w第6章-1角度调制电路

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1、高频电路高频电路第6章 角度调制与解调电路高频电路高频电路6.1 概概 述述6.1.1 角度调制的定义与分类角度调制的定义与分类角度调制的定义：高频振荡的振幅Um保持不变，而总瞬时相角(t)却以一定的关系随调制信号u(t)变化。)(cos)cos()(0tUtUtumm高频振荡的表达式：振幅总瞬时相位初始相位分类:两类瞬时角频率随u(t)作线性变化，称频率调制（FM）初始相位0随u(t)作线性变化，称相位调制（PM）两种都表现为高频振荡的总瞬时相角(t)受到调制，统称角度调制高频电路高频电路6.1 概述概述6.1.2 角度调制的优角度调制的优缺缺点与用途点与用途优优、缺、缺点点：1、抗干扰能力

2、强（比调幅波）；2、较高的载波功率利用系数；3、占用的频带宽。用途用途：1、调频主要应用于调频广播、广播电视、通信等；2、调相主要应用于数字通信系统中的移相键控。高频电路高频电路1、调角波的数学表达式、瞬时频率和瞬时相位、调角波的数学表达式、瞬时频率和瞬时相位0( )( )(cos)( )cosccmcccmcu tu tUtu tUt低频调制信号：高频载波：( )cos( )mu tUt表达一般:式调角波固定值,06.1.3 调角波的基本性质调角波的基本性质0,( )( )( )( )( )( )coslim( )( )pcmcpcmcmctpk utUUUtttk utdutu ttdtt

3、tdtkdt （1）调相波的定义，与调制信号成线性关系因此调相波的一般表示式为瞬时角频率初始相位高频电路高频电路( )cos ( )mu tUt调角波00000( )( )c( )( )( )(os( )lim( )( )( )( )ftcftcmmcmcttcftcfUUttdtttdttdtk ut dtu tk uttkut dtUtkut dt （2）调频波的定义，；瞬时角频率与调制信号成线性关系因为，所以，调频波的瞬时相位：因此调频波的一般表达式为：高频电路高频电路2. 调角波的基本性质调角波的基本性质 调相波和调频波的瞬时相位、瞬时角频率都同时受调制信号调相波和调频波的瞬时相位、瞬

4、时角频率都同时受调制信号调变。差别是，调相波的瞬时相位的变化（相移）与调制信号成调变。差别是，调相波的瞬时相位的变化（相移）与调制信号成线性关系，调频波的瞬时角频率与调制信号成线性关系。线性关系，调频波的瞬时角频率与调制信号成线性关系。调相指数mp调频指数mf（1）调相波与调频波的比较）调相波与调频波的比较高频电路高频电路2. 调角波的基本性质调角波的基本性质( )cos( )cos( )cos( )coscoscosscoccmcmcmcpcmcpmpcmcpppmutUtutUtu tUtk utUtUtmtmk Utk Um高 频 载 波 ：，调 制 信 号 ：调 相 波 的 具 体 表

5、 示 式 为式 中 ，为 调 相 波 的 调 制 指 数 ，当调制为单音频时，求调相波、调频波的相应表达式当调制为单音频时，求调相波、调频波的相应表达式max( )ppmpmpdutkdtk Um最大频移调相波调相波与无关与成正比调制指数调制指数m定定义：调角波的义：调角波的最大相移。最大相移。调相指数调相指数mp，调频指数调频指数mf（2）调制指数、）调制指数、 （3）最大频移最大频移高频电路高频电路2. 调角波的基本性质调角波的基本性质00c o s (s i()c o s ()c o s c o sc o s s i nntc mcftc mcfmc mcffmc mcffmfutUtk

6、ut d tUtkkUt d tUttUUttkmmmU调 频 波 的 具 体 表 示 式 为式 中 ，为 调 频 波 的 调 制 指 数 ，max( )fmfmffkutk Um最大频移调频波调频波与无关与成反比高频电路高频电路2. 调角波的基本性质调角波的基本性质=22mmmmfmFfFm最 大 频 移式 中，总结：调相波和调频波的最大频移总结：调相波和调频波的最大频移m m均等于调均等于调制指数制指数m与调制频率与调制频率的乘积。的乘积。（4）最大频移）最大频移m、最大相移、最大相移m和调制信号频率和调制信号频率之间之间的关系的关系高频电路高频电路2. 调角波的基本性质调角波的基本性质（

7、5）调角波的波形）调角波的波形 (P158)高频电路高频电路3. 调角波的频谱及频谱宽度调角波的频谱及频谱宽度021210( )cos(sin)coscos(sin)sinsin(sin)cos(sin)sin(sin)cos(sin)()2()cos2sin(sin)2()sin(21)cmcfcmcfcmcfffffnfnfnfnu tUtmtUtmtUtmtmtmtmtJmJmn tmtJmnt，均为周期性（角频率为 ）函数。可展开成傅里叶级数，如下：调频波和调相波的表达式是相似的，因此，它们具调频波和调相波的表达式是相似的，因此，它们具有相同的频谱。以有相同的频谱。以调频波为例调频波为

8、例（1）调频波的频谱分析）调频波的频谱分析fmfk Um高频电路高频电路J n (mf )是以是以mf为参数的为参数的n阶第一类贝塞尔函数阶第一类贝塞尔函数高频电路高频电路Jn(mf)是以是以mf为参数的为参数的n阶第一类贝塞尔函数阶第一类贝塞尔函数发现：发现：mf 越大，有效越大，有效n越多；越多；当当n mf +1时，时，Jn(m)恒小于恒小于0.1同一同一mf，在，在n较大时，随较大时，随n变大，变大， Jn(m)变小，且快速变小变小，且快速变小高频电路高频电路0212112001( )coscos(sin)sinsin(sin)cos()()2()(cos2sin2()sin(21)c

9、os)cos()cos()cos()()2cmcfcmcfcmcfnfncmcnfncmccmccmccffcffmJmJmu tUtmtUtmtUt JmJmntUtJmntUtUtUtJmJmU 23344)cos(2)cos(3)c()()(os(3)cos(4)co)()()s(4fffffcmccmccmccmccmctUtUtUtUtJmJmJmJmJUmt 021cos(sin)()2() cos 2ffnfnmtJmJmnt210sin(sin)2() sin(21)fnfnmtJmnt载波载波边频对边频对1边频对边频对2边频对边频对3边频对边频对4高频电路高频电路调频波频谱的

10、特点：调频波频谱的特点：调频波的频谱不是调制信号的频谱的简单搬移，调频波的频谱不是调制信号的频谱的简单搬移，而是由载波分量和无数对边频分量所组成。而是由载波分量和无数对边频分量所组成。奇数项的上、下边频分量振幅相等，极性相反；奇数项的上、下边频分量振幅相等，极性相反；偶数项的上、下边频分量振幅相等，极性相同。偶数项的上、下边频分量振幅相等，极性相同。载波分量和各边频分量的振幅均与载波分量和各边频分量的振幅均与mf有关。有关。mf越越大，有效边频分量越多。大，有效边频分量越多。对于某些对于某些mf值，载波或某边频振幅为零。值，载波或某边频振幅为零。高频电路高频电路（2）调角波的频谱宽度）调角波的

11、频谱宽度频谱宽度：频谱宽度：调角波从理论上看它的频谱宽度调角波从理论上看它的频谱宽度无限大无限大。n表示边频对数，表示边频对数，m(mf ，或或mp )是调制指数。是调制指数。当当n m时，时，Jn(m)的数值很小。的数值很小。因此，在忽略振幅很小的边频分量时，调角波实际占因此，在忽略振幅很小的边频分量时，调角波实际占有的有的有效频谱宽度是有限的有效频谱宽度是有限的。高频电路高频电路调角波的有效频谱宽度估算调角波的有效频谱宽度估算在中等质量通信系统中，以忽略小于在中等质量通信系统中，以忽略小于10% Ucm 的边频分量来决的边频分量来决定频谱宽度。定频谱宽度。发现：当发现：当n m+1时，时，