第六章-角度調(diào)制與解調(diào)

1、l頻率調(diào)制頻率調(diào)制又稱又稱調(diào)頻調(diào)頻（FMFM），是使高頻振蕩信號的），是使高頻振蕩信號的頻率按調(diào)制信號的規(guī)律變化，而振幅保持恒定的頻率按調(diào)制信號的規(guī)律變化，而振幅保持恒定的一種調(diào)制方式。調(diào)頻信號的解調(diào)稱為鑒頻或頻率一種調(diào)制方式。調(diào)頻信號的解調(diào)稱為鑒頻或頻率檢波。檢波。 l相位調(diào)制相位調(diào)制又稱又稱調(diào)相調(diào)相（PMPM），是相位按調(diào)制信號的），是相位按調(diào)制信號的規(guī)律變化，振幅保持不變。調(diào)相信號的解調(diào)稱為規(guī)律變化，振幅保持不變。調(diào)相信號的解調(diào)稱為鑒相或相位檢波。鑒相或相位檢波。 l調(diào)頻和調(diào)相統(tǒng)稱為角度調(diào)制，屬于頻譜的非線性調(diào)頻和調(diào)相統(tǒng)稱為角度調(diào)制，屬于頻譜的非線性變換，其抗干擾和噪聲的能力較強。變換，

2、其抗干擾和噪聲的能力較強。 載波電壓載波電壓 調(diào)制信號調(diào)制信號調(diào)頻信號的瞬時角頻率調(diào)頻信號的瞬時角頻率調(diào)頻信號的表達式與波形調(diào)頻信號的表達式與波形 調(diào)頻信號的瞬時相位調(diào)頻信號的瞬時相位 tUtucos)(tUuccccosttukttmcfcccos)()()(00)()(tdt設(shè)設(shè) 00，則則 u)(tIFM)(tc)(ttttt0000)(sinsin)()(0ttmtttdtcfcmct第一節(jié)第一節(jié) 角度調(diào)制信號分析角度調(diào)制信號分析： 是比例常數(shù)，表示是比例常數(shù)，表示調(diào)頻信號的基本參數(shù)調(diào)頻信號的基本參數(shù)c：載波角頻率，它是沒有受調(diào)時的載波頻率。：載波角頻率，它是沒有受調(diào)時的載波頻率。 ：

3、調(diào)制信號角頻率，它反映了受調(diào)制的信號的瞬時：調(diào)制信號角頻率，它反映了受調(diào)制的信號的瞬時 頻率變化的快慢。頻率變化的快慢。 m：相對于載頻的最大角頻偏：相對于載頻的最大角頻偏( (峰值角頻偏峰值角頻偏) ) 2mmf：最大頻偏：最大頻偏 UkfmfkU對最大角頻偏的控制對最大角頻偏的控制能力，能力，單位調(diào)制電壓產(chǎn)生的頻率偏移量，稱為調(diào)頻靈敏度。單位調(diào)制電壓產(chǎn)生的頻率偏移量，稱為調(diào)頻靈敏度。Ffmmmf：調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù)調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù) 。fm與與U成正比成正比, ,與與 成反比。成反比。Re)sincos()(sintjmtjcfccFMfceeUtmtUtufmm為為調(diào)頻指數(shù)調(diào)頻指數(shù)，可得，可

4、得FMFM波的表示式為：波的表示式為： 因為因為 是周期為是周期為2/2/的周期性時間函數(shù)，可以的周期性時間函數(shù)，可以將它展開為傅氏級數(shù)，其基波角頻率為將它展開為傅氏級數(shù)，其基波角頻率為，即，即sinfjmtesin()fjmtjn tnfneJmeJ Jn n( (m mf f) )是宗數(shù)為是宗數(shù)為m mf f的的n n階第一類貝塞爾函數(shù)階第一類貝塞爾函數(shù), ,它可以用無它可以用無窮級數(shù)進行計算窮級數(shù)進行計算: :20( 1) ()2()!()!fnnmnfmmJmm nm調(diào)頻波的頻譜調(diào)頻波的頻譜1.1.調(diào)頻波的展開式調(diào)頻波的展開式它隨它隨m mf f變化的曲線如圖所示，并具有以下特性變化的

5、曲線如圖所示，并具有以下特性: : J Jn n(m(mf f)=J)=J-n-n(m(mf f), n), n為偶數(shù)為偶數(shù) J Jn n(m(mf f)=-J)=-J-n-n(m(mf f), n), n為奇數(shù)為奇數(shù) 0123456789101112 0.4 0.200.20.40.60.81.0Jn(mf)J0J1J2J3J4J5J6J7J8J9J10mf()( )Re()()cos()cjtntFMCnfnCnfcnutUJmeUJmnt 對稱地分布在載頻兩邊，其幅度決定于調(diào)制指數(shù)對稱地分布在載頻兩邊，其幅度決定于調(diào)制指數(shù) 。tnmJUemJUtucfnncntntjfncFMc)cos

6、()()(Re)()(將上式進一步展開，有將上式進一步展開，有 )3cos()()3cos()()2cos()()2cos()()cos()()cos()(cos)()(3322110 tmJtmJtmJtmJtmJtmJtmJUtucfcfcfcfcfcfcfcFM調(diào)頻波是由載波調(diào)頻波是由載波c與無數(shù)邊頻與無數(shù)邊頻 nc組成，這些邊頻組成，這些邊頻fm調(diào)頻波的調(diào)頻波的特點特點：cmf 1cmf 1mf 2ccmf 2cmf 5cmf 10Qcmf 15mf 5cmf 10mf 20cc(a )(b ) 0載波0載波合成矢量0合成矢量(a) AM情況(b) NBFM情況mfsin tmfn/m

7、f0123448121620 通常采用的準則是，信號的頻帶寬度應(yīng)包括幅度大于通常采用的準則是，信號的頻帶寬度應(yīng)包括幅度大于未調(diào)載波未調(diào)載波1%1%以上的邊頻分量，即以上的邊頻分量，即 | |J Jn n( (m mf f)| 0.01)| 0.01 當當m mf f很大時，很大時，n n/ /m mf f趨近于趨近于1 1。因此當。因此當m mf1f1時，應(yīng)將時，應(yīng)將n n= =m mf f的邊頻包括在頻帶內(nèi)，此時帶寬為的邊頻包括在頻帶內(nèi)，此時帶寬為 B Bs s=2=2nFnF=2=2m mf fF F=2=2f fm m 當當m mf f很小時，如很小時，如m mf f0.5 f f0 0

8、= =f fc c時，時，U UD1D1 U UD2D2，隨著，隨著f f的增加，兩者差值將加大；的增加，兩者差值將加大；f f f f0 0= =f fc c時，時，U UD1D1 f fc c時，時，U UD1D1 U UD2D2, , i i1 1 i i2 2, ,輸出電壓為負；輸出電壓為負；當當f f f fc c時，時，U UD1D1 U UD2D2, , i i1 1 i i2 2，輸出電壓為正。，輸出電壓為正。 自動頻率控制系統(tǒng)中要特別注意。當然，通過改自動頻率控制系統(tǒng)中要特別注意。當然，通過改變兩個二極管連接的方向或耦合線圈的繞向變兩個二極管連接的方向或耦合線圈的繞向( (同名端同名端) )，可以使鑒頻特性反向。另一方面，輸出電壓也可由下可以使鑒頻特性反向。另一方面，輸出電壓也可由下式導(dǎo)出：式導(dǎo)出：12121221121211111()22221ccccccoccoococccuuuuuuuuuEEuEuuu(1)(1)回路的無載回路的無載Q Q0 0值要足夠高，以便當檢波器輸入電阻值要足夠高，以便當檢波器輸入電阻R Ri i隨輸入電壓幅度變化時，能引起回路隨輸入電壓幅度變化時，能引起回路Q Qe e明顯的變化。明顯的變化。 (2)(2)要保證時要保證時常數(shù)常數(shù)( (R R1 1+