调频电路

复杂。
课后小结——见黑板
复习及课前提问：1.为何要进行混频、倍频？ 2.怎样完成混频、倍频? 思考与练习题： 1．说明调频波为什么比调幅波的抗干扰能力强？ 2．调频指数mf与最大频偏Δfm及调制F频率有和关系？ 3．何谓窄带调频？何谓恒定带宽调频？它们的带宽如何计 算？ 4．为什么说调频波所占的频带比调幅波宽很多？ 5．直接调频如何实现？ 6．间接调频如何实现？间接调频有何优点？ 作业题: 7-15 预习：调相电路
§7-5 调频电路
学习要点： •调频原理 •调频波频谱及带宽计算
调频电路
7-5-1 概述 7-5-2 调频信号 7-5-3 调频电路 退出
——使高频载波信号的频率随调制信号规律作变化，而振幅
保持恒定（FM）。调频、调相统称“调角”
调角的优点——信号的抗干扰能力较强。
7-5-1 概述
调幅波——优点：是发射和接收设备简单，是一种应用较广泛的 调制方式。 缺点：调幅波传输的信息存在于振幅包络中，在传输 过程中各种电磁干扰、工业干扰、电台干扰等 极易叠加在其中，形成干扰信号，使调幅波信

调相波的瞬时相位为： t c t k p u t
（kp——“调相比例系数”(常数)，取决于具体的调相电路）
调相波表达式为：
u PM t U cm cos c t k p u t


调频波和调相波其相位都随调制信号uΩ(t)变化，只是变化 的规律不同而已，故统称为调角波。
（ kf——“调频系数”或“调频灵敏度”，取决于具体的调频电路）
t d ＝ c t k f u d 调频波的瞬时相位为： 0 0
t
t
调频信号表达式为：
t u FM t U cm cos t U cm cos c t k f u t dt 0
mf=0.2
mf=2.0
fC mf=0.5 mf=4.0
fC
fC mf=1.0 mf=6.0
fC
fC
fC
4. 调频波的信号宽带
——从原理上说，信号带宽应包括信号的所有频率分
量。（但调频波频谱有无穷多分量） 定义：信号频带宽度应包括幅度大于载波幅度10%以上的边频
分量，则对应的调频波带宽B为：
B=2(mf+1)F
式中： t k f u ——为频率增量，称为“瞬时角频偏”；
m k f U Ω m ——调频信号的“最大角频偏”；
调频波的瞬时相位为：
m t d c t sin t 0

t
= c t mf sin t = c t t 式中： t = mf sin t ——“瞬时相偏”；
7-5-2 调频信号
1.调频信号的表达式 设：调制信号为单音频信号 u t U m cos t 载波为：
u c (t ) U cm cos c t
则：调频信号的瞬时角频率为
t c t c k f u
= c k f UΩ m cos t c m cos t
调频电路模型如图所示
调制信号
调频电路
调频信号
载波信号
下图调制信号、载波和调频波的波形图
uΩ
0
t
uc
0
t
uFM
0
t
3.调频波的频谱 由调频波的数学表达式得：
u FM t U cm cos （ c t mf sin t）
调频波是由载频与无数边频组成，这些边频对称地分布 在载波两边，其幅值和频带主要由调频指数mf决定。下图为 不同mf时的调频信号频谱图。
0
t
调频波抗干扰示意图
调频与调相的原理—— 设一交流信号可表示为 ： u(t)＝Ucmcos (t )
t
瞬时相位与瞬时角频率关系为：
t d
0
固定载频角频率为ωc信号，则瞬时相位为：
t c t ＋ 0
设调制信号为uΩ(t)，调频时瞬时角频率与uΩ(t)成线性关系： ω(t)＝ω(t)＋kfuΩ(t)
号ຫໍສະໝຸດ Baidu质量不好。 并且干扰信号是无法去掉的，
因为它存在于传输信息的包络中，与有用的信 号混在一起。
角度调制优点——抗干扰能力较强。比如在调频信号中，有用的
调制信号存在于随调制信号变化的频率之中
的，在幅度中叠加的幅度干扰信号，可以通过 限幅器将其切去(如下图)，并不影响有用的调
制信号。
叠加幅度干扰 限幅
变容二极管调频电路如下图所示：
Rw R5 680Ω R1 75Ω T Cj VCC +18V
C5 调制信号 0.047μ F
470Ω
L2 1.7mH L C6 150pF C7 150pF
C8 150pF R11
1.5kΩ
调频波
-VEE -18V
2. 间接调频法
——利用调相的方法来实现调频的方法，称为阿姆斯特朗法
调制信号 积分器
S(t)
调相电路
窄带调频 信号
宽带调频信号 N次倍频器
载波信号
间接调频优点——调制器与振荡器分开，对振荡器影响小，可
以用高稳定的振荡器，产生的调频波其频率
稳定度高。 缺点——一般为了作到线性调相，最大相偏较小，因
而产生的调频波的最大频偏不能做得很大。
为了得到大的频偏，通过倍频的方法可以将 频偏扩大。因此，间接调频的设备一般比较
mf m f m Ω F
——“调频指数”
单一频率信号调制时的调频波的表达式为：
u FM t U m cos ( c t mf sin t
)
式中：kf= 角
2.调频波波形
m
U m
——“调频灵敏度”，指调制信号振幅对瞬时
频率的控制能力，其单位为rad/s.v。
（
mf
——调频波的调频指数）
一些质量要求比较高的系统则：
B 2(mf mf 1) F
特例：1）当 m f <0.5→调频波由载频 ωc 和( ωc 构成→称窄带调频 此时频带为： 此时频带为：
Ω )的边频
B 2F
B 2mf F 2f m
2）当mf>>1→为恒定带宽调频
7-5-3 调频电路
分类——1）直接调频法；2）间接调频法。 1. 直接调频法
谐振回路的元件参数改变→振荡器频率改变。
直接调频法基本原理—— 一般是用调制信号电压直接控制振荡回路的某个元件
（电感或电容），使其参数随调制电压变化，最后使频
率f按调制电压的规律变化。 常用的方法——1）采用变容二极管； 2）采用电抗管调制器等。