《幅调制解调及混频》PPT课件.ppt

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1、第第6章章 角度调制与解角度调制与解调调10/30/202216.1 6.1 概述概述初相初相初相初相角频角频角频角频率率率率振幅振幅振幅振幅瞬时瞬时瞬时瞬时相位相位相位相位调频调频(FM):(FM):调相调相(PM):(PM):10/30/202226.2.2 调角信号的分析与特点调角信号的分析与特点设设 高频载波为高频载波为:1.调频波调频波(FM)调制信号为调制信号为:v调频信号的瞬时角频率调频信号的瞬时角频率:v瞬时相位瞬时相位:v调频信号调频信号:比例比例比例比例常数常数常数常数调频调频调频调频指数指数指数指数最大最大最大最大频偏频偏频偏频偏最大最大最大最大相偏相偏相偏相偏6.2 6

2、.2 调角信号分析调角信号分析10/30/202236.2 调角信号分析调角信号分析-6.2.2 调角信号的分析与特点调角信号的分析与特点设设 高频载波为高频载波为:2.调相波（调相波（PM）调制信号为调制信号为:v瞬时相位瞬时相位:v瞬时角频率瞬时角频率:v调相信号调相信号:比例比例比例比例常数常数常数常数调调调调相相相相指指指指数数数数最大最大最大最大相偏相偏相偏相偏最大最大最大最大频偏频偏频偏频偏10/30/202246.2 调角信号分析调角信号分析-6.2.2 调角信号的分析与特点调角信号的分析与特点3.调频波与调相波的比较调频波与调相波的比较调频波调频波(FM)调相波（调相波（PM）

3、瞬时瞬时频率频率瞬时瞬时相位相位最大相偏最大相偏(调制指数调制指数)最大最大频偏频偏表达表达式式10/30/202256.2 调角信号分析调角信号分析-6.2.2 调角信号的分析与特点调角信号的分析与特点调频波与调相波波形调频波与调相波波形10/30/202266.2 调角信号分析调角信号分析-6.2.2 调角信号的分析与特点调角信号的分析与特点例例1已知调频波的数学表达式为已知调频波的数学表达式为:试求该调频波的最大频偏试求该调频波的最大频偏 fm;若已知若已知 ，求调制，求调制信号和高频载波的数学表达式。信号和高频载波的数学表达式。10/30/202276.2 调角信号分析调角信号分析调角

4、波的频谱与频谱宽度调角波的频谱与频谱宽度1.调角波的频谱调角波的频谱统一的调角波表示式：统一的调角波表示式：u(t)=Ucmcos(ct+msint)展开：展开：u(t)=Ucmcos(msint)cosct-sin(msint)sinct 利用贝塞尔函数理论中的两个公式利用贝塞尔函数理论中的两个公式:cos(msin t)=J0(m)+2J2(m)cos2t+2J4(m)cos4t+sin(msint)=2J1(m)sint+2J3(m)sin3t+2J5(m)sin5t+10/30/202286.2 调角信号分析调角信号分析调角波的频谱与频谱宽度调角波的频谱与频谱宽度贝赛尔函数曲线贝赛尔函

5、数曲线cos(msin t)=J0(m)+2J2(m)cos2t+2J4(m)cos4t+sin(msint)=2J1(m)sint+2J3(m)sin3t+u(t)=Ucmcos(msint)cosct-sin(msint)sinct10/30/202296.2 调角信号分析调角信号分析调角波的频谱与频谱宽度调角波的频谱与频谱宽度(1)窄带调制窄带调制(m m+1以上各阶边频的幅度均小于载频幅度以上各阶边频的幅度均小于载频幅度的的10%，因而可以忽略。在此情况下，调角信号的有效频谱，因而可以忽略。在此情况下，调角信号的有效频谱宽度为：宽度为：10/30/2022116.2 调角信号分析调角信

6、号分析调角波的频谱与频谱宽度调角波的频谱与频谱宽度 例例2 已已知知音音频频调调制制信信号号的的最最高高频频率率fmax=15kHz,载载波波频频率率为为f=100kHz,若若要要求求最最大大频频偏偏fm=45kHz,求求出出相相应应调调频频信信号的调频指数号的调频指数mf、带宽、带宽BW,并画出其对应的频谱图。并画出其对应的频谱图。10/30/2022126.3 调频电路调频电路6.3.1 实现调频，调相的方法实现调频，调相的方法调频电路：调频电路：频率调制器频率调制器相位调制器相位调制器频率调制器频率调制器微分器微分器相位调制器相位调制器积分器积分器调相电路：调相电路：直接调频直接调频间接

7、调频间接调频直接调相直接调相间接调相间接调相10/30/2022136.3 调频电路调频电路6.3.2 调频电路调频电路结电容结电容Cj与在其两端所加反偏电压与在其两端所加反偏电压u之间的关系之间的关系:设在变容二极管上加的调制信号电压为：设在变容二极管上加的调制信号电压为：则：则：1.1.变容二极管直接调频电路变容二极管直接调频电路10/30/2022146.3 调频电路调频电路.2 调频电路调频电路结电容结电容Cj为为:（结电容调制度：（结电容调制度：，静态结电容：），静态结电容：）振荡频率：振荡频率：（中心频率：）（中心频率：）10/30/2022156.3 调频电路调频电路2.间接调频

8、方法间接调频方法.2 调频电路调频电路10/30/2022166.3 调频电路调频电路3.变容二极管调相网络变容二极管调相网络.2 调频电路调频电路10/30/202217Zc()Z()ccLC回路中心角频率回路中心角频率(t)与与c的变化关系的变化关系6.3 调频电路调频电路.2 调频电路调频电路10/30/2022186.4 调频波的解调原理及电路调频波的解调原理及电路6.4.1 调频波解调方法调频波解调方法1.鉴频方法鉴频方法(1)振幅鉴频振幅鉴频：将等幅的：将等幅的FM变换成振幅随瞬时频率变化的变换成振幅随瞬时频率变化的 FMAM，再进行振幅检波。，再进行振幅检波。10/30/2022

9、196.4 调频波的解调原理及电路调频波的解调原理及电路-6.4.1-6.4.1 鉴频方法及其实现模型鉴频方法及其实现模型(2)相位鉴频：利用频率相位鉴频：利用频率-相位变换网络将相位变换网络将FM变换为变换为FM PM，再变换为电压变化。，再变换为电压变化。(3)移相乘积鉴频：利用移相器将移相乘积鉴频：利用移相器将FM进行进行90o相移相移,与原输入与原输入信信 号相乘号相乘.相乘器相乘器90o相移相移LFTuFMu10/30/2022206.4 调频波的解调原理及电路调频波的解调原理及电路-6.4.1-6.4.1 鉴频方法及其实现模型鉴频方法及其实现模型2.鉴频器主要特性鉴频器主要特性(1

10、)灵敏度：灵敏度：(2)线性范围：鉴频特性近于直线的频率范围。线性范围：鉴频特性近于直线的频率范围。(3)非线性失真。非线性失真。鉴频特性曲线鉴频特性曲线10/30/2022216.4 调频波的解调原理及电路调频波的解调原理及电路6.4.2 振幅鉴频器振幅鉴频器失谐回路鉴频法（斜率鉴频法）失谐回路鉴频法（斜率鉴频法）工作区工作区10/30/2022226.4 调频波的解调原理及电路调频波的解调原理及电路-6.4.2-6.4.2 振幅鉴频器振幅鉴频器2.双失谐回路振幅鉴频器双失谐回路振幅鉴频器+-+-+-10/30/2022236.4 调频波的解调原理及电路调频波的解调原理及电路6.4.3 相位

11、鉴频器相位鉴频器1 乘积型鉴相器乘积型鉴相器10/30/2022246.4 调频波的解调原理及电路调频波的解调原理及电路-6.4.3 相位鉴频器相位鉴频器2 叠加型相位鉴频法叠加型相位鉴频法令放大器和令放大器和变换变换网网络络的中的的中的谐谐振回路都振回路都调谐调谐在在调频调频波的中心角波的中心角频频率率c上，上，假假设设：u1(t)=U1cos(c+kfu)t+0则则根据互感耦合根据互感耦合电电路等效原理，有：路等效原理，有：u2(t)=U2cos(c+kfu)t+0+/2-(t)10/30/2022256.4 调频波的解调原理及电路调频波的解调原理及电路-6.4.3 相位鉴频器相位鉴频器1

12、0/30/2022266.4 调频波的解调原理及电路调频波的解调原理及电路6.4.4 脉冲计数式鉴频器脉冲计数式鉴频器10/30/2022276.4 调频波的解调原理及电路调频波的解调原理及电路6.4.4 脉冲计数式鉴频器脉冲计数式鉴频器10/30/2022286.5 调频制的特殊电路调频制的特殊电路6.5.1 限幅电路限幅电路典型的限幅特性典型的限幅特性限幅电压限幅电压10/30/2022296.5 调频制的特殊电路调频制的特殊电路6.5.2 预加重与去加重电路预加重与去加重电路PinNinPinNinPoNoNo=k f 2NinNoPo信道信道噪声噪声鉴频器鉴频器调频器调频器H1(w)去加重去加重Po=k P H2(w)预加重预加重P10/30/2022306.5 调频制的抗干扰性及特殊电路调频制的抗干扰性及特殊电路1.预加重网络及其频率特性预加重网络及其频率特性-6.5.3 预加重与去加重电路预加重与去加重电路10/30/2022316.5 调频制的抗干扰性及特殊电路调频制的抗干扰性及特殊电路-6.5.3 预加重与去加重电路预加重与去加重电路2.去加重网络及其频率特性去加重网络及其频率特性10/30/202232