合工大高頻課件61調(diào)角波的基本性質(zhì)

第6章角度調(diào)制與解調(diào)電路6.1概述6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)

6.3調(diào)頻電路

6.4調(diào)相電路

6.5調(diào)角信號(hào)的解調(diào)載波信號(hào)：

為總相角為初相角6.1概述頻率調(diào)制：相位調(diào)制：用調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波信號(hào)的頻率，使載波的瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)線性變化，用FM表示

。用調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波信號(hào)的相位，使載波的瞬時(shí)相位隨調(diào)制信號(hào)線性變化，用PM表示

。頻率調(diào)制和相位調(diào)制都使載波信號(hào)的總瞬時(shí)相位發(fā)生變化，統(tǒng)稱為角度調(diào)制。一、角度調(diào)制的定義調(diào)制信號(hào)：6.1概述t=tω(t)t=0實(shí)軸而該矢量在實(shí)軸上的投影：高頻載波信號(hào)為：二、瞬時(shí)角頻率與瞬時(shí)相位的關(guān)系可用長(zhǎng)度Ucm、與實(shí)軸夾角(t)的旋轉(zhuǎn)矢量表示Ucm矢量初始相位為0，以(t)的角速度繞O反時(shí)針旋轉(zhuǎn)。O瞬時(shí)相位:瞬時(shí)角頻率:6.1概述AM調(diào)制方式中： 屬于頻譜線性搬移過程,調(diào)制信號(hào)寄生于已調(diào)信號(hào)的振幅變化中FMPM調(diào)制方式中：屬于頻譜的非線性搬移過程,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

四、角度調(diào)制的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：相對(duì)振幅調(diào)制而言，抗干擾能力更強(qiáng)。缺點(diǎn)：占用的頻帶寬，頻帶利用率低。三、調(diào)角與調(diào)幅的區(qū)別6.1概述其中：①:載波角頻率，F(xiàn)M波的中心頻率.②：調(diào)頻靈敏度，

單位調(diào)制信號(hào)振幅引起的頻率偏移(rad/s·V)③,瞬時(shí)頻率偏移（簡(jiǎn)稱頻偏）,寄載了調(diào)制信息，表示瞬時(shí)頻率相對(duì)于載波頻率的偏移.④最大頻偏一、調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形載波信號(hào)：調(diào)制信號(hào)：(1)瞬時(shí)角頻率：?jiǎn)晤l時(shí)：6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)調(diào)頻波的一般表達(dá)式：6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)⑥最大相位偏移：?jiǎn)晤l調(diào)制時(shí)，（調(diào)頻指數(shù)）(3)調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表達(dá)式(2)瞬時(shí)相位為分析方便，通常令0=0,⑤：瞬時(shí)相位偏移，

單頻時(shí)：6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)圖6.1.2調(diào)頻信號(hào)波形（a）調(diào)制信號(hào)（b）瞬時(shí)角頻率變化（c）附加相位變化（d）調(diào)頻信號(hào)

u(t)=Um

cost(t)=c+m

cost（4）FM波形6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)二、調(diào)相波的數(shù)學(xué)表達(dá)式載波信號(hào)：調(diào)制信號(hào)：（1）瞬時(shí)相位其中：①：為載波的相位角。

②

：調(diào)相靈敏度，

單位調(diào)制信號(hào)振幅引起的相位偏移（rad/V）③：瞬時(shí)相位偏移，即相對(duì)于

的偏移量④最大相移：

單頻時(shí)：調(diào)相波的一般表達(dá)式：6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)式中：⑤

；PM波瞬時(shí)頻偏⑥最大頻偏:(3)PM波的一般表達(dá)式(2)瞬時(shí)角頻率單頻時(shí)：對(duì)于單一頻率調(diào)制信號(hào)

的PM波：

（調(diào)相指數(shù)）6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)如果設(shè)載波：

，調(diào)制信號(hào)：

FM波

PM波(1)瞬時(shí)頻率：

(2)瞬時(shí)相位：

(3)最大頻偏

(4)最大相移：

(5)表達(dá)式:

三、調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的比較6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)討論：mpΔωmΔωmΩmfΩ（1）FM波：（2）PM波：6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)例1：已知u(t)=5cos(2103t)V，調(diào)角信號(hào)表達(dá)式為uo(t)=10cos[(2106t)+10cos(2103t)]V試判斷該調(diào)角信號(hào)是調(diào)頻信號(hào)還是調(diào)相信號(hào)，并求調(diào)制指數(shù)、最大頻偏、載波頻率和載波振幅。解：=2106t+10cos(2103t)相位偏移正比于調(diào)制信號(hào)，故為調(diào)相信號(hào)。調(diào)相指數(shù)mp=10載波頻率fc

=106(Hz)fm=mpF最大頻偏振幅Ucm

=10V=10103=10kHz6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)例2一組頻率為3003000Hz的余弦調(diào)制信號(hào)，振幅相同，調(diào)頻時(shí)最大頻偏為

75kHz，調(diào)相時(shí)最大相移為

2rad，試求調(diào)制信號(hào)頻率范圍內(nèi)：(1)調(diào)頻時(shí)mf的變化范圍;(2)調(diào)相時(shí)fm的范圍;解：(1)調(diào)頻時(shí)，fm與調(diào)制頻率無關(guān)，恒為75kHz。故(2)調(diào)相時(shí)，mP與調(diào)制頻率無關(guān)，恒為2

。故6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)三、調(diào)角信號(hào)的頻譜與帶寬式中：

稱為以mf為參數(shù)的n階第一類貝塞爾函數(shù)，當(dāng)mf，n一定時(shí)，為定值，其值可以由曲線和函數(shù)表查出。調(diào)相波和調(diào)頻波的頻譜相同，以調(diào)頻波為例：調(diào)制信號(hào)設(shè)載波信號(hào)1.調(diào)角信號(hào)的頻譜6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)Ωωcω調(diào)制信號(hào)uΩ載波ucωcωc+2Ωωc+3Ωωc+4Ωωc-2Ωωc-3Ωωc-4ΩωFM/PM的頻譜ωc-Ωωc+Ω1.調(diào)角信號(hào)的頻譜第一對(duì)邊頻載頻第三對(duì)邊頻第二對(duì)邊頻第五對(duì)邊頻第四對(duì)邊頻6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)組成.(1)信號(hào)的頻譜由載頻

和無限對(duì)上，下邊頻分量各邊頻分量與載頻分量之間的頻率間距為nΩ(2)當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，上、下邊頻分量的振幅相同但極性相反；當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，上、下兩邊頻分量的振幅和極性都相同。(3)載頻分量和各邊頻分量的振幅均隨Jn(mf)而變化調(diào)角的實(shí)質(zhì)：頻譜的非線性搬移過程。調(diào)角信號(hào)頻譜具有的特點(diǎn)：

6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)n增大時(shí)，總趨勢(shì)使邊頻分量振幅減小。m越大，具有較大振幅的邊頻分量就越多；且有些邊頻分量振幅超過載頻分量振幅。6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)凡是振幅小于未調(diào)載波振幅的10%—15%的邊頻分量可以忽略不計(jì)。

常用的工程準(zhǔn)則：

2.調(diào)角波的頻譜寬度當(dāng)n>mf+1時(shí),Jn(mf)隨著n的增大而迅速減小.所以可取調(diào)角波的頻譜寬度：6.2調(diào)角波的基本性質(zhì)3.頻譜寬度與調(diào)制信號(hào)的關(guān)系(1)保持調(diào)制信號(hào)頻率不變，改變(2)保持調(diào)制信號(hào)不變，改變調(diào)制頻率F對(duì)于FM:在不變的條件下，增大F，變化不大。對(duì)于PM:在不變的條件下，增大F，變化較大。（FM的優(yōu)點(diǎn)）（PM的缺點(diǎn)）調(diào)角波的平均功率等于未調(diào)制的載波功率。4.調(diào)角波的平均功率＝1調(diào)制的