1、21.1.为何要调制为何要调制？音频等信息源频率较低，不适宜直接远距离传播音频等信息源频率较低，不适宜直接远距离传播频段划分的需要频段划分的需要2.2.调制与解调的定义？调制与解调的定义？将低频信号搬移上高频段，被高频信号携带进行将低频信号搬移上高频段，被高频信号携带进行传播，叫传播，叫调制调制。将低频信号从将低频信号从高频载波上移下高频载波上移下的过程，叫的过程，叫解调解调，是调制的逆过程。是调制的逆过程。振幅调制原理振幅调制原理调幅与解调幅电路调幅与解调幅电路角度调制原理角度调制原理调频与解调频电路调频与解调频电路数字调制与解调、电路设计数字调制与解调、电路设计调制解调工程设计仿真（仿真课
2、）调制解调工程设计仿真（仿真课）振幅调制原理振幅调制原理调幅与解调幅电路调幅与解调幅电路角度调制原理角度调制原理调频与解调频电路调频与解调频电路数字调制与解调、电路设计数字调制与解调、电路设计调制解调工程设计仿真（仿真课）调制解调工程设计仿真（仿真课）5普通调幅波的表达式、功率与效率计算普通调幅波的表达式、功率与效率计算三种调幅波的波形图、频谱图三种调幅波的波形图、频谱图6调幅定义调幅定义用低频信号去控制高频载波信号的振幅，使用低频信号去控制高频载波信号的振幅，使载波的载波的振幅随调制信号成正比变化振幅随调制信号成正比变化。7令令调制信号调制信号又令又令载波信号载波信号调幅波振幅调幅波振幅(包
3、络包络)（与调制信号成比例与调制信号成比例）FFtUtUtumm22coscos)(ccccmccmCftfUtUtu22coscos)()cos1(cos)(tUUkUtUkUtUcmmacmmacmAM8普通调幅波的表达式、功率与效率计算普通调幅波的表达式、功率与效率计算三种调幅波的波形图、频谱图三种调幅波的波形图、频谱图9)cos1()cos1(cos)(tmUtUUkUtUkUtUacmcmmacmmacmAMamcmmaaUUkm1）调幅信号振幅表达式变形）调幅信号振幅表达式变形3）已调波表示式？）已调波表示式？（注：调幅后载波频率未变）（注：调幅后载波频率未变）ttmUttUuca
4、cmcAMAMcos)cos1(cos)(2）意义：表示载波振幅受调制信号控制的程度意义：表示载波振幅受调制信号控制的程度am10ttmUttUucacmcAMAMcos)cos1(cos)(11tUmtUmtUuccmaccmaccmAM)cos(21)cos(21cos1.组成：组成：载波载波 上下两个边频上下两个边频2.调幅的实质是调幅的实质是频谱搬移的过程频谱搬移的过程3.频带的概念频带的概念4.多频点调制波形多频点调制波形扩展扩展（波形如何？）（波形如何？）思路？思路？12max2 BW多频点合多频点合成波形成波形频谱？频谱？13载波分量功率载波分量功率上下边频分量功率上下边频分量功
5、率总功率总功率【结论结论】发送功率中相当一部分被不携带信息的载波分发送功率中相当一部分被不携带信息的载波分量占用，非常不经济。量占用，非常不经济。（解决办法在哪里？）解决办法在哪里？）LcmcRUP221caLcmaLcmaPmRUmRUmPP22222141811)2(21CaCPmPPPP)21(221答案：改进调幅发射方式。答案：改进调幅发射方式。14普通调幅波的表达式、功率与效率计算普通调幅波的表达式、功率与效率计算三种调幅波的波形图、频谱图三种调幅波的波形图、频谱图15 普通调幅普通调幅 （Amplitude ModulationAmplitude Modulation，缩写为，缩写
6、为AM)AM)双边带调幅双边带调幅 (Double Side Band AM,(Double Side Band AM,缩写为缩写为DSB)DSB)单边带调幅单边带调幅 (Single Side Band AM(Single Side Band AM，缩写为，缩写为SSB)SSB)残留单边带调幅残留单边带调幅 (Vestigial Single Side Band AM,(Vestigial Single Side Band AM,缩写缩写 VSB)VSB)改进目的改进目的？进一步提高调幅发射效率！进一步提高调幅发射效率！16采用乘法器直采用乘法器直接将载频与调接将载频与调制信号相乘制信号相乘
7、ttUAUtUtAUuAuucccmmccmmcDSB)cos()cos(21coscos-DSB/SC(Suppressed Carrier)17优点优点 发送功率利用率提高发送功率利用率提高ttUAUtUtAUuAuucccmmccmmcDSB)cos()cos(21coscos1)存在存在180deg相位突变点相位突变点;2)包络变化不反映调制信号包络变化不反映调制信号的变化；的变化；3）带宽仍为：）带宽仍为：BDSB=2Fmax不足不足18产生方法产生方法：1.1.滤波法滤波法（发射之前先滤波，最简单）（发射之前先滤波，最简单）2.2.相移法相移法3.3.相移滤波法相移滤波法滤波法原理
8、滤波法原理tUAUuccmmSSBH)cos(21tUAUuccmmSSBL)cos(21（SSB/SC-AM）1920残留边带调制是介于单边带调制与双边带调制之间的一种残留边带调制是介于单边带调制与双边带调制之间的一种调制方式，它既克服了调制方式，它既克服了DSBDSB信号占用频带宽的问题，又解决信号占用频带宽的问题，又解决了单边带滤波器不易实现的难题。了单边带滤波器不易实现的难题。在残留边带调制中，除了传送一个边带外，还保留了另外在残留边带调制中，除了传送一个边带外，还保留了另外一个边带的一部分。对于具有低频及直流分量的调制信号，一个边带的一部分。对于具有低频及直流分量的调制信号，用滤波法
9、实现单边带调制时所需要的过渡带无限陡的理想用滤波法实现单边带调制时所需要的过渡带无限陡的理想滤波器，在残留边带调制中已不再需要，这就避免了实现上滤波器，在残留边带调制中已不再需要，这就避免了实现上的困难。的困难。2122调制与解调的意义？高频载频信号的3个可供选择的调制对象：（幅度、频率与相位）调幅的表达式、波形、频谱；调幅信号的功率分配；调幅信号的几种改进电路的思路、特点与应用5.2 ，5.3 调幅与解调幅电路调幅与解调幅电路振幅调制原理振幅调制原理调幅与解调幅电路调幅与解调幅电路角度调制原理角度调制原理调频与解调频电路调频与解调频电路数字调制与解调、电路设计数字调制与解调、电路设计调制解调
10、工程设计仿真（仿真课）调制解调工程设计仿真（仿真课）调幅电路调幅电路调幅信号生成原理实际调幅电路解调幅（检波）电路解调幅（检波）电路包络检波同步检波调幅电路调幅电路调幅信号生成原理实际调幅电路解调幅（检波）电路解调幅（检波）电路包络检波同步检波普通调幅信号 AM双边带信号 DSB单边带信号 SSB30由上式可见由上式可见,将调制信号与直流相加后将调制信号与直流相加后,再与载再与载波信号相乘波信号相乘,即可即可实现普通调幅实现普通调幅。)cos1()cos1(cos)(tmUtUUkUtUkUtUacmcmmacmmacmAMttmUttUucacmcAMAMcos)cos1(cos)(注意两个
11、表注意两个表达式区别！达式区别！31由上式可见由上式可见,将调制信号与载波信号直接相乘将调制信号与载波信号直接相乘,即可即可实现实现DSBDSB信号信号。ttUAUtUtAUuAuucccmmccmmcDSB)cos()cos(21coscos32优点：优点：缺点各是如何？。缺点各是如何？。33优点：优点：缺点各是如何？。缺点各是如何？。34优点：优点：缺点各是如何？。缺点各是如何？。35MotorolaMotorola公司公司MC1496/1596(MC1496/1596(国内同类型号是国内同类型号是XFC-1596),MC1495/1595(XFC-1596),MC1495/1595(国内
12、同类型号是国内同类型号是BG314)BG314)36调幅电路调幅电路调幅信号生成原理实际调幅电路解调幅（检波）电路解调幅（检波）电路包络检波同步检波38调幅波的解调，称调幅波的解调，称检波检波，为调幅的逆过程。，为调幅的逆过程。检波分类与原理检波分类与原理 1 1）大信号）大信号包络检波包络检波 (重点重点)已调波的幅度高于已调波的幅度高于500500mVmV以上。以上。2 2）小信号）小信号同步检波同步检波 已调波的幅度一般几十已调波的幅度一般几十mVmV左右。左右。39工作原理工作原理类似二极管整流滤波电路，利用了二极管类似二极管整流滤波电路，利用了二极管单向导电单向导电特特性。性。充放电
13、时常充放电时常数不一样，数不一样，充电快，充电快，放电慢。放电慢。40cmamdUmU检波效率：modUU滤波效率：【回顾】整流411 1.c cRCRC的影响的影响 RCRC越大，放电越慢，越大，放电越慢，c c越大，放电时间短。越大，放电时间短。2.2.检波管的影响检波管的影响 正向电阻小好（充电快）正向电阻小好（充电快）反向电阻大好反向电阻大好 （减小放电二极管的漏电）（减小放电二极管的漏电）3.3.输入信号输入信号U Ui i的影响的影响 U Ui i 幅值小时，幅值小时，r rD D偏大，不偏大，不 利于充电而提高效率。利于充电而提高效率。42分类分类1 1）大信号检波失真大信号检波
14、失真 （重点掌握）（重点掌握）A A）对角线失真（惰性失真）对角线失真（惰性失真）B B）割底失真）割底失真 （参考网络、拓展阅读）（参考网络、拓展阅读）43失真原理失真原理 放电时常数过大，导致放电过慢形成。放电时常数过大，导致放电过慢形成。解决办法解决办法 降低放电时常数，降低放电时常数，使放电速率快于使放电速率快于 包络下降速率包络下降速率不失真条件不失真条件aammRC21441 1）大信号包络检波）大信号包络检波 实用电路实用电路R Ri i：为后级电路输入电阻，：为后级电路输入电阻，此处作为检波负载。此处作为检波负载。C CC C：隔离：隔离U Uo o中的直流分量，中的直流分量，
15、只让交流成份送至后级处理，只让交流成份送至后级处理，C CC C的容抗要求远小于的容抗要求远小于R Ri i阻抗阻抗以便于交流无损通过，所以以便于交流无损通过，所以C CC C容值较大容值较大 2）割底失真引入）割底失真引入45失真原理失真原理 对于直流而言，对于直流而言，C CC C近似近似可看作直流电压源，将该直可看作直流电压源，将该直流电压源与流电压源与R RL L与与R Ri i作端口等作端口等效电路：效电路：当当U Ui i=E E 471.1.在检波器与下一级电路之间插入一级射随器在检波器与下一级电路之间插入一级射随器,即即增大后级电路交流输入电阻增大后级电路交流输入电阻R Ri
16、i的值；的值；482.2.将检波器直流负载将检波器直流负载R R分成分成R R1 1和和R R2 2两部分。显然两部分。显然,在直在直流负载不变的情况下流负载不变的情况下,改进后电路的交流负载改进后电路的交流负载 比原电路（比原电路（R R/R RL L）增大。）增大。LLRRRRR221,2.01.021RR通常【思考思考】比值是否越大越好？比值是否越大越好？【答案答案】比值过大会导致比值过大会导致后级信号减小过多。后级信号减小过多。49【目的目的】为了使二极管峰值包络检波器能正常工为了使二极管峰值包络检波器能正常工作作,避免失真避免失真,必须根据输入调幅信号的工作必须根据输入调幅信号的工作
17、频率与调幅指数以及实际负载频率与调幅指数以及实际负载R RL L,正确选择正确选择二极管和二极管和R R、C C、C Cc c的值。的值。50【例题例题】已知普通调幅信号载频已知普通调幅信号载频f fc c=465=465KHKHz,z,调制信调制信号频率范围为号频率范围为300 300 H Hz z3400 3400 H Hz,z,mma a=0.3,=0.3,R RL L=10=10 K K,如何确定改进型峰值包络检波器有关元器件参如何确定改进型峰值包络检波器有关元器件参数数?解：解：一般可按以下步骤进行一般可按以下步骤进行:511)检波二极管通常选正向电阻小检波二极管通常选正向电阻小(5
18、00(500 以下以下)、反向电阻大反向电阻大(500(500K K 以上以上)、结电容小的点接触型锗二极管、结电容小的点接触型锗二极管,注意最高工注意最高工作频率应满足要求。作频率应满足要求。2)2)RCRC时间常数应同时满足以下两个条件时间常数应同时满足以下两个条件:电容电容C C对载频信号应近似短路对载频信号应近似短路,故应有：故应有：通常取通常取 ;为避免惰性失真为避免惰性失真,应有：应有：。代入已知条件代入已知条件,可得可得(17(1734)34)1010-6-6 RCRC0.150.151010-3-3 ,1,1ccRCRc即cRC105max21aammRC523)3)设设 即即
19、 ,。为避免底部切割失真为避免底部切割失真,应有应有 ,其中其中 。代入已知条件代入已知条件,可得可得R R63k63k。因为检波器输入电阻因为检波器输入电阻R Ri i不应太小不应太小,而而 ,所以所以R R不能太小。不能太小。取取R R=6k,=6k,另取另取C C=0.01 F,=0.01 F,这样这样,RCRC=0.06=0.061010-3-3,满足上满足上一步对时间常数的要求。一步对时间常数的要求。因此因此,R R1 1=1=1K K,R R2 2=5=5K K。2.021RR61RR 652RR RRmaLLRRRRRR221diRR21534)4)C Cc c的取值应使低频调制
20、信号能的取值应使低频调制信号能 有效地耦合到有效地耦合到R RL L上上,即满足即满足:一般取一般取 ：C Cc c=47F=47F LCRCmin1LCRCmin1即54工作原理工作原理在接收机端需要存在一个在接收机端需要存在一个与载频同频同相的参考信与载频同频同相的参考信号，该信号与调幅波相乘号，该信号与调幅波相乘后经由低通滤波器输出。后经由低通滤波器输出。（乘法器实现同步检波）（乘法器实现同步检波）2)2cos(2)2cos(2coscos1 2coscos)cos1()()()(cos)(2220tmtmttmUUktUttmUktutuktutUtucacacarmcmcrmcacm
21、rAMcrmr55U Uo o(t)(t)中包含中包含,2,2c c,2,2c c 几个频率分量。几个频率分量。用低通滤波器取出直流和用低通滤波器取出直流和 分量分量,再去掉直流再去掉直流分量分量,就可恢复原调制信号。就可恢复原调制信号。同步检波优点同步检波优点 避免包络检波中的避免包络检波中的 惰性失真与底部切割失真。惰性失真与底部切割失真。2)2cos(2)2cos(2coscos1 2coscos)cos1()()()(cos)(2220tmtmttmUUktUttmUktutuktutUtucacacarmcmcrmcacmrAMcrmr56【思考思考】如果参考信号与载频如果参考信号与
22、载频不同频或不同相可否？为何？不同频或不同相可否？为何？答：1）务必同频，否则无分量；2）如果同频不同相,有一相位差,即ur=Urmcos(ct+),则乘法器输出中的分量为 k2UcmUrmMacoscost。若是一常数,即同步信号与发射端载波的相位差始终保持恒定,则解调出来的分量仍与原调制信号成正比,只不过振幅有所减小；若=90,cos=0,分量也就为零了；若是随时间变化的,即同步信号与发射端载波之间的相位差不稳定,则解调出来的分量就不能正确反映调制信号。2)2cos(2)2cos(2coscos1 2coscos)cos1()()()(cos)(2220tmtmttmUUktUttmUkt
23、utuktutUtucacacarmcmcrmcacmrAMcrmr571 1）接收机采用同发射机相同高精度晶振的方法；）接收机采用同发射机相同高精度晶振的方法；2 2）发送边带信号的同时，发送载频信号的一部分）发送边带信号的同时，发送载频信号的一部分作为导频；作为导频；如何做到同频以及同相？如何做到同频以及同相？58理解理解检波定义检波定义理解理解检波分类与工作原理检波分类与工作原理 -大信号包络检波大信号包络检波 (要求掌握要求掌握)/)/小信号同步检波小信号同步检波掌握掌握检波效率、检波失真等基本概念检波效率、检波失真等基本概念【扩展扩展】了解了解 改进型包络检波器的电路设计改进型包络检
24、波器的电路设计59思考思考能否设计一种电路：既可以实现解调幅，还能否设计一种电路：既可以实现解调幅，还可以同时整流滤波产生电源电压？可以同时整流滤波产生电源电压？整流整流/滤波滤波/稳压，产生直流电压稳压，产生直流电压给其供电给其供电信号接收机信号接收机 不用电源不用电源！，！，无线携能通信无线携能通信【军事应用价值在哪？军事应用价值在哪？】4.4 and 4.5角度调制原理角度调制原理振幅调制原理振幅调制原理调幅与解调幅电路调幅与解调幅电路角度调制原理角度调制原理调频与解调频电路调频与解调频电路数字调制与解调、电路设计数字调制与解调、电路设计调制解调工程设计仿真（仿真课）调制解调工程设计仿真
25、（仿真课）63)cos()cos1()cos()(00ttmUttUucacmcAMAM0)cos(costtkUuccmFM)cos(cos0tktUuccmPM)cos(0tUuccmctUumcos64调频与调相调频与调相 表达式、波形图及频谱表达式、波形图及频谱 1 1调频与调相一致性的理解调频与调相一致性的理解 2 2调频波数学表达式调频波数学表达式 3 3调相波数学表达式调相波数学表达式 4 4调频与调相信号参数对比调频与调相信号参数对比调角波频谱与带宽调角波频谱与带宽调角波功率调角波功率65)(cos)cos()(:tUtUtumm设载波表达式 无论频率的变化还是相位的变化，都可
26、以归结无论频率的变化还是相位的变化，都可以归结为载波为载波总相角总相角的变化，所以调频与调相统称的变化，所以调频与调相统称“角度调制角度调制”。66调频与调相调频与调相 表达式、波形图及频谱表达式、波形图及频谱 1 1调频与调相一致性的理解调频与调相一致性的理解 2 2调频波数学表达式调频波数学表达式 3 3调相波数学表达式调相波数学表达式 4 4调频与调相信号参数对比调频与调相信号参数对比调角波频谱与带宽调角波频谱与带宽调角波功率调角波功率67)sincos()sincos()coscos(cos)()(),()(,cos)(,cos)(000tmtUtUktUtdtUktUutdtUktd
27、ttttukttUtutUtufccmmfccmtmfccmFMttmfcfcmccmc所以调频信号为：所以瞬时相位为：率为：则调频信号的瞬时角频调制信号为设载频信号为)(tukfcc68调频与调相调频与调相 表达式、波形图及频谱表达式、波形图及频谱 1 1调频与调相一致性的理解调频与调相一致性的理解 2 2调频波数学表达式调频波数学表达式 3 3调相波数学表达式调相波数学表达式 4 4调频与调相信号参数对比调频与调相信号参数对比调角波频谱与带宽调角波频谱与带宽调角波功率调角波功率mpppccmmpccmPMpcmccmcUkmtmtUtUktUutuktttUtutUtu其中所以调相信号为：
28、为：则调相信号的瞬时相位调制信号为设载频信号为)coscos()coscos()()(,cos)(,cos)(tUkdttUdkdttdukdttdtmpcmpcpcsin)cos()()()(率为：则调相信号的瞬时角频)(tukttpcc70调频与调相调频与调相 表达式、波形图及频谱表达式、波形图及频谱 1 1调频与调相一致性的理解调频与调相一致性的理解 2 2调频波数学表达式调频波数学表达式 3 3调相波数学表达式调相波数学表达式 4 4调频与调相信号参数对比调频与调相信号参数对比调角波频谱与带宽调角波频谱与带宽调角波功率调角波功率71)coscos(tUktUumpccmPM调相信号：)
29、sincos(tUktUumfccmFM调频信号为：72最大频偏最大频偏(影响带宽影响带宽)与与最大相偏（最大相偏（调制系数调制系数）对比对比73调频与调相调频与调相 表达式、波形图及频谱表达式、波形图及频谱 1 1调频与调相一致性的理解调频与调相一致性的理解 2 2调频波数学表达式调频波数学表达式 3 3调相波数学表达式调相波数学表达式 4 4调频与调相信号参数对比调频与调相信号参数对比调角波频谱与带宽调角波频谱与带宽调角波功率调角波功率74由调频（或调由调频（或调相）信号数学表达相）信号数学表达式根据贝塞尔函数式根据贝塞尔函数展开得教材展开得教材5-375-37展开式。展开式。特点分析特点
30、分析：1）调频波频谱除了载频外，还包含无穷多边频，）调频波频谱除了载频外，还包含无穷多边频，相邻频谱间隔为调制频率整数倍。相邻频谱间隔为调制频率整数倍。75理论上，调角信号的边频无数，所以带宽也是无限理论上，调角信号的边频无数，所以带宽也是无限宽。宽。实际中，调频信号能量大多位于载频附近，所以一实际中，调频信号能量大多位于载频附近，所以一般认为当边频的幅度小于未调制载波幅度的般认为当边频的幅度小于未调制载波幅度的1010时，认为可以近似忽略。时，认为可以近似忽略。实际考虑调角信号的带宽时，边频数一般取阶数：实际考虑调角信号的带宽时，边频数一般取阶数：n n=mmf f+1+1 或或 n n=m
31、mp p+1+1即可。所以带宽：即可。所以带宽：FmnFBmnBFmnFBmnBpfpfff)1(22)1(22)1(22)1(22或调相：或调频：。超高频）或高频（角度调制一般用于甚大于调幅波的带宽。即调角波的带宽要明显。对比调幅)(2UHFVHFBW76越大。值增大，其差别越来但当相同。调频波的频谱与调幅波时，可以认为带加宽。频增大时，边频数增多而固定，fffffmmmmB1,2/)1(2772 2）贝塞尔函数）贝塞尔函数曲线图到频谱图曲线图到频谱图的转换方法的转换方法（例（例 mmf f0.5 or 20.5 or 2）在单一余弦点频调制下在单一余弦点频调制下，mf越大，边频数目越多越大
32、，边频数目越多并且频带加宽，明显区别并且频带加宽，明显区别于调幅波。于调幅波。783）每一个频率分）每一个频率分量的幅度与贝塞尔量的幅度与贝塞尔函数有关，受调制函数有关，受调制系数的影响系数的影响,可能出可能出现边频大于载频的幅现边频大于载频的幅度。度。（mf较大时容易出现较大时容易出现）79.)(2)(2(22)1(2,略有变宽即不变所以带宽减小，的变宽随着调制频率由一定的情况下在调制强度fffffmffmBmmBmUkmU.2)1(2,)(,线形变宽带宽变宽时当调制频率，一定也即情况下一定的在调制强度pfmpppmmBUkmmU。调频波的一种间接手段为不直接使用，而是常作用率差，所以调相一
33、般利用率要比调频的带宽的宽时，调相的带宽的利变化较下调制频率：在固定调制信号强度结论调制强度调制强度 相同相同的情况下，的情况下，调制信号频率调制信号频率 变大一倍变大一倍对带宽的影响。对带宽的影响。mU80调频与调相调频与调相 表达式、波形图及频谱表达式、波形图及频谱 1 1调频与调相一致性的理解调频与调相一致性的理解 2 2调频波数学表达式调频波数学表达式 3 3调相波数学表达式调相波数学表达式 4 4调频与调相信号参数对比调频与调相信号参数对比调角波频谱与带宽调角波频谱与带宽调角波功率调角波功率814 4）计算调频波的）计算调频波的功率为：功率为：转移。只是能量从载频向边频前后功率未发生
34、变化，因此调频上式大括号内值等于由贝塞尔函数的性质，1)()()(2)(2122221202fnfffLcmavmJmJmJmJRUP82典型例题讲解典型例题讲解。与带宽调相指数）计算同样最大频偏下）。信号总功率为的功率之和（假定调频）求带宽内各频率分量时对应的频谱图；和绘制带宽）调频信号的调频指数试求：最大频偏若要求最高频率低频率已知音频调制信号的最fpffmBmWKHzFBmKHzfKHzFHzF31215,1,45,15,20maxminKHzFmBFFfmFfmFfmmffmfmfmmff120101513212;310151045;2250201045,13maxmin1max33m
35、axmin3minmax）（）（调制信号带宽要求：故：有：与调制频率成反比，即指数）由于调频信号的调频解：83.120),max(90201225021221minmax2minKHzBBKHzFmBFffff所以总的最小带宽为）（）（调制信号带宽要求：条谱线。绘图，共查表得贝塞儿系数时对应的由于9,13.0)3(,31.0)3(,49.0)3(,34.0)3(,26.0)3(,31543210maxJJJJJmKHzFf84WJJRUPRUnnLcmBfLcm996.0)3(2)3(2,211W2412202为：所以带宽内的功率之和，故率为）由于调频信号的总功。无关固定与对应的频偏均会小于则
36、其余调制频率对应的最大频偏小于若保证）对于调相信号，有)(45,45,3maxFmKHzFKHzFFmfppm即与调频带宽相同。所以调相的带宽故：,12015)13(2)1(2:,31015104533KHzKHzFmBFfmpfmp85例题总结例题总结1 1）（如本题以上的分量功率之和占总功率定义，该带宽内频率带宽表达式由信号分量的有效宽度，调角）带宽是调角信号频谱%6.99.%90)1(21/FmBfpf.3最大值号瞬时频率偏离载频的）最大频偏是指调角信.120)1545(2)(2)(2)1(22max/KHzKHzKHzFfBFfFmBmfmfpf，本题：调频调相均适用）带宽表达式变形：
37、.045.100955.99,45,100:MHzMHzKHzMHz化范围：该调频信号最大频率变瞬时最大频偏载频本题调频信号86差别。但是瞬时频偏存在较大。带宽均为）况下（均本题在最大频偏固定情率对比。）调频与调相频带利用KHzKHz120,454;45153;45202250maxminmaxminmaxminKHzKHzFmfKHzFmfff调频：.45153;60203)45KHz22503mU*kmU(maxmaxminminpppKHzKHzFmfHzFmfppmm所以：。将大于，否则高频时最大频偏，而不可以取最小值只能取固定，固定，所以由于调制强度调相：于调频。调相频带利用率要远低
38、对比，调频与调相频带利用率：结论87调角的分类调角的分类掌握调频与调相的数学表达式推导掌握调频与调相的数学表达式推导掌握调频与调相两者的特性对比掌握调频与调相两者的特性对比88第第1717讲讲 作作 业业 5.6 5.7 5.6 5.7 思考思考调相与调频的哪一点主要区别导致调相不直接使用？调相与调频的哪一点主要区别导致调相不直接使用？预习预习按实施计划预习下一讲内容。按实施计划预习下一讲内容。调频与解调频电路调频与解调频电路振幅调制原理振幅调制原理调幅与解调幅电路调幅与解调幅电路角度调制原理角度调制原理调频与解调频电路调频与解调频电路数字调制与解调、电路设计数字调制与解调、电路设计调制解调工
39、程设计仿真（仿真课）调制解调工程设计仿真（仿真课）91调频电路调频电路调频主要技术指标调频主要技术指标直接调频电路直接调频电路 间接调频电路间接调频电路 拓展调频频偏的方法拓展调频频偏的方法 （补充）（补充）解调频电路（鉴频）解调频电路（鉴频）斜率鉴频电路斜率鉴频电路 脉冲计数鉴频电路脉冲计数鉴频电路 92调频电路调频电路调频主要技术指标调频主要技术指标直接调频电路直接调频电路 间接调频电路间接调频电路 拓展调频频偏的方法拓展调频频偏的方法 （补充）（补充）解调频电路（鉴频）解调频电路（鉴频）斜率鉴频电路斜率鉴频电路 脉冲计数鉴频电路脉冲计数鉴频电路 931.1.相对偏移相对偏移与与绝对偏移绝
40、对偏移描述受控振荡器的描述受控振荡器的频率偏移与调制电频率偏移与调制电压的关系。压的关系。)(ufffc)(uffufS2.调制灵敏度调制灵敏度单位调制电压所产生的振单位调制电压所产生的振荡频率偏移。荡频率偏移。943.3.最大频偏最大频偏在正常的调制电压作用在正常的调制电压作用下，所能达到的最大的下，所能达到的最大的振荡频率偏移。振荡频率偏移。时间间隔频率稳定度/cffmf4.载波频率稳定度载波频率稳定度95间接调频间接调频调制电压不直接控制振荡器的频率，而是通过控制载调制电压不直接控制振荡器的频率，而是通过控制载频的相位，进而通过变换网络获得对频率的调制。频的相位，进而通过变换网络获得对频
41、率的调制。即用调相的手段实现调频。即用调相的手段实现调频。直接调频直接调频用控制电压控制载频振荡器频率用控制电压控制载频振荡器频率，以生成调频信号。，以生成调频信号。96调频电路调频电路调频主要技术指标调频主要技术指标直接调频电路直接调频电路 间接调频电路间接调频电路 拓展调频频偏的方法拓展调频频偏的方法 （补充）（补充）解调频电路（鉴频）解调频电路（鉴频）斜率鉴频电路斜率鉴频电路 脉冲计数鉴频电路脉冲计数鉴频电路 97用控制电压控制载频振荡器频率，以生成调频信号。用控制电压控制载频振荡器频率，以生成调频信号。98 变容二极管的符号与压控特性变容二极管的符号与压控特性为电容变化系数nUACn)
42、7.0(199原理原理：ZL隔离高频振荡信隔离高频振荡信号，对于直流与音号，对于直流与音频调制信号而言，频调制信号而言，可以流过可以流过ZL，以此以此达到控制变容二极达到控制变容二极管反偏并且调整管反偏并且调整Cd 的目的。的目的。组成组成：高频振荡器高频振荡器 电压受控二极管。电压受控二极管。优缺：优缺：调频范围宽；调频范围宽；调频稳定度差。调频稳定度差。思考：思考：电路中各器件作用？电路中各器件作用？100 晶振变容二极管调频电晶振变容二极管调频电路常采用晶振与变容二极路常采用晶振与变容二极管串联的方式。管串联的方式。优点优点突出优点是载频突出优点是载频(中心频率中心频率)稳定度高，稳定度
43、高，可达可达10-5左右左右,在调频通信中得到广泛应用。在调频通信中得到广泛应用。缺点缺点频率范围窄频率范围窄,仅在串联谐振频率仅在串联谐振频率fs与并联谐振频率与并联谐振频率fp之之间间,最大相对频偏最大相对频偏 只能只能0.01%左右左右,最大频偏最大频偏fm小小。并联晶振电路晶振变容管调频1011 1）普通变容普通变容(二极二极)管调频电路管调频电路优点：优点：可调范围宽可调范围宽；缺点：缺点：频率稳定度低。频率稳定度低。2）晶振晶振变容变容(二极二极)管调频电路管调频电路 为了提高中心频率稳定度为了提高中心频率稳定度,可以加入晶振可以加入晶振,构成构成晶振变容管调频电路。晶振变容管调频
44、电路。优点优点：频率稳定度高；：频率稳定度高；缺点缺点：可调范围窄。：可调范围窄。3）锁相环直接调频锁相环直接调频 锁相调频电路的中心频率稳定度可以做得很高锁相调频电路的中心频率稳定度可以做得很高,是一种应用越来越广泛的直接调频电路。是一种应用越来越广泛的直接调频电路。（改进方法在哪？）（改进方法在哪？）102调频电路调频电路调频主要技术指标调频主要技术指标直接调频电路直接调频电路 间接调频电路间接调频电路 拓展调频频偏的方法拓展调频频偏的方法 （补充）（补充）解调频电路（鉴频）解调频电路（鉴频）斜率鉴频电路斜率鉴频电路 脉冲计数鉴频电路脉冲计数鉴频电路 103以实现调频波形。对载波进行调相，
45、也可信号进行积分，用积分后的可以考虑先对调制信号义为：如前所述，调频信号定)coscos(0tmfccmFMtdtUktUu104调制信号不直接控制振荡频率，调制信号不直接控制振荡频率，而是通过控制载波相位转换为而是通过控制载波相位转换为调频。实际是先积分，后经相调频。实际是先积分，后经相位调制器实现调频。位调制器实现调频。1 1）用）用RCRC积分器积分积分器积分 2)2)用相位调制器实现调频用相位调制器实现调频)coscos(costt)(cos)t(00C0tmfccmFMtmftmftdtUktUutdtUktdtUku思路理解：符合调频特性。与调制频率成反比，信号幅度成正比，而且即瞬
46、时相偏不但与调制的相位转换，到完成,)()()()()()(212tukktukttututuFMFM)()(1tuktuuu的转换，到完成105结构结构（积分器积分器 +调相器调相器）)coscos(0tmfccmFMtdtUktUu电路特点电路特点调制不在载频调制不在载频振荡器中直接振荡器中直接进行，而是在进行，而是在振荡器后面增振荡器后面增加单独的调相加单独的调相电路。电路。106【思考思考】右图什么电路？右图什么电路？低通滤波器？低通滤波器？积分器？积分器？【答案答案】：既可以是低通：既可以是低通滤波器，也可以是积分器。滤波器，也可以是积分器。取决于输入信号的频率。取决于输入信号的频率
47、。107满足积分关系。与即此时有：网络，参数必须满足：对于右图)()(C11111)()()(,C1RCjUjURjRCjCjRCjjUjUjHR积分器原理回顾积分器原理回顾成反比。幅度成正比，而且与不但与即所以时域中有：)()(:,)(sincos)(10tututuktUktdtUktumftmf108调频电路调频电路调频主要技术指标调频主要技术指标直接调频电路直接调频电路 间接调频电路间接调频电路 拓展调频频偏的方法拓展调频频偏的方法 （补充）（补充）解调频电路（鉴频）解调频电路（鉴频）斜率鉴频电路斜率鉴频电路 脉冲计数鉴频电路脉冲计数鉴频电路 1091.1.为何要拓展频偏？为何要拓展频
48、偏？最大线性频偏是调频的主要性能指标之一，但最大线性频偏是调频的主要性能指标之一，但许多场合下，简单调频电路难以实现。许多场合下，简单调频电路难以实现。2.2.如何拓展频偏？如何拓展频偏？110直接调频拓展频偏方法直接调频拓展频偏方法 1 1）最直接的方法为提高载频频率。）最直接的方法为提高载频频率。例如例如 要求最大相对线性频偏要求最大相对线性频偏0.01%,0.01%,当载频为当载频为100MHz100MHz时时,最大线性频偏可达到最大线性频偏可达到10kHz,10kHz,对于一般语音通信足够。对于一般语音通信足够。2 2）加宽非线性电容器件的电压）加宽非线性电容器件的电压-频率转换特性频
49、率转换特性间接调频拓展频偏方法间接调频拓展频偏方法 1 1）采用倍频和混频的方法）采用倍频和混频的方法 111采用倍频与混频的方法（采用倍频与混频的方法（扩展效果较好扩展效果较好）。倍，但是相对频偏不变扩大倍频后，载频与频偏均即经过为：倍频后，瞬时角频率变经过为：调频信号的瞬时角频率设调频电路产生的单频nntnnnttUkmcmcmfccos)1coscos21112。大相对频偏扩大的效果从而实现载频不变，最到差频为：高频正弦信号混频，得信号与）考虑将tnnmcccos)1(223432113试为某一调频电台设计调频方案，要求中心频率为试为某一调频电台设计调频方案，要求中心频率为9090MHM
50、Hz z，最大频偏为，最大频偏为7575KHKHz z。（已有（已有300300KHKHz z晶振，直接调频所获频偏最大晶振，直接调频所获频偏最大2525H Hz z）1141 1）结构繁简对比结构繁简对比2 2）成本高低对比成本高低对比115调频电路调频电路调频主要技术指标调频主要技术指标直接调频电路直接调频电路 间接调频电路间接调频电路 拓展调频频偏的方法拓展调频频偏的方法 （补充）（补充）解调频电路（鉴频）解调频电路（鉴频）鉴频主要技术指标鉴频主要技术指标斜率鉴频电路斜率鉴频电路 脉冲计数鉴频电路脉冲计数鉴频电路 116从调频波中取出原来的调制信号，称频率检波，从调频波中取出原来的调制信
