無(wú)線電通信-81-調(diào)腳波的性質(zhì)課件

8角度調(diào)制與解調(diào)8.2調(diào)角波的性質(zhì)8.3調(diào)頻方法概述8.4變?nèi)荻O管調(diào)頻8.5晶體振蕩器直接調(diào)頻8.1

概述

*8.7

可變延時(shí)調(diào)頻8.8相位鑒頻器8.9比例鑒頻器*8.10其他形式的鑒頻器8.6

間接調(diào)頻:由調(diào)相實(shí)現(xiàn)調(diào)頻8角度調(diào)制與解調(diào)8.2調(diào)角波的性質(zhì)8.3調(diào)頻方1掌握調(diào)頻波和調(diào)相波的基本性質(zhì)和功率關(guān)系；掌握掌握調(diào)頻、調(diào)相兩者異同點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的方法和基本原理；掌握直接調(diào)頻的變?nèi)荻O管調(diào)頻的分析；了解晶體振蕩器直接調(diào)頻；了解間接調(diào)頻的方法；掌握調(diào)角信號(hào)解調(diào)的方法及典型電路。掌握調(diào)頻波和調(diào)相波的基本性質(zhì)和功率關(guān)系；2變化的大小與瞬時(shí)信號(hào)的強(qiáng)度成線性關(guān)系；變化的周期由調(diào)制信號(hào)的頻率決定但已調(diào)波的振幅保持不變，不受調(diào)制信號(hào)的影響。8.1概述調(diào)相（PM）：如果高頻振蕩器的相位變化量和調(diào)制信號(hào)成正比，則稱調(diào)相。在通信系統(tǒng)中，使用低頻信號(hào)去調(diào)制高頻信號(hào)的頻率或相角，利用高頻信號(hào)的頻率或相角的變化來(lái)攜帶信息，稱為調(diào)頻或調(diào)相。調(diào)頻（FM）：如果高頻振蕩器的頻率變化量和調(diào)制信號(hào)成正比，則稱調(diào)頻。原信號(hào)波形載波波形調(diào)頻/調(diào)相波形在調(diào)頻或調(diào)相中，載波的瞬時(shí)頻率或瞬時(shí)相位受調(diào)制信號(hào)的控制，作周期性的變化：變化的大小與瞬時(shí)信號(hào)的強(qiáng)度成線性關(guān)系；8.1概述調(diào)相（PM3

調(diào)頻和調(diào)相合稱為角度調(diào)制(簡(jiǎn)稱調(diào)角)。因?yàn)橄辔皇穷l率的積分,故頻率的變化必將引起相位的變化,反之亦然,所以調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)在時(shí)域特性、頻譜寬度、調(diào)制與解調(diào)的原理和實(shí)現(xiàn)方法等方面都有密切的聯(lián)系。因此，調(diào)頻可以用調(diào)相電路間接實(shí)現(xiàn),鑒頻也可以用鑒相(相位解調(diào),也稱相位檢波)電路間接實(shí)現(xiàn)。調(diào)頻信號(hào)占用帶寬窄調(diào)相信號(hào)占用帶寬寬應(yīng)用廣泛：廣播、通信應(yīng)用少調(diào)幅與調(diào)角的比較幅度調(diào)制與解調(diào)調(diào)幅信號(hào)在原理和電路實(shí)現(xiàn)上要簡(jiǎn)單線性頻譜搬移角度調(diào)制與解調(diào)調(diào)角信號(hào)在抗干擾方面要強(qiáng)非線性頻譜搬移調(diào)頻和調(diào)相合稱為角度調(diào)制(簡(jiǎn)稱調(diào)角)。因?yàn)橄辔皇穷l率的4Ωo+DΩmAMFM調(diào)幅與調(diào)頻的波形圖Ωo-DΩmttttttΩo+DΩmAMFM調(diào)幅與調(diào)頻的波形圖Ωo-DΩmttttt5FMAMffff調(diào)幅與調(diào)頻的頻譜f0f0f0f0FMAMffff調(diào)幅與調(diào)頻的頻譜f0f0f0f06任意正弦波信號(hào)：調(diào)幅（AM）:

調(diào)頻（FM）:調(diào)相（PM）:AM

AMDSB-SC屬于頻譜線性搬移電路,調(diào)制信號(hào)寄生于已調(diào)信號(hào)的振幅變化中。FMPM屬于頻譜的非線性搬移電路,已調(diào)波為等幅波,調(diào)制信息寄生于已調(diào)波的頻率和相位變化中。SSB

調(diào)角任意正弦波信號(hào)：調(diào)幅（AM）:調(diào)頻（FM）:調(diào)相（PM71）頻譜寬度調(diào)頻波的頻譜從理淪上來(lái)說(shuō)，是無(wú)限寬的，但實(shí)際上，如果略去很小的邊頻分量，則它所占頻帶寬度是有限的。根據(jù)頻寬分為寬帶調(diào)頻和窄帶調(diào)頻。2)寄生調(diào)幅調(diào)頻波應(yīng)是等幅波，但易引起調(diào)幅，應(yīng)盡量避免。3）抗干擾能力調(diào)頻波有較強(qiáng)的抗干擾能力。調(diào)頻波的指標(biāo)1）頻譜寬度調(diào)頻波的指標(biāo)8幅度調(diào)制角度調(diào)制調(diào)頻FM調(diào)相PM載波信號(hào)的受控參量振幅頻率相位解調(diào)方式包絡(luò)或同步檢波鑒頻或頻率檢波鑒相或相位檢波調(diào)制方式的差別頻譜線性搬移頻譜非線性搬移特點(diǎn)頻帶窄頻帶利用率高頻帶寬頻帶利用不經(jīng)濟(jì)、抗干擾性強(qiáng)用途廣播電視通信遙測(cè)數(shù)字通信調(diào)幅AM廣播幅度調(diào)制角度調(diào)制調(diào)頻FM調(diào)相PM載波信號(hào)振幅頻率相位解調(diào)方式9鑒頻器（鑒相器）鑒頻器（鑒相器）要求輸出信號(hào)幅度與輸入調(diào)頻（調(diào)相）信號(hào)的瞬時(shí)頻率（瞬時(shí)相位）的變化成正比。鑒頻器實(shí)現(xiàn)方法

1.波形變換法調(diào)頻波->調(diào)幅－調(diào)頻波->振幅檢波->輸出信號(hào)。

2.脈沖計(jì)數(shù)鑒頻法通過(guò)對(duì)調(diào)頻波過(guò)零點(diǎn)的數(shù)目計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)頻率－幅度轉(zhuǎn)換。

3.符合門鑒頻器利用移相器與符合門配合實(shí)現(xiàn)，移相大小與頻率偏移有關(guān)。鑒頻器（鑒相器）10圖8.1.1利用波形變換電路進(jìn)行鑒頻圖8.1.1利用波形變換電路進(jìn)行鑒頻11End鑒頻器的指標(biāo)鑒頻靈敏度鑒頻跨導(dǎo)鑒頻頻帶寬度失真和穩(wěn)定性圖8.1.2鑒頻特性曲線

寄生調(diào)幅抑制能力End鑒頻器的指標(biāo)鑒頻靈敏度鑒頻跨導(dǎo)鑒頻頻帶寬度失真和穩(wěn)定性128.2調(diào)角波的性質(zhì)8.2.1瞬時(shí)相位和瞬時(shí)頻率t=0t=t1t=t2t=t3

8.2調(diào)角波的性質(zhì)8.2.1瞬時(shí)相位和瞬時(shí)頻率t=13

則瞬時(shí)相位

即瞬時(shí)頻率是瞬時(shí)相位函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)（8.2.1）（8.2.2）t=0t=t1t=t2t=t3

則瞬時(shí)相位

即瞬時(shí)頻率是瞬時(shí)相位函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)（8.2.14t典型例題：

解：瞬時(shí)相位

瞬時(shí)頻率

注意這是一個(gè)加速轉(zhuǎn)動(dòng)的矢量，波形示意為：t典型例題：

解：瞬時(shí)相位

瞬時(shí)頻率

注意這是一個(gè)加速轉(zhuǎn)15

8.2.2調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式（8.2.4）

8.2.2調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式（8.2.4）

16調(diào)頻波的通用表達(dá)式∵瞬時(shí)頻率：

瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)相位的關(guān)系：

∴調(diào)頻波的表達(dá)式為：

（8.2.7）

（8.2.4）（8.2.1）調(diào)頻波的通用表達(dá)式∵瞬時(shí)頻率：

瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)相位的關(guān)系：

17

（8.2.7）（8.2.4）

（8.2.7）（8.2.4）18調(diào)頻波的波形ttttt方波的調(diào)頻波

調(diào)頻波的波形ttttt方波的調(diào)頻波

19

瞬時(shí)相位：

∴調(diào)相波的表達(dá)式為：

（8.2.10）

∴調(diào)相波的瞬時(shí)角頻率表達(dá)式為：

（8.2.11）

調(diào)相波的通用表達(dá)式

瞬時(shí)相位：

∴調(diào)相波的表達(dá)式為：

（8.2.10）

∴調(diào)20

21對(duì)一個(gè)調(diào)制信號(hào)先求導(dǎo)再調(diào)頻,等價(jià)于直接對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行調(diào)相調(diào)頻與調(diào)相的關(guān)系

（8.2.7）

（8.2.10）

即：

對(duì)一個(gè)調(diào)制信號(hào)先求導(dǎo)再調(diào)頻,等價(jià)于直接對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行調(diào)相調(diào)頻22ttt4π2π6π8π08π12π-2π10πt16π016π對(duì)三角波調(diào)相等價(jià)于對(duì)方波(三角波導(dǎo)函數(shù))的調(diào)頻與方波的調(diào)頻波一樣對(duì)下圖的三角波（導(dǎo)函數(shù)為方波）進(jìn)行調(diào)相載波三角波的調(diào)相波

ttt4π2π6π8π08π12π-2π10πt16π01623調(diào)頻波和調(diào)相波比較表

FM波PM波數(shù)學(xué)表達(dá)式瞬時(shí)頻率瞬時(shí)相位最大頻偏調(diào)制指數(shù)

調(diào)頻波和調(diào)相波比較表

FM波PM波數(shù)學(xué)表達(dá)式瞬時(shí)頻率瞬時(shí)相位24調(diào)制信號(hào)為單一余弦信號(hào)時(shí)的調(diào)頻波表達(dá)式

（8.2.7）

（8.2.14）調(diào)制信號(hào)為單一余弦信號(hào)時(shí)的調(diào)頻波表達(dá)式

（8.2.7）

25調(diào)制信號(hào)為單一余弦信號(hào)時(shí)的調(diào)相波表達(dá)式

（8.2.10）

（8.2.15）

調(diào)制信號(hào)為單一余弦信號(hào)時(shí)的調(diào)相波表達(dá)式

（8.2.10）

26調(diào)制指數(shù)（即最大相移）、最大頻偏及二者的關(guān)系

（8.2.14）

（8.2.15）

無(wú)論調(diào)頻還是調(diào)相，最大相移總是等于調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)（即最大相移）、最大頻偏及二者的關(guān)系

（8.2.1427調(diào)頻波的最大頻偏頻偏：

最大頻偏：

∴最大頻偏與調(diào)制指數(shù)的關(guān)系是：

調(diào)頻波的最大頻偏頻偏：

最大頻偏：

∴最大頻偏與調(diào)制指數(shù)28調(diào)相波的最大頻偏

∴瞬時(shí)頻率

調(diào)相波的最大頻偏

∴瞬時(shí)頻率

29調(diào)制信號(hào)為單一余弦信號(hào)時(shí)調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)比較

FM波PM波1)瞬時(shí)頻率：

2)瞬時(shí)相位：

調(diào)制信號(hào)為單一余弦信號(hào)時(shí)調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)比較

FM波PM波304)最大頻偏：FM波PM波

3)最大相移（調(diào)制指數(shù)）：

5)表達(dá)式：

根本區(qū)別4)最大頻偏：FM波PM波

3)最大相移（調(diào)制指數(shù)）：31典型例題：

解：對(duì)比調(diào)頻波標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式可知：

則最大頻偏：

典型例題：

解：對(duì)比調(diào)頻波標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式可知：

則最大頻偏：

32調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的相同點(diǎn):都是等幅信號(hào)。頻率和相位都隨調(diào)制信號(hào)而變化，均產(chǎn)生頻偏與相偏，成為疏密波形。正頻偏最大處，即瞬時(shí)頻率最高處，波形最密；負(fù)頻偏最大處，即瞬時(shí)頻率最低處，波形最疏。調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的相同點(diǎn):都是等幅信號(hào)。頻率和相位都隨33

調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的區(qū)別點(diǎn):頻率和相位隨調(diào)制信號(hào)變化的規(guī)律不一樣,但由于頻率與相位是微積分關(guān)系,故二者是有密切聯(lián)系的。例如：對(duì)于調(diào)頻信號(hào)來(lái)說(shuō)，調(diào)制信號(hào)電平最高處對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)正頻偏最大，波形最密；對(duì)于調(diào)相信號(hào)來(lái)說(shuō)，調(diào)制信號(hào)電平變化率（斜率）最大處對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)正頻偏最大，波形最密。調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的區(qū)別點(diǎn):34

頻偏和調(diào)制指數(shù)與調(diào)制頻率的關(guān)系(當(dāng)V恒定時(shí))

(a)調(diào)頻波；(b)調(diào)相波

頻偏和調(diào)制指數(shù)與調(diào)制頻率的關(guān)系(當(dāng)V恒定時(shí))

358.2.3調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度

（8.2.14）

（8.2.15）由上兩式可以看出,在單頻調(diào)制時(shí),調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式是相似的,僅瞬時(shí)相偏分別隨正弦函數(shù)或余弦函數(shù)變化,無(wú)本質(zhì)區(qū)別,故可寫成統(tǒng)一的調(diào)角信號(hào)表達(dá)式，即：

這兩個(gè)函數(shù)不是初等函數(shù)，要用貝塞爾函數(shù)將其展開(kāi)8.2.3調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度

（8.2.14）36貝塞爾函數(shù)理論中的兩個(gè)公式:

（8.2.22）

（8.2.23）

貝塞爾函數(shù)是利用柱坐標(biāo)求解涉及在圓、球與圓柱內(nèi)的勢(shì)場(chǎng)的物理問(wèn)題時(shí)出現(xiàn)的一類特殊函數(shù)。最早出現(xiàn)在涉及如懸鏈振蕩，長(zhǎng)圓柱體冷卻以及緊張膜振動(dòng)的問(wèn)題中，后來(lái)成為一個(gè)工具函數(shù)，可以用來(lái)展開(kāi)嵌套的三角函數(shù)。貝塞爾函數(shù)理論中的兩個(gè)公式:

（8.2.22）

（8.2.37m為參數(shù)的n階第一類貝塞爾函數(shù)曲線圖m為參數(shù)的n階第一類貝塞爾函數(shù)曲線圖38貝塞爾函數(shù)表貝塞爾函數(shù)表39…ωo-ΩΩΩωFM/PM的頻譜ωo+Ωωoωo+2Ωωo+3Ωωo+4Ωωo-2Ωωo-3Ωωo-4ΩΩωoω調(diào)制信號(hào)vΩ載波vo調(diào)角波的頻譜成分∴

（8.2.24）載波第一對(duì)邊頻第二對(duì)邊頻第三對(duì)邊頻

…ωo-ΩΩΩωFM/PM的頻譜ωo+Ωωoωo+2Ωω40從上式看出單頻調(diào)角信號(hào)頻譜具有以下幾個(gè)特點(diǎn):

2）當(dāng)m確定后,各邊頻分量振幅值不是隨n單調(diào)變化,且有時(shí)候?yàn)榱?。因?yàn)楦麟A貝塞爾函數(shù)隨m增大變化的規(guī)律均是衰減振蕩,而各邊頻分量振幅值與對(duì)應(yīng)階貝塞爾函數(shù)成正比。從上式看出單頻調(diào)角信號(hào)頻譜具有以下幾個(gè)特點(diǎn):

2）當(dāng)m確定后413）隨著m值的增大，具有較大振幅的邊頻分量數(shù)目增加,載頻分量振幅呈衰減振蕩趨勢(shì)，在個(gè)別地方(如m=2.405,5.520時(shí))，載頻分量為零（可測(cè)定調(diào)制指數(shù)）。4）功率:上述特點(diǎn)充分說(shuō)明調(diào)角是完全不同于調(diào)幅的一種非線性頻率變換過(guò)程。顯然，作為調(diào)角的逆過(guò)程，角度解調(diào)也是一種非線性頻率變換過(guò)程。

若調(diào)角信號(hào)振幅不變，m值變化，則總功率不變,但載頻與各邊頻分量的功率將重新分配。對(duì)于任何m值，均有:3）隨著m值的增大，具有較大振幅的邊頻分量數(shù)目增加,載頻分425）根據(jù)調(diào)角信號(hào)的頻譜特點(diǎn)可以看到,理論上它的頻帶無(wú)限寬,對(duì)于給定的m值，具有較大振幅的頻率分量還是集中在載頻附近,且上下邊頻在振幅上是對(duì)稱的，高到一定次數(shù)的邊頻分量其振幅已經(jīng)小到可以忽略。因此認(rèn)為其頻帶寬度是有限的。通常規(guī)定：凡是振幅小于載波振幅1％（或10％）的邊頻分量均可以忽略，保留下來(lái)的頻譜分量就確定了調(diào)角波的頻段寬度。

∴頻譜帶寬BW為：

（8.2.26）5）根據(jù)調(diào)角信號(hào)的頻譜特點(diǎn)可以看到,理論上它的頻帶無(wú)限寬,對(duì)43

（8.2.28）主要用于高保真度的調(diào)頻電臺(tái)主要用于警察、政府、消防專用通信（8.2.29）∴

（8.2.27）

調(diào)頻波：

例題8.2.1

（8.2.28）主要用于高保真度的調(diào)頻電臺(tái)主要用于警44調(diào)相波：

根據(jù)前述分析可知，當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率F發(fā)生變化時(shí)，調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù)mf與F成反比變化，其頻寬寬度基本不變，故稱恒帶調(diào)制。而當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率F變化時(shí)，調(diào)相波的調(diào)制指數(shù)mp與F無(wú)關(guān)，其頻帶寬度隨調(diào)制頻率F變化。

調(diào)頻波：調(diào)相波：

根據(jù)前述分析可知，當(dāng)調(diào)制信號(hào)頻率F發(fā)生變化時(shí)，調(diào)45調(diào)頻波頻譜調(diào)相波頻譜

調(diào)頻波頻譜調(diào)相波頻譜

46可見(jiàn)如果調(diào)制信號(hào)頻率高，由于調(diào)制指數(shù)不變，使得總帶寬隨著調(diào)制信號(hào)最高頻率F的增大線性增大。由于調(diào)制信號(hào)的帶寬有時(shí)是隨機(jī)的，所以調(diào)相波帶寬也變得隨機(jī)，這不利于頻率資源的合理利用，因此模擬信號(hào)很少用調(diào)相制。為什么模擬信號(hào)很少使用調(diào)相方式的原因可見(jiàn)如果調(diào)制信號(hào)頻率高，由于調(diào)制指數(shù)不變，使得總帶寬隨著調(diào)制47典型例題：

典型例題：

48

49

…

載波第一對(duì)邊頻第二對(duì)邊頻第三對(duì)邊頻

…

載波第一對(duì)邊頻第二對(duì)邊頻50調(diào)頻信號(hào)時(shí)等幅波：

∴帶寬內(nèi)功率之和

帶寬是指調(diào)角信號(hào)頻譜分量的有效寬度。帶寬內(nèi)頻率分量的功率之和占總功率的90%以上,如15kHz分量是99.6%，其帶寬為120kHz。帶寬內(nèi)各頻率分量的功率之和(假定調(diào)頻信號(hào)總功率為1W，負(fù)載為1Ω）調(diào)頻信號(hào)時(shí)等幅波：

∴帶寬內(nèi)功率之和

帶寬是指調(diào)角信號(hào)51

∴

∴

528角度調(diào)制與解調(diào)8.2調(diào)角波的性質(zhì)8.3調(diào)頻方法概述8.4變?nèi)荻O管調(diào)頻8.5晶體振蕩器直接調(diào)頻8.1

概述

*8.7

可變延時(shí)調(diào)頻8.8相位鑒頻器8.9比例鑒頻器*8.10其他形式的鑒頻器8.6

間接調(diào)頻:由調(diào)相實(shí)現(xiàn)調(diào)頻8角度調(diào)制與解調(diào)8.2調(diào)角波的性質(zhì)8.3調(diào)頻方53掌握調(diào)頻波和調(diào)相波的基本性質(zhì)和功率關(guān)系；掌握掌握調(diào)頻、調(diào)相兩者異同點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的方法和基本原理；掌握直接調(diào)頻的變?nèi)荻O管調(diào)頻的分析；了解晶體振蕩器直接調(diào)頻；了解間接調(diào)頻的方法；掌握調(diào)角信號(hào)解調(diào)的方法及典型電路。掌握調(diào)頻波和調(diào)相波的基本性質(zhì)和功率關(guān)系；54變化的大小與瞬時(shí)信號(hào)的強(qiáng)度成線性關(guān)系；變化的周期由調(diào)制信號(hào)的頻率決定但已調(diào)波的振幅保持不變，不受調(diào)制信號(hào)的影響。8.1概述調(diào)相（PM）：如果高頻振蕩器的相位變化量和調(diào)制信號(hào)成正比，則稱調(diào)相。在通信系統(tǒng)中，使用低頻信號(hào)去調(diào)制高頻信號(hào)的頻率或相角，利用高頻信號(hào)的頻率或相角的變化來(lái)攜帶信息，稱為調(diào)頻或調(diào)相。調(diào)頻（FM）：如果高頻振蕩器的頻率變化量和調(diào)制信號(hào)成正比，則稱調(diào)頻。原信號(hào)波形載波波形調(diào)頻/調(diào)相波形在調(diào)頻或調(diào)相中，載波的瞬時(shí)頻率或瞬時(shí)相位受調(diào)制信號(hào)的控制，作周期性的變化：變化的大小與瞬時(shí)信號(hào)的強(qiáng)度成線性關(guān)系；8.1概述調(diào)相（PM55

調(diào)頻和調(diào)相合稱為角度調(diào)制(簡(jiǎn)稱調(diào)角)。因?yàn)橄辔皇穷l率的積分,故頻率的變化必將引起相位的變化,反之亦然,所以調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)在時(shí)域特性、頻譜寬度、調(diào)制與解調(diào)的原理和實(shí)現(xiàn)方法等方面都有密切的聯(lián)系。因此，調(diào)頻可以用調(diào)相電路間接實(shí)現(xiàn),鑒頻也可以用鑒相(相位解調(diào),也稱相位檢波)電路間接實(shí)現(xiàn)。調(diào)頻信號(hào)占用帶寬窄調(diào)相信號(hào)占用帶寬寬應(yīng)用廣泛：廣播、通信應(yīng)用少調(diào)幅與調(diào)角的比較幅度調(diào)制與解調(diào)調(diào)幅信號(hào)在原理和電路實(shí)現(xiàn)上要簡(jiǎn)單線性頻譜搬移角度調(diào)制與解調(diào)調(diào)角信號(hào)在抗干擾方面要強(qiáng)非線性頻譜搬移調(diào)頻和調(diào)相合稱為角度調(diào)制(簡(jiǎn)稱調(diào)角)。因?yàn)橄辔皇穷l率的56Ωo+DΩmAMFM調(diào)幅與調(diào)頻的波形圖Ωo-DΩmttttttΩo+DΩmAMFM調(diào)幅與調(diào)頻的波形圖Ωo-DΩmttttt57FMAMffff調(diào)幅與調(diào)頻的頻譜f0f0f0f0FMAMffff調(diào)幅與調(diào)頻的頻譜f0f0f0f058任意正弦波信號(hào)：調(diào)幅（AM）:

調(diào)頻（FM）:調(diào)相（PM）:AM

AMDSB-SC屬于頻譜線性搬移電路,調(diào)制信號(hào)寄生于已調(diào)信號(hào)的振幅變化中。FMPM屬于頻譜的非線性搬移電路,已調(diào)波為等幅波,調(diào)制信息寄生于已調(diào)波的頻率和相位變化中。SSB

調(diào)角任意正弦波信號(hào)：調(diào)幅（AM）:調(diào)頻（FM）:調(diào)相（PM591）頻譜寬度調(diào)頻波的頻譜從理淪上來(lái)說(shuō)，是無(wú)限寬的，但實(shí)際上，如果略去很小的邊頻分量，則它所占頻帶寬度是有限的。根據(jù)頻寬分為寬帶調(diào)頻和窄帶調(diào)頻。2)寄生調(diào)幅調(diào)頻波應(yīng)是等幅波，但易引起調(diào)幅，應(yīng)盡量避免。3）抗干擾能力調(diào)頻波有較強(qiáng)的抗干擾能力。調(diào)頻波的指標(biāo)1）頻譜寬度調(diào)頻波的指標(biāo)60幅度調(diào)制角度調(diào)制調(diào)頻FM調(diào)相PM載波信號(hào)的受控參量振幅頻率相位解調(diào)方式包絡(luò)或同步檢波鑒頻或頻率檢波鑒相或相位檢波調(diào)制方式的差別頻譜線性搬移頻譜非線性搬移特點(diǎn)頻帶窄頻帶利用率高頻帶寬頻帶利用不經(jīng)濟(jì)、抗干擾性強(qiáng)用途廣播電視通信遙測(cè)數(shù)字通信調(diào)幅AM廣播幅度調(diào)制角度調(diào)制調(diào)頻FM調(diào)相PM載波信號(hào)振幅頻率相位解調(diào)方式61鑒頻器（鑒相器）鑒頻器（鑒相器）要求輸出信號(hào)幅度與輸入調(diào)頻（調(diào)相）信號(hào)的瞬時(shí)頻率（瞬時(shí)相位）的變化成正比。鑒頻器實(shí)現(xiàn)方法

1.波形變換法調(diào)頻波->調(diào)幅－調(diào)頻波->振幅檢波->輸出信號(hào)。

2.脈沖計(jì)數(shù)鑒頻法通過(guò)對(duì)調(diào)頻波過(guò)零點(diǎn)的數(shù)目計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)頻率－幅度轉(zhuǎn)換。

3.符合門鑒頻器利用移相器與符合門配合實(shí)現(xiàn)，移相大小與頻率偏移有關(guān)。鑒頻器（鑒相器）62圖8.1.1利用波形變換電路進(jìn)行鑒頻圖8.1.1利用波形變換電路進(jìn)行鑒頻63End鑒頻器的指標(biāo)鑒頻靈敏度鑒頻跨導(dǎo)鑒頻頻帶寬度失真和穩(wěn)定性圖8.1.2鑒頻特性曲線

寄生調(diào)幅抑制能力End鑒頻器的指標(biāo)鑒頻靈敏度鑒頻跨導(dǎo)鑒頻頻帶寬度失真和穩(wěn)定性648.2調(diào)角波的性質(zhì)8.2.1瞬時(shí)相位和瞬時(shí)頻率t=0t=t1t=t2t=t3

8.2調(diào)角波的性質(zhì)8.2.1瞬時(shí)相位和瞬時(shí)頻率t=65

則瞬時(shí)相位

即瞬時(shí)頻率是瞬時(shí)相位函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)（8.2.1）（8.2.2）t=0t=t1t=t2t=t3

則瞬時(shí)相位

即瞬時(shí)頻率是瞬時(shí)相位函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)（8.2.66t典型例題：

解：瞬時(shí)相位

瞬時(shí)頻率

注意這是一個(gè)加速轉(zhuǎn)動(dòng)的矢量，波形示意為：t典型例題：

解：瞬時(shí)相位

瞬時(shí)頻率

注意這是一個(gè)加速轉(zhuǎn)67

8.2.2調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式（8.2.4）

8.2.2調(diào)頻波和調(diào)相波的數(shù)學(xué)表示式（8.2.4）

68調(diào)頻波的通用表達(dá)式∵瞬時(shí)頻率：

瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)相位的關(guān)系：

∴調(diào)頻波的表達(dá)式為：

（8.2.7）

（8.2.4）（8.2.1）調(diào)頻波的通用表達(dá)式∵瞬時(shí)頻率：

瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)相位的關(guān)系：

69

（8.2.7）（8.2.4）

（8.2.7）（8.2.4）70調(diào)頻波的波形ttttt方波的調(diào)頻波

調(diào)頻波的波形ttttt方波的調(diào)頻波

71

瞬時(shí)相位：

∴調(diào)相波的表達(dá)式為：

（8.2.10）

∴調(diào)相波的瞬時(shí)角頻率表達(dá)式為：

（8.2.11）

調(diào)相波的通用表達(dá)式

瞬時(shí)相位：

∴調(diào)相波的表達(dá)式為：

（8.2.10）

∴調(diào)72

73對(duì)一個(gè)調(diào)制信號(hào)先求導(dǎo)再調(diào)頻,等價(jià)于直接對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行調(diào)相調(diào)頻與調(diào)相的關(guān)系

（8.2.7）

（8.2.10）

即：

對(duì)一個(gè)調(diào)制信號(hào)先求導(dǎo)再調(diào)頻,等價(jià)于直接對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行調(diào)相調(diào)頻74ttt4π2π6π8π08π12π-2π10πt16π016π對(duì)三角波調(diào)相等價(jià)于對(duì)方波(三角波導(dǎo)函數(shù))的調(diào)頻與方波的調(diào)頻波一樣對(duì)下圖的三角波（導(dǎo)函數(shù)為方波）進(jìn)行調(diào)相載波三角波的調(diào)相波

ttt4π2π6π8π08π12π-2π10πt16π01675調(diào)頻波和調(diào)相波比較表

FM波PM波數(shù)學(xué)表達(dá)式瞬時(shí)頻率瞬時(shí)相位最大頻偏調(diào)制指數(shù)

調(diào)頻波和調(diào)相波比較表

FM波PM波數(shù)學(xué)表達(dá)式瞬時(shí)頻率瞬時(shí)相位76調(diào)制信號(hào)為單一余弦信號(hào)時(shí)的調(diào)頻波表達(dá)式

（8.2.7）

（8.2.14）調(diào)制信號(hào)為單一余弦信號(hào)時(shí)的調(diào)頻波表達(dá)式

（8.2.7）

77調(diào)制信號(hào)為單一余弦信號(hào)時(shí)的調(diào)相波表達(dá)式

（8.2.10）

（8.2.15）

調(diào)制信號(hào)為單一余弦信號(hào)時(shí)的調(diào)相波表達(dá)式

（8.2.10）

78調(diào)制指數(shù)（即最大相移）、最大頻偏及二者的關(guān)系

（8.2.14）

（8.2.15）

無(wú)論調(diào)頻還是調(diào)相，最大相移總是等于調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)（即最大相移）、最大頻偏及二者的關(guān)系

（8.2.1479調(diào)頻波的最大頻偏頻偏：

最大頻偏：

∴最大頻偏與調(diào)制指數(shù)的關(guān)系是：

調(diào)頻波的最大頻偏頻偏：

最大頻偏：

∴最大頻偏與調(diào)制指數(shù)80調(diào)相波的最大頻偏

∴瞬時(shí)頻率

調(diào)相波的最大頻偏

∴瞬時(shí)頻率

81調(diào)制信號(hào)為單一余弦信號(hào)時(shí)調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)比較

FM波PM波1)瞬時(shí)頻率：

2)瞬時(shí)相位：

調(diào)制信號(hào)為單一余弦信號(hào)時(shí)調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)比較

FM波PM波824)最大頻偏：FM波PM波

3)最大相移（調(diào)制指數(shù)）：

5)表達(dá)式：

根本區(qū)別4)最大頻偏：FM波PM波

3)最大相移（調(diào)制指數(shù)）：83典型例題：

解：對(duì)比調(diào)頻波標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式可知：

則最大頻偏：

典型例題：

解：對(duì)比調(diào)頻波標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式可知：

則最大頻偏：

84調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的相同點(diǎn):都是等幅信號(hào)。頻率和相位都隨調(diào)制信號(hào)而變化，均產(chǎn)生頻偏與相偏，成為疏密波形。正頻偏最大處，即瞬時(shí)頻率最高處，波形最密；負(fù)頻偏最大處，即瞬時(shí)頻率最低處，波形最疏。調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的相同點(diǎn):都是等幅信號(hào)。頻率和相位都隨85

調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的區(qū)別點(diǎn):頻率和相位隨調(diào)制信號(hào)變化的規(guī)律不一樣,但由于頻率與相位是微積分關(guān)系,故二者是有密切聯(lián)系的。例如：對(duì)于調(diào)頻信號(hào)來(lái)說(shuō)，調(diào)制信號(hào)電平最高處對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)正頻偏最大，波形最密；對(duì)于調(diào)相信號(hào)來(lái)說(shuō)，調(diào)制信號(hào)電平變化率（斜率）最大處對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)正頻偏最大，波形最密。調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的區(qū)別點(diǎn):86

頻偏和調(diào)制指數(shù)與調(diào)制頻率的關(guān)系(當(dāng)V恒定時(shí))

(a)調(diào)頻波；(b)調(diào)相波

頻偏和調(diào)制指數(shù)與調(diào)制頻率的關(guān)系(當(dāng)V恒定時(shí))

878.2.3調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度

（8.2.14）

（8.2.15）由上兩式可以看出,在單頻調(diào)制時(shí),調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式是相似的,僅瞬時(shí)相偏分別隨正弦函數(shù)或余弦函數(shù)變化,無(wú)本質(zhì)區(qū)別,故可寫成統(tǒng)一的調(diào)角信號(hào)表達(dá)式，即：

這兩個(gè)函數(shù)不是初等函數(shù)，要用貝塞爾函數(shù)將其展開(kāi)8.2.3調(diào)頻波和調(diào)相波的頻譜和頻帶寬度

（8.2.14）88貝塞爾函數(shù)理論中的兩個(gè)公式:

（8.2.22）

（8.2.23）

貝塞爾函數(shù)是利用柱坐標(biāo)求解涉及在圓、球與圓柱內(nèi)的勢(shì)場(chǎng)的物理問(wèn)題時(shí)出現(xiàn)的一類特殊函數(shù)。最早出現(xiàn)在涉及如懸鏈振蕩，長(zhǎng)圓柱體冷卻以及緊張膜振動(dòng)的問(wèn)題中，后來(lái)成為一個(gè)工具函數(shù)，可以用來(lái)展開(kāi)嵌套的三角函數(shù)。貝塞爾函數(shù)理論中的兩個(gè)公式:

（8.2.22）

（8.2.89m為參數(shù)的n階第一類貝塞爾函數(shù)曲線圖m為參數(shù)的n階第一類貝塞爾函數(shù)曲線圖90貝塞爾函數(shù)表貝塞爾函數(shù)表91…ωo-ΩΩΩωFM/PM的頻譜ωo+Ωωoωo+2Ωωo+3Ωωo+4Ωωo-2Ωωo-3Ωωo-4ΩΩωoω調(diào)制信號(hào)vΩ載波vo調(diào)角波的頻譜成分∴

（8.2.24）載波第一對(duì)邊頻第二對(duì)邊頻第三對(duì)邊頻

…ωo-ΩΩΩωFM/PM的頻譜ωo+Ωωoωo+2Ωω92從上式看出單頻調(diào)角信號(hào)頻譜具有以下幾個(gè)特點(diǎn):

2）當(dāng)m確定后,各邊頻分量振幅值不是隨n單調(diào)變化,且有時(shí)候?yàn)榱?。因?yàn)楦麟A貝塞爾函數(shù)隨m增大變化的規(guī)律均是衰減振蕩,而各邊頻分量振幅值與對(duì)應(yīng)階貝塞爾函數(shù)成正比。從上式看出單頻調(diào)角信號(hào)頻譜具有以下幾個(gè)特點(diǎn):

2）當(dāng)m確定后933）隨著m值的增大，具有較大振幅的邊頻分量數(shù)目增加,載頻分量振幅呈衰減振蕩趨勢(shì)，在個(gè)別地方(如m=2.405,5.