1、高频电子线路 第七章第七章 角度调制角度调制 7.1 7.1 概概 述述 7.2 7.2 调频波的性质调频波的性质 7.3 7.3 调频方法调频方法 7.4 7.4 变容二极管调频变容二极管调频 7.5 7.5 电抗管调频电抗管调频高频电子线路 7.1 概 述 7.1.1 角度调制简述 频率调制是用调制信号去控制高频载波的频率，使其瞬时频率在原来基础上新增随调制信号线性变化的频率分量，简称为调频，记为FM；相位调制是用调制信号去直接控制高频载波的相位，使其瞬时相位在原来基础上新增随调制信号线性变化的相位分量，简称为调相，记为PM。与调幅相比，角度调制具有抗干扰能力强、载波功率利用系数高、占有频
2、带宽等特点。高频电子线路7.2 7.2 调频波的性质调频波的性质1.数学表达式 设：载波：调制信号：且有：，则调频信号：0ttVkVvmfccm)coscos(tVvccmccostVvmcos 理论上，调频和调相方式都不会引起已调波振幅随理论上，调频和调相方式都不会引起已调波振幅随调制信号的变化而变化，即已调波具有恒包络的特点。调制信号的变化而变化，即已调波具有恒包络的特点。高频电子线路tVktmfccos)(tccos 称为最大频偏。已调波的瞬时相位：dttt)()(dttc)cos(ttcsin1tVktmfcsin高频电子线路 令：，则有:mffVkmtmttfcsin)(称为调频指数
3、，也反映最大的相移。fm调频波的数学表达式：)sincos()(tmtVtvfccm)(cos)(tVtvcm高频电子线路2.调频波的波形高频电子线路3.调频波的频谱与频带)sincos()(tmtVtvfccm)sinsin(sin)sincos(costmttmtVfcfccm当 时：1fmtmtmtmfffsin)sinsin(1)sincos(ttVmtVtvccmfccmsinsincos)(ttVmttVmtVccmfccmfccm)cos(2)cos(2cos高频电子线路调频波占有频带cc-c+调频波的频谱当 时：1fm.4cos)(22cos)(2)()sincos(420tm
4、JtmJmJtmffff.5sin)(23sin)(2sin)(2)sinsin(531tmJtmJtmJtmffff)(mJn称作以m为宗，n阶第一类贝塞尔函数。B=2F可见，调频波占有整个频带。高频电子线路贝贝塞塞尔尔函函数数曲曲线线高频电子线路调频的频谱高频电子线路 对于给定的 ，阶数越高贝塞尔函数值越小，滤除这些边频对调频波不会产生显著的影响。规定：凡振幅小于10%的边频均忽略不计，得到调频波的频带为：FmBf)1(2fm 采用去掉某些边频分量的传输方案的可行性理由是：保留的频率分量代表了原信息的主要功率分量，它能使信息基本无失真；从信号传输的背景来看，无线通道中存在大量干扰，如加大接
5、收端的滤波带宽，必然会增加识别有用信号的难度；在调角信号的等幅特性下，收端可以采用限幅加滤波相结合的信号识别技术，将频带内的干扰频率有效地削弱，使信号传送质量比调幅方式要高得多。高频电子线路高频电子线路7.3调频方法1.调频电路的基本要求 .已调波的瞬时频率与调制信号成正比。.中心频率具有较高的稳定度。.最大频移与调制信号频率无关。.寄生调幅要小。2.调频方法 .直接调频调制信号直接控制载波频率。.间接调频先将调制信号积分，后调相。高频电子线路直接调频高频电子线路间接调频tVccmcostVmcostVmsin)sincos(tkVtVcmccm高频电子线路7.4 变容二极管调频1.变容二极管
6、 变容二极管是一种结电容随反向电压改变的半导体二极管。其结电容：DRjjVvCC10其中，Cj 结电容，Cj0反向电压为零时的结电容，VD偏置电压，vR反向电压，结类型系数。高频电子线路2.变容二极管调频电路高频电子线路电容式无线话筒 高频电子线路7.5 电抗管调频1.电抗管CDIIDII VzzzV2122221)1(VzzV如果z1z2,则：221VzzV高频电子线路对于场效应管因：2)1(GSgsDSSDVvIi对交流分量有：2VgVgImgsmD所以：mmDAAgzzVgVzzIVz212221其中，是饱和漏电流，是夹断电压。DSSIGSV高频电子线路当取z1为一电容C1，z2为一电阻
7、R2时，则：12212111cgjRgRcjgzzzmmmAA可见，zAA等效于一个电容。又因：2)1(GSgsDSSDVvIi)1(2GSgsGSDSSgsDmVvVIdvdigmmmggg0高频电子线路21,zzzAA之间的关系zAAz1z2R1C1R1R2R2C2RCLCCC0kvC0C0 是 时的，C是由 引起的改变量。0vv高频电子线路2.电抗管调频电路高频电子线路思考题思考题 7-1 设调制信号 ,载波信号为 ttmcosV)(vtVtvccmccos)(,调频的比例系数为 fk试写出调频波的(l)瞬时角频率 ;(弧度/秒伏)。)(t(2)瞬时相位 ;)(t（3）最大频移 ;f(4)调制指数 ;fm；(5)己调频波的)(tuFM的数学表达式。MHzfc25VUc47-2 载频振荡的频率为，振幅为 ,kHzf10调制信号为单频正弦波,频率为F=400Hz,频偏为(l)写出调频波的数学表达式;(2)若调制频率变为2kHz,其它参数不变，试写出调频波的数学表达式。高频电子线路7-3 调频波和调相波的主要区别是什么？7-4 为什么调幅波的调制系数不能大于1，而角度调制的调制系数可以大于1？7-5 调频波的频谱在理论上是无限宽，在传送和放大调频波时，在工程上如何确定设备的频带宽度。高频电子线路
