笫6章 調(diào)制與解調(diào)4課件

笫6章調(diào)制與解調(diào)

一、調(diào)制的基本概念二、幅度調(diào)制1、標準幅度調(diào)制與解調(diào)2、抑制載波調(diào)幅、單邊帶調(diào)幅和殘留邊帶調(diào)幅3、正交幅度調(diào)制與解調(diào)4、數(shù)字信號調(diào)幅三、角度調(diào)制角調(diào)調(diào)制的基本概念頻率調(diào)制信號的性質(zhì)實現(xiàn)頻率調(diào)制的方法與電路調(diào)頻波的解調(diào)方法與電路四、數(shù)字信號的相位調(diào)制2023/2/61n變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路（1）變?nèi)荻O管的特性

變?nèi)莨苁抢冒雽?dǎo)體PN結(jié)的勢壘電容隨反向電壓變化制成的一種二極管。

變?nèi)莨躊N結(jié)必須反向偏置。0VC

V為變?nèi)莨軆啥思拥碾妷?，V=0時變?nèi)莨艿牡刃щ娙轂椤?/p>

變?nèi)葜笖?shù)為，它是一個取決于PN結(jié)的結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)分布情況的系數(shù)。緩變結(jié)變?nèi)莨埽?1/3；突變結(jié)變?nèi)莨埽?1/2；超突變結(jié)變?nèi)莨埽?2。

接觸電位差為，硅管約為0.7V，鍺管約為0.2V。2023/2/62n（2）變?nèi)荻O管的調(diào)制特性分析

加到變?nèi)莨軆啥说碾妷?，它由三部分組成：即偏置電壓，調(diào)制電壓和回路振蕩電壓。

通常，回路振蕩電壓幅度較小，可以認為變?nèi)莨芩尸F(xiàn)的電容主要由偏置電壓和調(diào)制電壓決定。

假定調(diào)制信號為單頻余弦信號，，則加于變?nèi)莨軆啥说碾妷簐為：附圖一返回2023/2/63n（2）變?nèi)荻O管的調(diào)制特性分析（續(xù)2）得：式中：表示變?nèi)莨茉谥挥衅秒妷鹤饔脮r所呈現(xiàn)的電容。該電容參與決定調(diào)頻波的中心頻率。稱為電容調(diào)制度，因，故。2023/2/65n（2）變?nèi)荻O管的調(diào)制特性分析（續(xù)3）可展開為：可得調(diào)制特性為：利用展開式：

可得振蕩頻率的表示式為：返回最大頻偏2023/2/66n（2）變?nèi)荻O管的調(diào)制特性分析（續(xù)4）有與調(diào)制信號成正比的成分。有常數(shù)成分，產(chǎn)生了中心頻率的偏移。有與調(diào)制信號頻率各次諧波成比例的成分，從而使頻率調(diào)制過程產(chǎn)生了非線性失真。為了減小非線性失真，在變?nèi)莨苷{(diào)頻電路中，總是設(shè)法使變?nèi)莨芄ぷ髟诘膮^(qū)域。實際調(diào)頻電路中變?nèi)莨苌线€作用著高頻振蕩電壓，會影響調(diào)頻線性、振蕩幅度（產(chǎn)生寄生調(diào)幅）、中心頻率穩(wěn)定度等。實際調(diào)頻電路中使變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈啡缟蠄D，這樣頻偏會減小。上圖上式表明：2023/2/67n（3）變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路分析（續(xù)1）例190MHz調(diào)頻電路2023/2/69n90MHz調(diào)頻電路的高頻等效電路（3）變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路分析（續(xù)2）(b)2023/2/610n（3）變?nèi)荻O管的調(diào)頻電路分析（續(xù)3）返回例22023/2/611n例3：求調(diào)頻波的中心頻率；最大頻偏；和。（0.2vrms）0.260.340.490.310.130.042023/2/613n例3（續(xù)1）

調(diào)頻波的中心頻率：

最大頻偏：

求：

求：*頻譜圖上有數(shù)值時答案是唯一的。變?nèi)莨苌纤与妷河腥糠郑浩秒妷?、調(diào)制信號、高頻振蕩2023/2/614n其他直接調(diào)頻電路（1）變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路的優(yōu)缺點電路簡單，變?nèi)莨鼙旧眢w積小。工作頻率高。易于獲得較大的頻偏。產(chǎn)生了中心頻率的偏移。由于偏置電壓漂移，溫度變化等會改變變?nèi)莨艹尸F(xiàn)的電容，從而影響中心頻率的穩(wěn)定度等。在頻偏較大時，非線性失真較大。為了減小非線性失真，在變?nèi)莨苷{(diào)頻電路中，總是設(shè)法使變?nèi)莨芄ぷ髟诘膮^(qū)域。（變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈罚┯脙蓚€變?nèi)荻O管背靠背聯(lián)接電路或變?nèi)莨懿糠纸尤胝袷幓芈愤@可以減弱變?nèi)莨軐芈稱值的影響。用晶體振蕩器直接調(diào)頻電路。2023/2/615n（2）晶體振蕩器直接調(diào)頻電路（續(xù)1）0晶體與變?nèi)荻O管串聯(lián)，中心頻率的穩(wěn)定度提高，頻偏很小（相對頻偏量級）。0（3）加大頻偏的措施：串電感，并電感。調(diào)頻時，瞬時頻率可在與之間變，所以頻偏加大。隨變2023/2/617n（2）晶體振蕩器直接調(diào)頻電路（續(xù)2）0并電感當工作頻率很高時，，支路呈電感，再并電感，調(diào)頻時，瞬時頻率可在之間變，頻偏可加大。2023/2/618n*間接調(diào)頻

先將調(diào)制信號進行積分處理，再進行調(diào)相而得到調(diào)頻波，其方框如下圖所示。上圖優(yōu)點：載波中心頻率穩(wěn)定度較好。調(diào)相器：

載波通過失諧回路法。矢量合成法。脈沖調(diào)相法。2023/2/619n（2）矢量合成法（阿姆斯特朗法）調(diào)相電路2023/2/621n

擴展頻偏的方法采用倍頻器擴展頻偏，采用混頻器搬移載頻。

例：在一窄帶調(diào)頻中，晶體振蕩器載波頻率為100kHz，調(diào)制信號頻率為100Hz。為了保證線性調(diào)頻，矢量合成調(diào)相器的調(diào)制指數(shù)mP取0.2441rad。如果發(fā)射機要求產(chǎn)生載波頻率為100MHz，頻偏為75kHz的調(diào)頻波，如何實現(xiàn)？倍頻：n＝192（4，4，4，3）－－載頻：19.2MHz,頻偏4.687KHz混頻：本振信號頻率25.45MHz－－載頻：6.25MHz,頻偏4.687KHz倍頻：n＝16（4，4）－－載頻：100MHz,頻偏:75KHz2023/2/622n間接調(diào)頻發(fā)射機倍頻加變頻Armstrong間接調(diào)頻192倍頻晶體振蕩器帶通濾波器16倍頻帶通濾波器功率放大器2023/2/623n脈沖形成脈沖展寬低通濾波（a）脈沖計數(shù)式鑒頻器示意圖2023/2/625n解調(diào)方法（續(xù)1）3、將調(diào)頻波變換為調(diào)相─調(diào)頻波，使相位的變化與瞬時頻率的變化成正比，然后用相位檢波器解調(diào)，即可得到所需信號。例如：正交鑒頻器。這種方法的方框圖如下所示。

為了實現(xiàn)調(diào)頻波到調(diào)相──調(diào)頻波的變換，通常是用將調(diào)頻波延時時間的方法。

在滿足一定條件時，可以得到相位變化與瞬時頻率變化成正比的調(diào)相─調(diào)頻波。

對于由單頻余弦信號對載波調(diào)頻所得到的調(diào)頻信號將其延時后可表示為：2023/2/626n解調(diào)方法（續(xù)2）

如果的值較小，使得，則上式可簡化為：可以看出，這是一個調(diào)相-調(diào)頻波。其中為原調(diào)頻信號的相角；而則為一附加相位，該附加相位與調(diào)制信號成正比。因此，這個附加相位部分包含了調(diào)制信號的信息。該式表明，調(diào)頻波延時后，得到一個調(diào)相-調(diào)頻波。這里需要注意，這個結(jié)果是在假定較小的情況下得到的，通常要求延時。2023/2/627n

對時間域微分；（相位鑒頻器）

對頻率域微分：（雙失諧回路鑒頻器）調(diào)頻波對時間取導(dǎo)后仍為一調(diào)頻波，其瞬時頻率變化規(guī)律與原調(diào)頻信號相