第八章角度调制与解调 ppt课件
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角度调制与解调 ppt课件
二、间接调频原理
载波的瞬时相位为：
t
(t)0 (t) (t)0 (t) k p0 v (t)d t
调相器输出信号为：
v0(t)V 0cos[0tkp0 tv (t)dt]
第十章
§10.3 调频方法概述 二、间接调频原理
角度调制与解调
载波 振荡器
缓冲级
调频波输出 调相器
积分器
优点：载波振荡器独立，故中心频率稳定度可很高。 缺点：可能得到的最大频偏较小，而电路要复杂些。 调制信号
使 (t)，v就(t)实现了直接调频。
例如，载波由LC正弦振荡器产生，
0
。1如果能够用调制信号去控
LC
制其中的电感L或电容C，并使 或 正L 比于 C ，则就实v 现( t了) 直接调
频。
优点：电路较简单，最大频偏较大。 缺点：中心频率稳定度不够高。
第十章 角度调制与解调
§10.3 调频方法概述
二、间接调频原理
第十章
§10.6 间接调频
角度调制与解调
载波 振荡器
缓冲级
调频波输出 调相器
间接调频的载波振荡器是独立的，故中心频率 的稳定度可以很高。因而广泛用于广播发射机和 电视伴音系统中。
积分器
调制信号
间接调频的关键在于如何实现对载波的调相。
第十章 角度调制与解调
§10.6 间接调频
调相器是一个以LC调谐回路为负载的高频电压放大器，把变容二极管部
三、调频波和调相波的频谱和频带宽度
频带宽度：
若将小于未调制载波振幅10％的边频分量略去不计，则频谱宽度 可由下列近似公式计算：
BW 2 m f 1 F
由于
mf
kfVf F
B W 2 f F
载波的瞬时相位为：
t
(t)0 (t) (t)0 (t) k p0 v (t)d t
调相器输出信号为：
v0(t)V 0cos[0tkp0 tv (t)dt]
第十章
§10.3 调频方法概述 二、间接调频原理
角度调制与解调
载波 振荡器
缓冲级
调频波输出 调相器
积分器
优点：载波振荡器独立，故中心频率稳定度可很高。 缺点：可能得到的最大频偏较小，而电路要复杂些。 调制信号
使 (t)，v就(t)实现了直接调频。
例如，载波由LC正弦振荡器产生，
0
。1如果能够用调制信号去控
LC
制其中的电感L或电容C，并使 或 正L 比于 C ，则就实v 现( t了) 直接调
频。
优点：电路较简单，最大频偏较大。 缺点：中心频率稳定度不够高。
第十章 角度调制与解调
§10.3 调频方法概述
二、间接调频原理
第十章
§10.6 间接调频
角度调制与解调
载波 振荡器
缓冲级
调频波输出 调相器
间接调频的载波振荡器是独立的，故中心频率 的稳定度可以很高。因而广泛用于广播发射机和 电视伴音系统中。
积分器
调制信号
间接调频的关键在于如何实现对载波的调相。
第十章 角度调制与解调
§10.6 间接调频
调相器是一个以LC调谐回路为负载的高频电压放大器，把变容二极管部
三、调频波和调相波的频谱和频带宽度
频带宽度：
若将小于未调制载波振幅10％的边频分量略去不计，则频谱宽度 可由下列近似公式计算：
BW 2 m f 1 F
由于
mf
kfVf F
B W 2 f F
通信原理-调制解调
×
1 2
(1 -
cos
2w0t
)
=
K3 A03 2
sinw0t
-
K 3 A03 4
[sin
3w0t
-
sinw0t]
=
3K3 A03 4
sinw0t
-
K3 A03 4
sin
3w0t
11
总得来说，对单音输入，输出为：
(即傅立叶级数展开形式）
定义全部谐波失真（THD）为：
THD(%) =
¥
åVn2
n=2 ´100 V1
t
27
频谱图m t
由频谱可以看出，AM信号的频谱由
载频分量
t
上A0 边m带t
下边带
三部分组成。
t
上边带载的波频谱结构与原调制
信号的频谱结构相同，下边 t 带是上边带的镜像。
sAM t
H
载频分量
c
上边带
t
下边带
M
H
SAM 载频分量
0
下边带
c
上边带
28
AM信号的特性
带宽：它是带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信号带宽 fH 的 两倍： BAM 2 f H
代入上式，得到
h AM
=
< m2(t) > A02 + < m2(t) >
=
Am2 2 A02 +
Am2
当|m(t)|max = A0时（100％调制），调制效率最高，这时
ηmax ＝ 1/3
30
双边带调制（DSB）
时域表示式：无直流分量A0
sDSB (t) m(t) cosct
角度调制及解调
软件开发环境选择
选择合适的软件开发环境，如MATLAB、C 等。
软件测试与验证
对软件程序进行测试和验证，确保软件工作 正常。
角度调制系统的优化建议
硬件优化
采用高性能的硬件设备，提高系统的处理能 力和稳定性。
系统集成优化
优化系统集成方案，降低系统复杂度和成本。
软件优化
优化软件算法，提高系统的处理速度和精度。
角度调制的基本原理
01
相位调制
通过改变载波信号的相位角度来传递信息。根据不同的相位偏移，可以
表示不同的信息符号。
02
调相方式
常见的调相方式有绝对调相和相对调相。绝对调相是指信号的相位与一
个参考相位之间的关系，而相对调相是指两个信号相位之间的差异。
03
解调方式
解调时需要将相位信息还原为原始的信息符号。常见的解调方式有鉴相
角度调制的应用场景
01
02
03
卫星通信
在卫星通信中，由于传输 距离远，信号衰减严重， 角度调制可以提高信号的 抗干扰能力和传输质量。
移动通信
在移动通信中，由于用户 数量多、环境复杂，角度 调制可以更好地满足用户 高速数据传输的需求。
军事通信
在军事通信中，由于通信 环境恶劣，抗干扰能力要 求高，角度调制是一种重 要的通信方式。
性能指标
衡量抗干扰性能的主要指标包括干扰抑制比（ISR）和共信道抑制能力。干扰抑制比表示系统抑制干扰信号的能 力，共信道抑制能力则表示系统在不同干扰环境下仍能保持正常工作的能力。提高抗干扰性能需要采取有效的抗 干扰措施和技术，如扩频技术、频域滤波等。
05 角度调制系统的实现
硬件实现方案
硬件设备选择
性能指标
信号调制的基本原理PPT课件
•
f (t)f
t
0u(t)dt
(4-27)
• 表示调频波瞬时相位与载波信号相位的偏
移量，简称相移
2021
39
4.3.2 调频信号分析
• 调频波的数学表达式为
• u F M U c m c o s c tf(t) U c m c o s c tf0 tu (t)d t (4-28)
• 以上分析表明，在调频时，瞬时角频率的 变化与调制信号成线性关系，瞬时相位的 变化与调制信号积分成线性关系。
• 信号调制实质是将基带信号搬移到高频载 波上去，也就是频谱搬移的过程
2021
5
• 4.1.2 信号调制方式与分类
• 正弦波一般可表示为
• u ( t) A c o s( t) A c o s (t0 )
（4-1）
• 正弦波都有三个参数：幅度、频率和相位
• 所谓调制，就是将调制信号加载在三个参 数中的某一个参数上，或幅值、或频率、 或相位随调制信号大小成线性变化的过程
• m 表示瞬时角频率偏离中心频率的 c 最 大值。习惯上把最大频偏 m 称为频偏。
• 根据瞬时相位与瞬时角频率的关系可知， 对式(4-24)积分可得调频波的瞬时相位
• (4-26) t
t
t
f( t ) 0( t ) d t 0 c fu ( t ) d t c t f0 u ( t ) d t
相位调制，简称PM（Phase Modulation）
2021
7
4.1.2 信号调制方式与分类
• 数字量对载波进行调制时，根据被调制的参数不 同，也有三种调制方式
• 被装载的参数为幅度时，称为幅移键控调制，简 称ASK调制（Amplitude Shift Keying）
角度调制与解调PPT教案
角度调制与解调
➢ 6.1 从导频制立体声调频广播谈起 ➢ 6.2 角度调制与解调原理 ➢ 6.3 调频电路 ➢ 6.4 鉴频电路 ➢ 6.5 数字信号调制与解调 ➢ 6.6 实训
第1页/共130页
➢ 6.1从导频制立体声调频广播谈起 ➢ 调频（FM），是用调制信号控制高频载波的
瞬时频率，使其按调制信号的变化规律变化，振 幅保持不变化。 ➢ 经过频率调制的载波称为调频波。 ➢ 调相（PM），是用调制信号控制高频载波的 瞬时相位，使其按调制信号的变化规律变化，振 幅保持不变化。 ➢ 经过相位调制的载波称为调相波。
第55页/共130页
图6-10 变容二极管直接调频电路
第56页/共130页
图6-11 偏压固定后变容二极管电容值随调制信号变
化
第57页/共130页
➢ 2. 晶体振荡器调频电路 ➢ 如图6-12所示，晶体管VT2和两个100PF电容，
以及晶体JT组成皮尔斯晶体振荡器电路，晶体JT 标称频率为30MHz，与变容二极管VD串联。 ➢ ＋9V电源电压经3kΩ电阻降压后，经2.2μH高扼 圈给VD加负偏压。 ➢ 传声器信号经VT1放大后，经2.2μH高扼圈加在 变容二极管两端。
可变电 抗元件
调相 输出
图6-4 调相电路组成框图
第15页/共130页
➢
第16页/共130页
➢
第17页/共130页
图6-5 调频信号波形及瞬时频率偏移
第18页/共130页
➢
第19页/共130页
➢
第20页/共130页
➢
第21页/共130页
➢
第22页/共130页
➢
第23页/共130页
➢
第45页/共130页
➢ 6.1 从导频制立体声调频广播谈起 ➢ 6.2 角度调制与解调原理 ➢ 6.3 调频电路 ➢ 6.4 鉴频电路 ➢ 6.5 数字信号调制与解调 ➢ 6.6 实训
第1页/共130页
➢ 6.1从导频制立体声调频广播谈起 ➢ 调频（FM），是用调制信号控制高频载波的
瞬时频率，使其按调制信号的变化规律变化，振 幅保持不变化。 ➢ 经过频率调制的载波称为调频波。 ➢ 调相（PM），是用调制信号控制高频载波的 瞬时相位，使其按调制信号的变化规律变化，振 幅保持不变化。 ➢ 经过相位调制的载波称为调相波。
第55页/共130页
图6-10 变容二极管直接调频电路
第56页/共130页
图6-11 偏压固定后变容二极管电容值随调制信号变
化
第57页/共130页
➢ 2. 晶体振荡器调频电路 ➢ 如图6-12所示，晶体管VT2和两个100PF电容，
以及晶体JT组成皮尔斯晶体振荡器电路，晶体JT 标称频率为30MHz，与变容二极管VD串联。 ➢ ＋9V电源电压经3kΩ电阻降压后，经2.2μH高扼 圈给VD加负偏压。 ➢ 传声器信号经VT1放大后，经2.2μH高扼圈加在 变容二极管两端。
可变电 抗元件
调相 输出
图6-4 调相电路组成框图
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➢
第16页/共130页
➢
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图6-5 调频信号波形及瞬时频率偏移
第18页/共130页
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➢
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➢
第22页/共130页
➢
第23页/共130页
➢
第45页/共130页
第八章 角度调制与解调
调频波的特点：
调频波是由载波 c 与无数边频c n 组成，这些边频 对称地分布在载频两边，其幅度决定于调制指数 m f 。
mf＝ 1
mf＝ 1
FM
单
c
频 调
mf＝ 2
制
时
c
波
mf＝ 5
的 振
c
幅
谱
mf＝ 10
c
Q
c c c c
mf＝ 2
mf＝ 5
mf＝ 10
mf＝ 15
c
(a)
c
(b)
fm m 2 ：最大频偏
m k f U ：k f 是比例常数，表示U 对最大角频偏的控制 能力，单位调制电压产生的频率偏移量，称为调频灵敏度。
mf m fm F ：调频波的调制指数 。m f 与U成正比, 与 成反比。
调频波的频谱 1.调频波的展开式
因为 e jmf sint 是周期为2π/Ω的周期性时间函数，可以
对于直接调频电路,调制特性的非线性随最大相对频
偏Δfm/fc的增大而增大。当最大相对频偏Δfm/fc限定时, 对于特定的fc，Δfm也就被限定了,其值与调制频率的大
小无关。
调频电路的调频特性
1.定义：实现调频的电路或部件称为调频器（频 率调制器）或调频电路。
2.调频特性：调频器的调制特性。
f
3.对调频器的主要要求：
U[c
k
f
u (t)]sin[ct
k
f
t
0 u ( )d ]
（2）斜率微分法 利用调谐回路幅频特性倾斜部分对FM波解调的方法
称为斜率鉴频。
uFM
ui
Uo
uFM 0
ui 0 t
(a) 工作 区(线 性区) Ui
第22讲 角度调制与解调
这样的两端有源网络称为电抗管 且加到该电抗管的高频电压与流入该电抗管的 高频电流间的相位差为90度 高频电流间的相位差为 度
第8章 角度调制与解调 表8.2
Z AB 在各种情况下的等效电抗表
第8章 角度调制与解调
8.5.2 电抗管调频电路 图8.30所示的是一种集成的电抗 所示的是一种集成的电抗 管调频电路。 管调频电路。
t
ωC
∫
t
f (t )dt ]
τ =t+
∆ωm
ωC
∫
t
f (t )dt
对于变量τ， 对于变量 ， 调频信号是 个余弦信号
第8章 角度调制与解调
t
t
t
τ
(a) (b)
τ
(c)
τ
对于变量τ，调频信号是个余弦信号， 对于变量 ，调频信号是个余弦信号，如图 所谓调频非正弦波信号就是对变量τ而言是非正 所谓调频非正弦波信号就是对变量 而言是非正 8.33(a)所示。 所示。 所示 弦波， 如图8.33(b)所示是方波信号 ， 称其为调 所示是方波信号， 弦波 ， 如图 所示是方波信号 图8.33 各种调频波
第8章 角度调制与解调
8.6 由调频非正弦波信号产生 调频非正弦波信号产生 调频正弦波信号电路
第8章 角度调制与解调
8.6.1 由调频非正弦波信号获取调频正弦波信号的原理 调频正弦波信号名称的来源是根据调频信号表示式
uFM (t ) = U m 0 cos[ωC t + ∆ωm ∫ f (t )dt ] = U m 0 cos ωC [t + = U m 0 cos ωCτ ∆ωm
·
U
·
Ugs B
·
图8.29 电抗管电路
高频角度调制与解调课件
雷达和感知系统
除了通信领域，高频角度调制与 解调技术在雷达和感知系统中也 有广泛应用，用于目标检测、定 位和跟踪。
未来发展方向和挑战
更高的频谱效率和可靠性
随着通信技术的发展，对高频角度调制与解调技术的频谱效率和 可靠性提出了更高的要求。
复杂信号处理和算法优化
为了实现更高效和可靠的数据传输，需要进一步研究和优化高频角 度调制与解调的信号处理算法。
同步解调的解调效果较好，但实现较为复杂，而包络 检波法实现简单，但解调效果受信噪比影响较大。
调相信号解调是将调相信号还原为原始信号的 过程。
同步解调需要使用到载波同步信号，而包络检波 法则不需要。
解调技术比较
调频信号解调和调相信号解调各有优缺点，适 用于不同的应用场景。
在信噪比较高、对解调效果要求较高的场合， 相干解调较为适用；在信噪比较低、对解调速 度要求较高的场合，非相干解调较为适用。
现信息的传递。
调频调制的特点：调频波的带宽与调制 信号的带宽成正比，因此调频调制具有
较大的抗干扰能力和较好的信噪比。制是一种通过改变载波的相位来传递信息的方式。
02
调相调制是将调制信号（如音频信号）作为输入，通过改变振荡器的相位来产 生调相波。在调相过程中，载波的相位随调制信号的幅度变化而变化，从而实 现信息的传递。
卫星通信
卫星通信是高频角度调制的另一个重要应用领域。通过将 调制信号加载到高频载波上，实现信号的卫星间传输。在 卫星通信中，高频角度调制技术可以提高信号的传输效率 和抗干扰能力，确保卫星信号的可靠性和稳定性。
卫星通信中，高频角度调制技术广泛应用于卫星电视广播 、卫星电话通信等领域。通过高频角度调制技术，可以将 信号从地面发送到卫星上，再由卫星转发到其他地区，实 现全球范围内的通信和信息传输。
角度调制与解调-PPT文档资料
12
以单音调制波为例
调频
调制信号 v ( t ) V cos t Ω Ω
( t ) k V cos Ωt 瞬时频率 0 f
k V f ( t ) t sin Ωt 瞬时相位 0 0
已调频信号
k V f a ( t ) V cos( t sin Ωt ) 0 0 0
D ( t ) k v ( t ) p
最大相移，即相偏，表示为 D m p 调制指数 k ( t)max pv d d 瞬时频率 ( t ) [ t k v ( t ) ] k v ( t) 0 p 0 0 p d t d t d 频偏 D ( t ) k v ( t) p p d t max
t t
t 0
0
t
(t )
(t )
实轴
9
0
( t ) V cos( t ) 设调制信号为vΩ (t)， 载波信号 v o 0 0 0
调频
瞬时频率
( t ) k v ( t ) 0 f
ω0是未调制时的载波中心频率；kfvΩ (t)是瞬时频率相对于ω0的 偏移，叫瞬时频率偏移，简称频率偏移或频移。可表示为
m Ω D
14
以单音调制波为例
( t ) V cos t 调制信号 v
( t ) k V cos Ωt 调频 瞬时频率 0 f
瞬时相位
k V f ( t ) t sin Ωt 0 0
kfV D f mf
调相 瞬时相位 ( t ) t k V cos Ωt 0 p 0
t 0
max
以单音调制波为例
调频
调制信号 v ( t ) V cos t Ω Ω
( t ) k V cos Ωt 瞬时频率 0 f
k V f ( t ) t sin Ωt 瞬时相位 0 0
已调频信号
k V f a ( t ) V cos( t sin Ωt ) 0 0 0
D ( t ) k v ( t ) p
最大相移，即相偏，表示为 D m p 调制指数 k ( t)max pv d d 瞬时频率 ( t ) [ t k v ( t ) ] k v ( t) 0 p 0 0 p d t d t d 频偏 D ( t ) k v ( t) p p d t max
t t
t 0
0
t
(t )
(t )
实轴
9
0
( t ) V cos( t ) 设调制信号为vΩ (t)， 载波信号 v o 0 0 0
调频
瞬时频率
( t ) k v ( t ) 0 f
ω0是未调制时的载波中心频率；kfvΩ (t)是瞬时频率相对于ω0的 偏移，叫瞬时频率偏移，简称频率偏移或频移。可表示为
m Ω D
14
以单音调制波为例
( t ) V cos t 调制信号 v
( t ) k V cos Ωt 调频 瞬时频率 0 f
瞬时相位
k V f ( t ) t sin Ωt 0 0
kfV D f mf
调相 瞬时相位 ( t ) t k V cos Ωt 0 p 0
t 0
max
第8章角度调制与解调5 108页PPT
m , mp
m
t
mp
t
0
图8.4 调相信号Δωm、mp与Ω的关系
当调制信号为非正弦波时，可以用一个通用的形
式表示：
uΩ(t)=UΩ mf(t)
UΩm为调制信号的幅度，f(t)是它的归一化的通用 表示式，|f(t)|≤1。因此，调制信号为任意函数的调频信
号可以写成
uFMUm0cos(Ctm t f(t)dt)
性质2：当调频指数mf很小时
J0(m f ) 1
J1(m
f)
mf 2
J n (m f ) 0 (n 1)
性质3：对任意mf值，各阶贝塞尔函数的平方和恒等
于1，即
J
2 n
(m
f
)
1
n
Jn (m f)
1
0.9 0.8
J0 (m f)
0.7
0.6 0.5 0.4 0.3
J2 (m f) J4 (m f) J6 (m f) J8 (m f)
何种调角波？而uΩ(t)又按何种规律变化？ (3) 将u(t)的调制信号幅度减小一半， u(t)是否会变为：
u ( t) 5 s2 i n 1 6 t ( 0 1 .5 c4 o 1 3 s t) 0 V ( ) 为什么？ (4) 若u(t)变为：u ( t) 5 s2 i n 1 6 t( 0 6 c2 o 1 s 3 t) 0 V ( )
0.2 0
－ 0.2
－ 0.4 01
2 34
567
8 9 10 11 12 mf
图8―7 第一类贝塞尔函数曲线
因而,调频波的级数展开式为
uFM(t)Um0 Re[
m
t
mp
t
0
图8.4 调相信号Δωm、mp与Ω的关系
当调制信号为非正弦波时，可以用一个通用的形
式表示：
uΩ(t)=UΩ mf(t)
UΩm为调制信号的幅度，f(t)是它的归一化的通用 表示式，|f(t)|≤1。因此，调制信号为任意函数的调频信
号可以写成
uFMUm0cos(Ctm t f(t)dt)
性质2：当调频指数mf很小时
J0(m f ) 1
J1(m
f)
mf 2
J n (m f ) 0 (n 1)
性质3：对任意mf值，各阶贝塞尔函数的平方和恒等
于1，即
J
2 n
(m
f
)
1
n
Jn (m f)
1
0.9 0.8
J0 (m f)
0.7
0.6 0.5 0.4 0.3
J2 (m f) J4 (m f) J6 (m f) J8 (m f)
何种调角波？而uΩ(t)又按何种规律变化？ (3) 将u(t)的调制信号幅度减小一半， u(t)是否会变为：
u ( t) 5 s2 i n 1 6 t ( 0 1 .5 c4 o 1 3 s t) 0 V ( ) 为什么？ (4) 若u(t)变为：u ( t) 5 s2 i n 1 6 t( 0 6 c2 o 1 s 3 t) 0 V ( )
0.2 0
－ 0.2
－ 0.4 01
2 34
567
8 9 10 11 12 mf
图8―7 第一类贝塞尔函数曲线
因而,调频波的级数展开式为
uFM(t)Um0 Re[
角度调制介绍
1 2 因此，DSB-SC 是线性的
{m (t ) m (t )} Ac [m1 (t ) m2 (t )]cos(2 f ct )
下午我们有
m1 (t ) s1 (t ) Ac cos(2 fc t k p m1 (t ))
Now, m2 (t ) s2 (t ) Ac cos(2 fc t k p m2 (t ))
If
m1 (t ) s1 (t ) m2 (t ) s2 (t )
Then
我们为DSB-SC
{m1 (t ) m2 (t )} s1 (t ) s2 (t )
m1 (t ) s1 (t ) Ac m1 (t ) cos(2 f ct ) m2 (t ) s2 (t ) Ac m2 (t ) cos(2 f ct )
角度调制（ FM 和 PM ）介绍
今天演讲的目的是介绍角度调制
角度调制是一种非线性的模拟调制技术，将信息
信号的传输载体的角 基本形式有两种：相位调制（PM）和频率调制 （FM）与后者更常见
相位调制（PM）和频率调制（FM）被称为“角”
调制由于数据变化的传输载波信号的角。
这可以写作
PM信号有正频移后负频移
调频信号可以通过整合信息信号转换为PM发射器
产生:
一个下午，信号可以通过微分信号为调频发射机
产生的：
他们在信号结构非常相似 两者都允许设计师贸易功率带宽效率 FM的优点： 易于实现
实现多种方式： 鉴频器（微分） 锁相接收机广泛应用于实际 零交叉检测器
2 f c tn k t
2 f n
2
n
t0 t0
2 k f tn 2 f ctn
{m (t ) m (t )} Ac [m1 (t ) m2 (t )]cos(2 f ct )
下午我们有
m1 (t ) s1 (t ) Ac cos(2 fc t k p m1 (t ))
Now, m2 (t ) s2 (t ) Ac cos(2 fc t k p m2 (t ))
If
m1 (t ) s1 (t ) m2 (t ) s2 (t )
Then
我们为DSB-SC
{m1 (t ) m2 (t )} s1 (t ) s2 (t )
m1 (t ) s1 (t ) Ac m1 (t ) cos(2 f ct ) m2 (t ) s2 (t ) Ac m2 (t ) cos(2 f ct )
角度调制（ FM 和 PM ）介绍
今天演讲的目的是介绍角度调制
角度调制是一种非线性的模拟调制技术，将信息
信号的传输载体的角 基本形式有两种：相位调制（PM）和频率调制 （FM）与后者更常见
相位调制（PM）和频率调制（FM）被称为“角”
调制由于数据变化的传输载波信号的角。
这可以写作
PM信号有正频移后负频移
调频信号可以通过整合信息信号转换为PM发射器
产生:
一个下午，信号可以通过微分信号为调频发射机
产生的：
他们在信号结构非常相似 两者都允许设计师贸易功率带宽效率 FM的优点： 易于实现
实现多种方式： 鉴频器（微分） 锁相接收机广泛应用于实际 零交叉检测器
2 f c tn k t
2 f n
2
n
t0 t0
2 k f tn 2 f ctn
角调制与解调概要PPT教案
27Ω
S402 1 23
0.47μF
C402
R401 100Ω
0.01μF
51pF R402
1kΩ
R406 5.1kΩ
R407 560Ω
0.01μF
R409
R412
15kΩ 1kΩ
L404
C431 100μH C416
0.1μF
0.1μF
R413 51kΩ C410
0.01μF
RP402 4.7kΩ
U
cosm[ kotp
| dmu (pt dt
c) os t |max k
pU
o
]
m
kmf fUm kF |
t
0
u
(t
)dt
|
max
m
mkppU m
k p | u (t ) |max
mf
k fU
kF
U
mp
k pU
k pU
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16
三、调频与调相的关系——总结
1. 调制指数（即：最大相移）
C414 20pF
R419 15kΩ
C422 5.1pF
R420 100Ω C423 0.1μF
C426 C425 3-15pF 20pF
VT404
VT405
R421 C424 + 330Ω
10μF
R422 22kΩ
C427 2200pF
T401-1
R423 20kΩ VD403
2AP9 C428 C430 R424
k f Um
f
又称作调频波的调制指数mf ，
它可以大于1.
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已调频信号
a(t)V 0co 0 ts(kf V siΩ n t0)
V 0 co 0 t sm f(sΩ in 0 t) 公式（8.2.7）
mf
kfV
Df
与成反比！Df kfv (t)ma x kfV 与无关！
12
8.2.2 调频波和调相波的数学表示式
以单音调制波为例 调制信号 vΩ(t)VΩcots
mp kpVΩ
Dp
mΩD 13
8.2.2 调频波和调相波的数学表示式
以单音调制波为例 调制信号v(t)Vco st
调频
瞬时频率 (t)0kfV coΩ st
mf
kfV
Df
瞬时相位 (t)0tkf VsiΩ nt0
mΩD
调相 瞬时相位 (t) 0 t kp V co Ω st0co Ω st0
瞬时频率 (t)0kp V siΩ n t
已调相信号 a ( t) V 0 co 0 t s k p V ( cΩ o s 0 ) t
V 0co0 ts m (pco Ω st0 )
mp kpVΩ 与无关！ Dp kpV 与成正比！
n 0
Jn(mf ) 是以mf为参数的n阶第一类贝赛尔函数。 16
8.2.3 调频波和调相波的频谱和频带宽度
一、频谱 a(t)V0{J0(mf)2 J2n(mf)cos2nt] n1
vV coΩ s t
v0V0cos0t
v0V0cos0t
0+Dm
AM
0–Dm
FM
3
8.1 概述
频谱宽度
调频波的指标 寄生调幅
抗干扰能力
波形变换鉴频法
鉴频的方法
脉冲计数鉴频法
符合门鉴频法 4
8.1 概述
鉴频器的指标
鉴频跨导 鉴频灵敏度 鉴频频带宽度 寄生调幅抑制能力 失真和稳定性
5
8.2 调角波的性质
不变。
ω0t+θ0是未调制时的载波相位；kpvΩ (t)是瞬时相位相对
于ω0t+θ0的偏移，叫瞬时相位偏移，简称相位偏移或相移。可
表示为
D(t)kpv(t)
最大相移，即相偏，表示为
瞬时频率
Dkpv(t)maxmp 调制指数
(t)d dt[0tkpv(t)0]0 kp ddtv(t)
频偏 Dp(t)kp ddtv(t)max
10
8.2.2 调频波和调相波的数学表示式
数学表达式
FM波
V0cos0tKf 0t v(t)dt
瞬时频率 瞬时相位
0tKfv(t)
0tKf
t 0
v(t)dt
最大频偏 调制指数
DmKpv(t)max
t
mp Kp 0v(t)dtmax
PM波
V 0 co 0 t s K p v (t)
0
kp
相移
Df(t)kf
0tv(t)dt；Df kf
t
0v(t)dt
mf
max
调制指数 9
8.2.2 调频波和调相波的数学表示式
设调制信号为vΩ (t)，载波信号 v ω (t) V 0co0 ts(0)
调相 (PM):载波的瞬时
相位与调制信号的强
瞬时相位
(t)0tkp v (t)0
度成线性变化，幅度
8 角度调制与解调
8.1 概述 8.2 调角波的性质 8.3 调频方法概述 8.4 变容二极管调频 8.5 晶体振荡器直接调频
1
8 角度调制与解调
8.6 间接调频:由调相实现调频 8.7 可变延时调频 8.8 相位鉴频器 8.9 比例鉴频器 8.10 其他形式的鉴频器
2
8.1 概述
vV coΩ s t
瞬时频率 (t) d (t)
dt
瞬时相位
(t )
t(t)dt
0
0
t t
(t )
t 0
(t)
0
0
实轴
7
8.2.1 瞬时频率与瞬时相位
图 8.2.1 频率连续变化的简谐振荡
8
8.2.2 调频波和调相波的数学表示式
设调制信号为vΩ (t)，载波信号 v ω (t) V 0co0 ts(0)
8.2.1 瞬时频率与瞬时相位
8.2.2 调频波和调相波的 数学表示式
8.2.3 调频波和调相波的 频谱和频带宽度
6
8.2.1 瞬时频率与瞬时相位
调频是使高频载波的瞬时频率按调制信号规律变化的一种 调制方式；调相是使高频载波的瞬时相位按调制信号规律变 化的一种调制方式。因为这两种调制都表现为高频振荡波的 总瞬时相角受到调变，故将它们统称为角度调制(简称调角) 。
调频(FM):载波的瞬时频率与 调制信号的强度成线性变 瞬时频率
(t)0kfv (t)
化，幅度不变。
ω0是未调制时的载波中心频率；kfvΩ (t)是瞬时频率相对于 ω0的偏移，叫瞬时频率偏移，简称频率偏移或频移。可表示为
D(t)kfv (t)
最大频移，即频偏，表示为 Dkfv(t)max
瞬时相位 (t)0 t[0kfv (t)d ]t00tkf 0tv(t)d t0
一、频谱
调制信号 v(t)Vco st
已调频信号 已调相信号
a (t) V 0co0 ts m (fsiΩ n ) t
a (t) V 0co 0 ts (m pco Ω )st
由于调频波和调相波的方程式相似，因此只要分析其中一
种的频谱，则对另一种也完全适用。
已调频信号 a (t) V 0co0 ts m (fsiΩ n ) t
V 0 [ c 0 t c o m f o s s Ω i s ) n s ( t 0 i t s n m i f s n Ω i )( n ]t
其中 co m fs siΩ (n ) tJ 0 (m f) 2 J2 n (m f)co 2 ns t
n 1
sim n fs(i n t)2 J2n 1(m f)si2 n n (1 )Ωt
Dp
瞬时频率 (t)0 kp V siΩ n t
14
8.2.2 调频波和调相波的数学表示式
调频
mf
kfV
Df
mf Δωm
Ω
调相
mp kpV
Dp
Δωm mp
Ω
可以看出调相制的信号带宽随调制信号频率的升高而增 加，而调频波则不变，有时把调频制叫做恒定带宽调制。
15
8.2.3 调频波和调相波的频谱和频带宽度
dv(t) dt
0tKpv(t)
Dm
Kp
dv(t) dt
max
mpKpv(t)max
附：上述比较中的调制信号 v(t)，载波V0cos0(t)
11
8.2.2 调频波和调相波的数学表示式
以单音调制波为例
vΩ(t)VΩcots
调频
瞬时频率 (t)0kfV coΩ st（公式8.2.4）
瞬时相位 (t)0tkf VsiΩ nt0（公式8.2.6）