《角度調(diào)制與解調(diào)電路ppt課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《角度調(diào)制與解調(diào)電路ppt課件.ppt（34頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、基本內(nèi)容與基本要求：基本內(nèi)容與基本要求：重點(diǎn)與難點(diǎn)：調(diào)角信號(hào)特點(diǎn)；變?nèi)莨苤苯诱{(diào)頻電路的性能重點(diǎn)與難點(diǎn)：調(diào)角信號(hào)特點(diǎn)；變?nèi)莨苤苯诱{(diào)頻電路的性能特點(diǎn)；相位鑒頻器的性能特點(diǎn)。特點(diǎn)；相位鑒頻器的性能特點(diǎn)?；疽笈c基本知識(shí)點(diǎn)：掌握調(diào)角信號(hào)特點(diǎn)（時(shí)域、頻基本要求與基本知識(shí)點(diǎn)：掌握調(diào)角信號(hào)特點(diǎn)（時(shí)域、頻域）及其聯(lián)系、區(qū)別，變?nèi)莨苤苯诱{(diào)頻電路的組成原理及性能域）及其聯(lián)系、區(qū)別，變?nèi)莨苤苯诱{(diào)頻電路的組成原理及性能特點(diǎn)；理解變?nèi)莨荛g調(diào)頻電路的工作原理，相位鑒頻器的電路特點(diǎn)；理解變?nèi)莨荛g調(diào)頻電路的工作原理，相位鑒頻器的電路組成和工作原理。組成和工作原理。角度調(diào)制信號(hào)的基本特性角度調(diào)制信號(hào)的基本特性調(diào)頻波解調(diào)電路調(diào)

2、頻波解調(diào)電路調(diào)角信號(hào)的表達(dá)式調(diào)角信號(hào)的表達(dá)式調(diào)角信號(hào)的頻譜調(diào)角信號(hào)的頻譜調(diào)角信號(hào)的頻譜寬度調(diào)角信號(hào)的頻譜寬度調(diào)頻電路概述調(diào)頻電路概述調(diào)頻電路調(diào)頻電路在正弦波振蕩器中實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻在正弦波振蕩器中實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻間接調(diào)頻電路間接調(diào)頻電路擴(kuò)展最大頻偏擴(kuò)展最大頻偏的方法的方法限幅鑒頻實(shí)現(xiàn)方法概述限幅鑒頻實(shí)現(xiàn)方法概述斜率鑒頻電路斜率鑒頻電路相位鑒頻電路相位鑒頻電路概述概述頻譜變換頻譜變換1頻譜搬移：振幅調(diào)制、解調(diào)、混頻頻譜搬移：振幅調(diào)制、解調(diào)、混頻2非線性變換：角度調(diào)制與解調(diào)非線性變換：角度調(diào)制與解調(diào)頻譜變換電路頻譜變換電路頻譜搬移電路頻譜搬移電路頻譜非線性變換電路頻譜非線性變換電路功功能能用用途途輸入信號(hào)

3、頻譜沿頻輸入信號(hào)頻譜沿頻率軸搬移率軸搬移輸入信號(hào)的頻譜做特定輸入信號(hào)的頻譜做特定的非線性變換的非線性變換調(diào)幅、檢波、混頻調(diào)幅、檢波、混頻角度調(diào)制與解調(diào)電路角度調(diào)制與解調(diào)電路特特點(diǎn)點(diǎn)位位置置兩信號(hào)僅在頻譜線上兩信號(hào)僅在頻譜線上移動(dòng)，不產(chǎn)生與原頻移動(dòng)，不產(chǎn)生與原頻譜無(wú)關(guān)的頻譜分量譜無(wú)關(guān)的頻譜分量頻頻譜譜變變換換，將將產(chǎn)產(chǎn)生生新新的豐富的頻譜分量。的豐富的頻譜分量。第第4章章第第5章章5.1角度調(diào)制信號(hào)的基本特性角度調(diào)制信號(hào)的基本特性5.1.1調(diào)頻信號(hào)和調(diào)相信號(hào)調(diào)頻信號(hào)和調(diào)相信號(hào)5.1.2調(diào)角信號(hào)的頻譜調(diào)角信號(hào)的頻譜5.1.3調(diào)角信號(hào)的頻譜寬度調(diào)角信號(hào)的頻譜寬度5.1.4小結(jié)小結(jié)1角度調(diào)制角度調(diào)制(

4、調(diào)角調(diào)角)(1)調(diào)頻調(diào)頻(FM)：載波信號(hào)的載波信號(hào)的頻率頻率按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化(2)調(diào)相調(diào)相(PM)：載波信號(hào)的載波信號(hào)的相位相位按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化兩種調(diào)制方式統(tǒng)稱為兩種調(diào)制方式統(tǒng)稱為角度調(diào)制角度調(diào)制，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱調(diào)角調(diào)角。調(diào)角優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)調(diào)角優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng) 缺點(diǎn)：頻譜寬度增加缺點(diǎn)：頻譜寬度增加5.1.1調(diào)頻信號(hào)和調(diào)相信號(hào)調(diào)頻信號(hào)和調(diào)相信號(hào)(1)調(diào)調(diào)頻（頻（FM）信號(hào)）信號(hào) 使高頻載波信號(hào)使高頻載波信號(hào)的頻率按調(diào)制信號(hào)的頻率按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律的規(guī)律線性變化，而振幅保持恒定。設(shè)：線性變化，而振幅保持恒定。設(shè)：載波頻率，為調(diào)頻波的中心頻率。載波頻率，為調(diào)

5、頻波的中心頻率。由定義，得調(diào)頻波的角頻率：由定義，得調(diào)頻波的角頻率：?jiǎn)挝徽{(diào)制信號(hào)產(chǎn)生的頻（率）偏（移）；單位調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生的頻（率）偏（移）；單位為單位為 rad/s V。2兩種調(diào)制信號(hào)的基本特性兩種調(diào)制信號(hào)的基本特性：瞬時(shí)頻（率）偏（移）：瞬時(shí)頻（率）偏（移）調(diào)頻波的相位：調(diào)頻波的相位：調(diào)頻信號(hào)表達(dá)式：調(diào)頻信號(hào)表達(dá)式：（2）、調(diào)相信號(hào)）、調(diào)相信號(hào) 使高頻載波信號(hào)使高頻載波信號(hào)的相位按調(diào)制信號(hào)的相位按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律的規(guī)律線性變化，而振幅保持恒定。線性變化，而振幅保持恒定。調(diào)相信號(hào)相位表達(dá)式：調(diào)相信號(hào)相位表達(dá)式：調(diào)相信號(hào)表達(dá)式：調(diào)相信號(hào)表達(dá)式：?jiǎn)挝徽{(diào)制信號(hào)產(chǎn)生的相（位）偏（移）；單位調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生的

6、相（位）偏（移）；：瞬瞬時(shí)時(shí)相相（位位）偏偏（移移）調(diào)相信號(hào)頻率：調(diào)相信號(hào)頻率：Vmcos ct+kf+0類型類型物理量物理量Vm(t)(t)v(t)調(diào)調(diào)幅幅信信號(hào)號(hào)調(diào)調(diào)頻頻信信號(hào)號(hào)調(diào)調(diào)相相信信號(hào)號(hào)Vm0+kav(t)c ct+0Vm0+kav(t)cos(ct+0)恒恒 值值 c+kfv(t)恒恒 值值 ct+kpv(t)+0Vmcos ct+kpv(t)+03三種調(diào)制方法的基本特性，調(diào)頻、調(diào)相的比較三種調(diào)制方法的基本特性，調(diào)頻、調(diào)相的比較調(diào)頻信號(hào)可以看成為調(diào)頻信號(hào)可以看成為 (t)按調(diào)制信號(hào)的時(shí)間按調(diào)制信號(hào)的時(shí)間積分值規(guī)律變化的調(diào)相信積分值規(guī)律變化的調(diào)相信號(hào)號(hào)調(diào)相信號(hào)可看成調(diào)相信號(hào)可看成

7、(t)按調(diào)按調(diào)制信號(hào)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)值規(guī)律變化制信號(hào)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)值規(guī)律變化的調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻信號(hào)相相同同調(diào)調(diào)頻頻信信號(hào)號(hào)調(diào)調(diào)相相信信號(hào)號(hào)(t)和和(t)都同時(shí)變化都同時(shí)變化隨調(diào)制信號(hào)規(guī)律線性變化隨調(diào)制信號(hào)規(guī)律線性變化的物理量的物理量 (t)隨調(diào)制信號(hào)規(guī)律線性變化的隨調(diào)制信號(hào)規(guī)律線性變化的物理量物理量 (t)聯(lián)聯(lián)系系區(qū)區(qū)別別4調(diào)頻與調(diào)相指數(shù)調(diào)頻與調(diào)相指數(shù) 設(shè)單音調(diào)制設(shè)單音調(diào)制:v(t)=V mcos t (1)調(diào)頻調(diào)頻(t)=c+kfV mcos t =c+mcos t式式中中：m=2fm=kfV m，最最大大角角頻頻偏偏，與與調(diào)調(diào)制制信信號(hào)號(hào)振振幅幅V m成正比；成正比；(t)=ct+sin t+0=c

8、t+Mfsin t+0Mf=kfV m/=，調(diào)頻指數(shù)，調(diào)頻指數(shù)，與調(diào)頻波的最與調(diào)頻波的最大相移大相移 m m成正比，與成正比，與 成反比，其值可大于成反比，其值可大于1。v(t)=Vmcos ct+Mfsin t+0按按調(diào)制信號(hào)對(duì)時(shí)間的調(diào)制信號(hào)對(duì)時(shí)間的積分值變化的調(diào)相信號(hào)積分值變化的調(diào)相信號(hào)(2)調(diào)相調(diào)相(t)=ct+kpV mcos t+0 =ct+Mpcos t+0式中，式中，Mp =kpV m：調(diào)相指數(shù)調(diào)相指數(shù)，與與V m成正比成正比；(t)=c-Mp sin t =c-msin t最大角頻偏最大角頻偏 m =Mp =kpV m ，與與V m 成正比。成正比。v(t)=Vmcos(ct+

9、Mpcos t+0)按調(diào)制信號(hào)對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)值變化的調(diào)頻信號(hào)。按調(diào)制信號(hào)對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)值變化的調(diào)頻信號(hào)。單單音音調(diào)調(diào)制制時(shí)時(shí)，兩兩種種已已調(diào)調(diào)信信號(hào)號(hào)的的 (t)和和 (t)均均為為簡(jiǎn)簡(jiǎn)諧波，且諧波，且 m隨隨V m和和 的變化規(guī)律不同。的變化規(guī)律不同。當(dāng)當(dāng)V m一定，一定，由小增大時(shí)：由小增大時(shí)：FM中中的的 m(=kf V m)不不變變，而而Mf(=kfV m/)隨隨 成反比地減小。成反比地減小。PM中中的的Mp(=kpV m)不不變變，而而 m(=Mp)呈呈正正比比地增加。地增加。兩種已調(diào)波均有含義截然不同的兩種已調(diào)波均有含義截然不同的三個(gè)頻率參數(shù)：三個(gè)頻率參數(shù)：載波角頻率載波角頻率 c：瞬

10、時(shí)角頻率變化的平均值。瞬時(shí)角頻率變化的平均值。調(diào)制角頻率調(diào)制角頻率 ：瞬時(shí)角頻率變化的快慢程度。：瞬時(shí)角頻率變化的快慢程度。最大角頻率最大角頻率 m：瞬時(shí)角頻率偏離瞬時(shí)角頻率偏離 c 的最大值。的最大值。5.1.2調(diào)角信號(hào)的頻譜調(diào)角信號(hào)的頻譜1單音調(diào)頻信號(hào)的頻譜單音調(diào)頻信號(hào)的頻譜將將單單音音調(diào)調(diào)制制調(diào)調(diào)頻頻信信號(hào)號(hào)v(t)=Vmcos(ct+Mfsin t)用用指數(shù)函數(shù)表示：指數(shù)函數(shù)表示：v(t)=Vmcos(ct+Mfsin t)是是 的周期性函數(shù)，它的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為的周期性函數(shù)，它的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為式中式中是宗數(shù)為是宗數(shù)為Mf的的n 階第一類貝塞爾函數(shù)階第一類貝塞爾函數(shù)，它滿足等式，

11、它滿足等式Jn(Mf)=因而，調(diào)頻波的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為因而，調(diào)頻波的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為v(t)=VmRe(Mf)ej(ct+n t)t=Vmcos(c+n)tv(t)=Vmcos(c+n)t=VmJ0(Mf)cos ct 載頻載頻+VmJ1(Mf)cos(c+)t-cos(c-)t第一對(duì)邊頻第一對(duì)邊頻+VmJ2(Mf)cos(c+2)t+cos(c-2)t第第二二對(duì)對(duì)邊邊頻頻+VmJ3(Mf)cos(c+3)t-cos(c-3)t第第三三對(duì)對(duì)邊邊頻頻+單音調(diào)頻信號(hào)的頻譜由單音調(diào)頻信號(hào)的頻譜由載波載波分量分量和無(wú)數(shù)對(duì)和無(wú)數(shù)對(duì)邊頻邊頻分量分量組成組成:n 為為奇奇數(shù)數(shù)的的上上、下下邊邊帶帶分分量

12、量的的振振幅幅相相等等，極極性性相相反反；而而n 為偶數(shù)的上、下邊頻分量的振幅相等，極性相同。為偶數(shù)的上、下邊頻分量的振幅相等，極性相同。載載波波和和各各邊邊頻頻分分量量振振幅隨幅隨Mf變化情況。變化情況。當(dāng)當(dāng)Mf=0.5，1，5時(shí)調(diào)頻信號(hào)頻譜：時(shí)調(diào)頻信號(hào)頻譜：頻頻譜譜不不再再是是調(diào)調(diào)制制信信號(hào)號(hào)頻頻譜譜的的簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單搬搬移移，而而是是由由載載波波分分量量和和無(wú)無(wú)數(shù)數(shù)對(duì)對(duì)邊邊頻頻分分量量所所組組成成，每每一邊頻之間相隔一邊頻之間相隔。n 為為奇奇數(shù)數(shù)的的上上、下下邊邊頻頻分分量量振振幅幅相相等等，極極性性相相反反；而而n 為偶數(shù)的上、下邊頻分量振幅相等，極性相同。為偶數(shù)的上、下邊頻分量振幅相等，

13、極性相同。n 次次邊邊頻頻分分量量的的振振幅幅與與貝貝塞塞爾爾函數(shù)值函數(shù)值Jn(Mf)成比例。成比例。載載波波與與各各邊邊頻頻分分量量的的振振幅幅均均與與調(diào)調(diào)頻頻指指數(shù)數(shù)Mf有有關(guān)關(guān)。Mf越越大大，有有效效邊邊頻分量越多。頻分量越多。對(duì)于于某某些些Mf值，載波波或或某某邊頻振幅振幅為零。零。1調(diào)調(diào)頻（頻（FM）信號(hào)）信號(hào)載波頻率，為調(diào)頻波的中心頻率。載波頻率，為調(diào)頻波的中心頻率。調(diào)頻波的角頻率：調(diào)頻波的角頻率：?jiǎn)挝徽{(diào)制信號(hào)產(chǎn)生的頻（率）偏（移）；單位調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生的頻（率）偏（移）；單位為單位為 rad/s V一一調(diào)角信號(hào)的基本特性調(diào)角信號(hào)的基本特性單音調(diào)制的調(diào)頻波單音調(diào)制的調(diào)頻波 (t)=c+

14、kfV mcos t =c+mcos t m=2fm=kfV m，最大角頻偏最大角頻偏(t)=ct+sin t+0=ct+Mfsin t+0Mf=kfV m/=，調(diào)頻指數(shù)。調(diào)頻指數(shù)。v(t)=Vmcos ct+Mfsin t+02 調(diào)調(diào)相相（PM）信號(hào)信號(hào)調(diào)相信號(hào)相位：調(diào)相信號(hào)相位：?jiǎn)挝徽{(diào)制信號(hào)產(chǎn)生的相（位）偏（移）；單位調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生的相（位）偏（移）；按調(diào)制信號(hào)對(duì)時(shí)間的積分值變化的調(diào)相信號(hào)。按調(diào)制信號(hào)對(duì)時(shí)間的積分值變化的調(diào)相信號(hào)。單音調(diào)制的調(diào)相波單音調(diào)制的調(diào)相波(t)=ct+kpV mcos t+0 =ct+Mpcos t+0(t)=c-Mp sin t =c-msin t最大角頻偏最大角頻

15、偏 m =Mp =kpV m ，與與V m 成正比。成正比。v(t)=Vmcos(ct+Mpcos t+0)按調(diào)制信號(hào)對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)值變化的調(diào)頻信號(hào)。按調(diào)制信號(hào)對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)值變化的調(diào)頻信號(hào)。Mp =kpV m：調(diào)相指數(shù)，與調(diào)相指數(shù)，與V m成正比；成正比；2調(diào)頻信號(hào)的平均功率調(diào)頻信號(hào)的平均功率根根據(jù)據(jù)帕帕塞塞瓦瓦爾爾定定理理，調(diào)調(diào)頻頻信信號(hào)號(hào)的的平平均均功功率率等等于于各各頻頻譜譜分分量平均功率之和，在單位電阻上，其值為量平均功率之和，在單位電阻上，其值為由由第一類貝塞爾函數(shù)第一類貝塞爾函數(shù)的特性：的特性：即即當(dāng)當(dāng)Vm一一定定時(shí)時(shí)，調(diào)調(diào)頻頻波波的的平平均均功功率率等等于于未未調(diào)制時(shí)的載波功率，其

16、值與調(diào)制時(shí)的載波功率，其值與Mf無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。1調(diào)角信號(hào)的頻寬調(diào)角信號(hào)的頻寬 忽忽略略振振幅幅小小于于 Vm(為為某某一一小小值值)的的邊邊頻頻分分量量，則則調(diào)調(diào)角角信號(hào)實(shí)際占據(jù)的有效頻譜寬度為信號(hào)實(shí)際占據(jù)的有效頻譜寬度為 :L：有效邊頻對(duì)分量的數(shù)目，有效邊頻對(duì)分量的數(shù)目，F(xiàn)：調(diào)制頻率。調(diào)制頻率。在在高高質(zhì)質(zhì)量量通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)中中，取取 =0.01，相相應(yīng)應(yīng)的的BW 用用BW0.01表示；表示；在在中中等等質(zhì)質(zhì)量量通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)中中，取取 =0.1，相相應(yīng)應(yīng)的的BW 用用BW0.1表示。表示。5.1.3調(diào)角信號(hào)的頻譜寬度調(diào)角信號(hào)的頻譜寬度BW=2LF圖圖5-1-5L隨隨M的變化特性的變化特性2卡森公式卡森公式 若若L 不不是是正正整整數(shù)數(shù)，則則應(yīng)應(yīng)該該用用大大于于并并最最靠靠近該值的正整數(shù)取代。近該值的正整數(shù)取代。當(dāng)當(dāng)n M+1時(shí)時(shí)，Jn(M)恒恒小小于于0.1。工工程程上上，為為了了方方便便起起見(jiàn)，調(diào)角信號(hào)的有效頻譜寬度可用見(jiàn)，調(diào)角信號(hào)的有效頻譜寬度可用卡森公式卡森公式進(jìn)行估算進(jìn)行估算BWCR=2(M+1)F 當(dāng)當(dāng)M 1時(shí)：有時(shí)：有 BWCR 2MF=2 fm(M=)稱為稱為寬帶調(diào)