号的变化规律恒定。

7.4 调频波的频谱宽度在理论上是无限宽，在传送和放大调频波时，工程上如何确定设备的频谱宽度？

解：工程上确定设备的频谱宽度是依据2mBWf确定

7.5为什么调幅波调制度 Ma不能大于1，而调角波调制度可以大于1？

解：调幅波调制度 Ma不能大于，大于1将产生过调制失真，包络不再反映调制信号的变化规律；调角波调制度可以大于1，因为ffcmmVMkV。

7.6 有一余弦电压信号00()cos[]mtVt。其中0和0均为常数，求其瞬时角频率和瞬时相位

解： 瞬时相位 00()tt

瞬时角频率0()()/tdtdt

7.7 有一已调波电压1()cos()mctVAtt，试求它的()t、()t的表达式。如果它是调频波或调相波，它们相应的调制电压各为什么？

解：t＝21At，12dttAtdt

角度调制电路

某某某

（某某大学某某班，湖北 某某号）

摘要：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, 可以分为频率调制( FM ) 和相位调制( PM )。通过对FM和PM调制与解调的工作原理的分析，建立FM和PM调制与解调的数学模型。利用matlab进行性能仿真和分析，给出了FM和PM调制与解调的仿真代码，提高设计效率的同时保证了电路设计的质量。 关键词：FM和PM调制 matlab 仿真

Abstract：The angle modulation is a modulation signal to control the angle of the carrier signal (frequency or phase) of a change in the signal conversion, it can be divided into a frequency modulation (FM) and phase modulation (PM).Through the analysis on the basic circuit and the working principle that FM and PM modulation and demodulation, we establish mathematical model of FM and PM modulation and demodulation.By using the matlab’s performance simulation and analysis, we give the FM and PM modulation and demodulation though using the transistor’s equivalent circuit on high- frequency parameters. We can develop the circuit design’s efficiency and its’quality. Key words:FM and PM modulation matlab simulate

2.5 频带传输

2.5.1基本的调制解调方法

由于正弦交流信号的载波可以用Asin(2πf(t)+ φ)表示，即参数振幅A、频率ƒ和相位φ的变化均会影响信号波形，故振幅A、频率ƒ和相位φ 都可作为控制载波特性的参数，并由此产生出三种基本的调制形式， 分别为幅度调制、频率调制和相位调制。

Wireless and Mobile Networks Technology Zhenzhou Tang @ Wenzhou University 36 2.5 频带传输

2.5.1基本的调制解调方法 - ASK

幅度调制：频率和相位为常量，幅度随发送的数字数据而变化。

S ASK (t) As(t) cos(ct  0 )

cosωct

ASK的调制原理

s(t)

Wireless and Mobile Networks Technology Zhenzhou Tang @ Wenzhou University s(t) 乘法器 e (t) o 开关电路

载波

Acosωct eo(t)

37 2.5 频带传输

2.5.1基本的调制解调方法 - ASK

输入

带通滤波器 全波或半波整流 低通滤波器 抽样判决器 输出

波器

输入 带通滤波器 (a) 非相干解调

乘法器 低通滤 定时脉冲

抽样判 输出决器

Si (t) As(t) cosct  n0

Si (t)  cosct cosωct

(b) 相干解调

 As(t) cosct  n0  cosct 定时脉冲

 1 As(t)  1 As(t) cos(2t)  n cos t

2 2 c 0 c

低频信号 高频信号

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