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(hào)的），是使高頻振蕩信號(hào)的頻率按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化，而振幅保持恒定的頻率按調(diào)制信號(hào)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(hào)的解調(diào)稱為鑒頻或頻率一種調(diào)制方式。調(diào)頻信號(hào)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(hào)的），是相位按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化，振幅保持不變。調(diào)相信號(hào)的解調(diào)稱為規(guī)律變化，振幅保持不變。調(diào)相信號(hào)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(qiáng)。變換，

2、其抗干擾和噪聲的能力較強(qiáng)。 載波電壓載波電壓 調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)角頻率調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)角頻率調(diào)頻信號(hào)的表達(dá)式與波形調(diào)頻信號(hào)的表達(dá)式與波形 調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)相位調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)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(hào)分析角度調(diào)制信號(hào)分析： 是比例常數(shù)，表示是比例常數(shù)，表示調(diào)頻信號(hào)的基本參數(shù)調(diào)頻信號(hào)的基本參數(shù)c：載波角頻率，它是沒(méi)有受調(diào)時(shí)的載波頻率。：載波角頻率，它是沒(méi)有受調(diào)時(shí)的載波頻率。 ：

3、調(diào)制信號(hào)角頻率，它反映了受調(diào)制的信號(hào)的瞬時(shí)：調(diào)制信號(hào)角頻率，它反映了受調(diào)制的信號(hào)的瞬時(shí) 頻率變化的快慢。頻率變化的快慢。 m：相對(duì)于載頻的最大角頻偏：相對(duì)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(duì)最大角頻偏的控制對(duì)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?yàn)橐驗(yàn)?是周期為是周期為2/2/的周期性時(shí)間函數(shù)，可以的周期性時(shí)間函數(shù)，可以將它展開(kāi)為傅氏級(jí)數(shù)，其基波角頻率為將它展開(kāi)為傅氏級(jí)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(wú)它可以用無(wú)窮級(jí)數(shù)進(jìn)行計(jì)算窮級(jí)數(shù)進(jìn)行計(jì)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(kāi)式調(diào)頻波的展開(kāi)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(duì)稱地分布在載頻兩邊，其幅度決定于調(diào)制指數(shù)對(duì)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(jìn)一步展開(kāi)，有將上式進(jìn)一步展開(kāi)，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(wú)數(shù)邊頻與無(wú)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(diǎn)特點(diǎn)：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(zhǔn)則是，信號(hào)的頻帶寬度應(yīng)包括幅度大于通常采用的準(zhǔn)則是，信號(hào)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(dāng)當(dāng)m mf f很大時(shí)，很大時(shí)，n n/ /m mf f趨近于趨近于1 1。因此當(dāng)。因此當(dāng)m mf1f1時(shí)，應(yīng)將時(shí)，應(yīng)將n n= =m mf f的邊頻包括在頻帶內(nèi)，此時(shí)帶寬為的邊頻包括在頻帶內(nèi)，此時(shí)帶寬為 B Bs s=2=2nFnF=2=2m mf fF F=2=2f fm m 當(dāng)當(dāng)m mf f很小時(shí)，如很小時(shí)，如m mf f0.5 f f0 0

8、= =f fc c時(shí)，時(shí)，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(shí)，時(shí)，U UD1D1 f fc c時(shí)，時(shí)，U UD1D1 U UD2D2, , i i1 1 i i2 2, ,輸出電壓為負(fù)；輸出電壓為負(fù)；當(dāng)當(dāng)f f f fc c時(shí)，時(shí)，U UD1D1 U UD2D2, , i i1 1 i i2 2，輸出電壓為正。，輸出電壓為正。 自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)中要特別注意。當(dāng)然，通過(guò)改自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)中要特別注意。當(dāng)然，通過(guò)改變兩個(gè)二極管連接的方向或耦合線圈的繞向變兩個(gè)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(wú)載回路的無(wú)載Q Q0 0值要足夠高，以便當(dāng)檢波器輸入電阻值要足夠高，以便當(dāng)檢波器輸入電阻R Ri i隨輸入電壓幅度變化時(shí)，能引起回路隨輸入電壓幅度變化時(shí)，能引起回路Q Qe e明顯的變化。明顯的變化。 (2)(2)要保證時(shí)要保證時(shí)常數(shù)常數(shù)( (R R1 1+