通信电路原理 ch06_5
《通信原理CHV》课件
调频应用
03
调频广泛应用于调频广播、无线通信等领域。
调相(PM)
调相定义
调相是利用载波的相位变化来传递信息的一种模拟调制方式。
调相原理
调相是通过改变高频载波信号的相位,使其与低频调制信号的幅 度成比例变化,从而实现信息的传输。
调相应用
调相在卫星通信、雷达等领域有广泛应用。
04 数字调制技术
二进制振幅键控(2ASK)
扩频通信的应用领域
1 2 3
军事通信
由于扩频通信具有较强的抗干扰能力和保密性, 因此在军事通信领域得到了广泛的应用。
卫星通信
由于扩频通信具有较强的抗干扰能力和抗多径干 扰能力,因此在卫星通信领域也得到了广泛的应 用。
移动通信
由于扩频通信具有较强的抗干扰能力和保密性, 因此在移动通信领域也得到了广泛的应用。
调幅原理
调幅是通过改变高频载波信号的幅度,使其与低频调制信号的幅度 成比例变化,从而实现信息的传输。
调幅应用
调幅广泛应用于广播、电视、无线通信等领域。
调频(FM)
调频定义
01
调频是利用载波的频率变化来传递信息的一种模拟调
制方式。
调频原理
02 调频是通过改变高频载波信号的频率,使其与低频调
制信号的幅度成比例变化,从而实现信息的传输。
编码
译码
根据一定的规则将信息位转化为 码字。
通过一定的算法对接收到的码字 进行错误检测和纠正。
循环码简介
基本概念
循环码是一类线性码,其定义具有循环性,即一个 码字的循环移位后仍是该码的一个有效码字。
编码
将信息位转化为循环码的形式。
译码
通过一定的算法对接收到的循环码进行错误检测和 纠正。
通信原理总结PPT课件(通信原理)
幅信号。第二项即是。
7
8
例2 已知调幅波的表达式为:
Sm(t)=0.125COS2(104)t + 4COS2(1.1104)t+0.125 COS2(1.2104)t
试求其中:
1) 载频是多少?
2) 调幅指数为多少?
3) 调制频率是多少?
解 Sm(t)=[4+0.25COS2(0.1×104)t] COS2(1.1104)t
13
例5 已知(15,11)汉明码的生成多项式为
g(x)=x4+x3+1
试求其生成矩阵和监督矩阵
解 n=15 k=11
r=4
101010101111000
H=
110011110100100 111100111000010
111111000010001
14
G=[Ik PT]
1
1
1 1
0
=1 1
1
01 1
H = [P Ir]=
1110100 0111010 1101001
20
例9: +32sinω1t),f1=1KHz,fc=100MHz。 1)该角调波为调频还是调相? 2)若为调频波,频敏度Kf=106rad/V-S,求 调制信号m(t)的表达式,m(t)的峰值、
1
1
1111 0111 1011 0011 1101 0101 1110 0110 1010 1100 1001
15
例6 已知双边带调制系统的等效模型 如图示:
•A
LPF
×
B
+
×
C
LPF
其中,LPF的截止频率为4000Hz,噪声N(t) 为高斯白噪声,其双边功率谱密度 n0/2=2×10-7W/Hz,若要求从A到C的通信信 道容量不小于40000bit/s,试求B点信号 SDSB(t)的最小功率。
通信原理ppt课件
详细描述移动通信系统的各个组成部分,包括基站、移动终端、 网络设备等。
移动通信工作原理
阐述移动通信的工作原理,包括信号的发射、传输和接收过程, 以及移动终端如何实现移动通信。
有线通信系统
有线通信概述
介绍有线通信的基本原理、特点和应用领域。
有线通信系统组成
详细描述有线通信系统的各个组成部分,包括电 话线、光纤、交换机等。
多进制解调
在接收端使用相应的算法将接收到的波形还原为原始的数字 信号。
数字通信的优缺点
优点 抗干扰能力强:数字信号在传输过程中不易受到干扰,能够保证信息的准确传输。
保密性好:数字通信可以通过加密技术保证信息的安全性。
数字通信的优缺点
• 便于存储和复制:数字信号可以方便地存储和复制,不会因传输而损失信息。
有线通信工作原理
阐述有线通信的工作原理,包括信号的传输和接 收过程。
计算机网络通信系统
计算机网络概述
介绍计算机网络的基本概念、发展历程和应用领域。
计算机网络组成
详细描述计算机网络的各个组成部分,包括路由器、交换机、服务 器等。
计算机网络工作原理
阐述计算机网络的工作原理,包括信号的传输和接收过程,以及如何 实现网络通信。
STEP 03
周期性
模拟信号通常具有周期性 ,可以通过傅里叶变换将 其分解为不同频率的正弦 波。
模拟信号在传输过程中满 足线性叠加原理,即不同 频率的信号可以相互叠加 。
调幅调制与解调
调幅调制
将需要传输的消息信号与载波信号相乘,得到调幅波信号,实现将消息信号加载到载波 信号上的过程。
解调
通过将调幅波信号再次与载波信号相乘,得到原始的消息信号,实现从调幅波中提取出 消息信号的过程。
通信电路原理概述教材
3.实现调制与解调
理论基础:傅氏变换中的频谱搬移特性
调制信号控制高频振荡的三个参量之一。
v(t ) Vm cos(ct 0 )
♦ 调幅:调制信号控制高频振荡的振幅。对普通调幅 与双边带调幅,载波振幅随调制信号线性变化。 ♦ 调频:调制信号控制高频振荡的角频率。载波瞬时 角频率随调制信号线性变化。 ♦ 调相:调制信号控制高频振荡的相位。载波瞬时相 位随调制信号线性变化。
各章内容:
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第八章 第九章 第十章 第十二章 第十一章 第七章 通信系统与信号 高频电路的主要元件(自学) 选频回路与阻抗变换 高频小信号放大器 放大电路的噪声(选学) 非线性电路分析方法 正弦波振荡器 振幅调制与解调 角度调制与解调 反馈控制电路 混频 高频功率放大器
ma kVm Vcm 为调幅系数
调幅系数定义:
ma
k max v (t ) Vcm
调幅信号最大幅值:
Vmax=Vcm(1+ma)
最小幅值:
Vmin=Vcm(1-ma)
Vmax Vmin ma Vmax Vmin
0 ma 1
的情况下
1-1.EXE
Vcm
若
ma 1 (过调)
选 台 或 带 通 滤 波
高 频 放 大 器
混 频 器
中频 放大器 (多级)
解调器 (检波器)
音 频 放 大 器
扬 声 器
本机 振荡器
AGC 电路
六、通信系统的主要性能指标
(1)通信容量(信道容量)、频谱 利用率 (2)信号失真度、误码率等 (3)传输距离 (4)抗干扰、抗噪声能力等
与信道、频段、所采用技术、发射功率、接收灵 敏度、天线、电路等有关
通信电路基本理论与应用技术
通信电路基本理论与应用技术通信电路是现代通信系统中的基础组成部分,它负责信号传输和处理。
本文将从基本理论和应用技术两方面介绍通信电路的重要性及其在通信领域中的应用。
一、基本理论通信电路的基本理论包括信号传输、滤波和调制解调等方面。
1. 信号传输信号传输是指将信息通过电路传输到接收端。
在通信电路中,常用的传输方法有串行传输和并行传输。
串行传输将每一个位逐个传输,而并行传输则一次性传输多个位。
选择合适的传输方法可以提高通信效率和速度。
2. 滤波滤波是通信电路中常用的一种信号处理方法,它能够滤除噪声和无用信号,提取出有效信息。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
通过合理设计滤波器,可以改善信号质量,提高通信系统的性能。
3. 调制解调调制解调是将模拟信号转换为数字信号,并在接收端将数字信号重新转换为模拟信号的过程。
调制包括调幅、调频和调相等方式,解调则是相应地将数字信号还原为模拟信号。
调制解调技术在数字通信中起到了至关重要的作用。
二、应用技术通信电路的应用技术非常广泛,包括电话通信、数据通信和无线通信等方面。
1. 电话通信电话通信是最早应用通信电路的领域之一。
通过电话线路传输语音信号,使人们能够远距离通话。
通信电路在电话通信中起到了连接传输信号的重要作用,保证了通话的质量和稳定性。
2. 数据通信随着信息时代的到来,数据通信变得越来越重要。
通信电路在数据通信中发挥着关键作用,实现了计算机之间的数据传输和互联网的建立。
数据通信技术的发展,使得信息的传输更加迅速和准确。
3. 无线通信无线通信是现代通信领域中的热点之一。
通过无线电波传输信号,实现了移动通信和无线网络等应用。
在无线通信中,通信电路的设计和优化对于无线信号的传输质量和距离限制起到了重要影响。
总结通信电路作为现代通信系统的基础,具有重要的理论和应用价值。
掌握通信电路的基本理论,包括信号传输、滤波和调制解调等方面,对于理解通信原理和优化通信系统具有重要意义。
北航通信电路原理ch065PPT课件
•利用调频波的这个特点,可以实现解调。例如BE1调制 度测量仪。
2020/11/27
《通信电路原理》--北航06年
2
6.2.4.1 解调方法(续1)
3、将调频波变换为调相─调频波,使相位的变化与瞬时频 率的变化成正比,然后用相位检波器解调,即可得到所需 信号。这种方法的方框图如下图所示:
•为了实现调频波到调相─调频波的变换,通常是用将调 频波延时 t0 时间的方法; •在 t0 满足一定条件时,可以得到相位变化与瞬时频率 变化成正比的调相─调频波;
笫6章 调制与解调
6.1 幅度调制
6.2 角度调制
6.2.4 调频波的解调方法与电路
6.2.4.1 解调方法
6.2.4.2 频率解调器的技术指标
6.2.4.3 频率解调器电路
6.2.5 数字信号的调制
6.2.5.1 数字调相信号的特点
6.2.5.2 两相调相信号的解调
6.3 自动频率控制(AFC)
2020/11/27
《通信电路原理》--北航06年
1
6.2.4 调频波的解调方法与电路 6.2.4.1 解调方法(四种)
1、利用锁相环路实现解调。有关这种解调方法的内容将在 第7章锁相环路中讨论。
2、利用调频波的过零信息实现解调:
•因为调频波的频率是随调制信号变化的,所以它们在相 同的时间间隔内过零点的数目将不同;
•当瞬时频率高时,过零点的数目就多;瞬时频率低时, 过零点的数目就少;
1、灵敏度:鉴频器鉴频特性的灵敏度通常用 fc 处鉴频 特性的斜率定义,鉴频灵敏度的单位为V/Hz。 2、线性范围:鉴频特性近似为直线的范围,如下图BWD 所示,应该大于调频信号最大频偏的两倍。
3、非线性失真:由于鉴频 特性不是理想直线,而使解 调信号产生的失真称为鉴频 器的非线性失真。
通信电路ch061
非线性失真系数为:
平方律检波: 用于功率指示。
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通信电路ch061
平均包络检波
半波整流,相当于 将输入信号乘以一个 开关信号。
整流后的信号可表示为
PPT文档演模板
通信电路ch061
平均包络检波(续)
这是调幅信号通过 由 表示的 时变参量线性电路 问题。将 展开成付氏级数,可得:
双边带幅度调制(Double Sideband AM,记为DSB AM),这种调幅方式又称抑制载波调幅(Suppressed Carrier AM,简记为SC AM)。
单边带幅度调制(Single Sideband AM,记为SSB AM)。
残留边带幅度调制(Vestigial Sideband AM, 简记为VSB AM)。
直流电压 图A
PPT文档演模板
图B
通信电路ch061
举例 1:集成模拟相乘器MC1496调幅器
实现两个信号的相乘,可以应用第4章中讨论的 时变参量线性电路,包括模拟相乘器。
举例 1:
1496电路图
采用集成模拟相乘器MC1496来构成调幅器。 --图A方案实现
高频信号为载波信号:
低频信号为调制信号: 直流电压为1、4脚之间的电压
通后得调制信号分量。
这本地载波信号是在接收设备内产生的,并且与调幅信 号中的载波相干,或者说是同步的,即本地载波与输入调幅 信号中载波的频率相同,二者的相位也应相同或有很小的相 位差,所以这种解调方法又称同步解调。
PPT文档演模板
低通滤波器
本地载波(与输
返回
入信号载波同
相干解调框图 频同相)
通信电路ch061
思考:当调制信号为两个或三个单频信号组成时标准 调幅波的数学表示式、频谱、功率、带宽如何表示或 计算?
《通信原理》第六版课件(全)
通常广泛使用的单位为比特,这时有
I
log2
1 P(x)
log2
P(x)
(b)
【例】 设一个二进制离散信源,以相等的概率发送数字
“0”或“1”,则信源每个输出的信息含量为
I (0)
I (1)
log 2
1 1/ 2
log 2
2
1
(b)
在工程应用中,习惯把一个二进制码元称作1比特
2021/8/18
I - 消息中所含的信息量, 则 P(x) 和 I 之间应该有如下关系:
➢ I 是 P(x) 的函数: I =I [P(x)] ➢ P(x) ,I ; P(x) ,I ;
P(x) = 1时,I = 0; P(x) = 0时,I = ;
➢
满足I[上P(述x1)3P条(x件2 )的]关 I系[P式(x如1)]下 I:[P(x2 )]
……………
后面讲述中,“通信”这一术语是指“电通信”, 包括光通信,因为光也是一种电磁波。
在电通信系统中,消息的传递是通过电信号来实 现的。
2021/8/18
第1章 绪论
1.2 通信系统的组成
1.2.1 通信系统的一般模型
信息源(简称信源):把各种消息转换成原始电信 号,如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。
(1.4 6)
2021/8/由18 于H(x)同热力学中的熵形式相似,故称它为信息源的熵
第1章 绪论
【例1】 一离散信源由“0”,“1”,“2”,“3”四个符 号组成,它们出现的概率分别为3/8,1/4,1/4,1/8, 且每个符号的出现都是独立的。试求某消息
2010201302130 01203210100321010023102002010312032100120210的 信息量。
通信电路原理ppt课件
CAD1-01:用非线性VCVC实现一个幅度调制电路,如题图 CAD1_01所示。输入信号为两个不同频率的信号和, 输出实现两信号相乘,即 EMOD v1 * v2 。
设 v1是50kHz的正弦信号, v2 是1kHz的调制信号。 要求得到 标准调幅波SAM(调幅度 mA =0.3和1.0)
抑制载波调幅波SCAM 幅度键控调幅波ASK 并分析上述三种调幅波的特点。
提高通信系统的抗干扰能力。 选用高质量的调制和解调电路。
可做到:任何人在任何时候和任何地点都可以实 现通信。
7
1.1.3 通信系统的信道
一、衰减特性 信道的衰减特性是指信号经信道传输时,信号
能量被衰减的程度。 二、工作频率范围
不同的信道具有不同的工作频率范围。 三、频率特性
信道的频率特性是指在信道的工作频率范围内, 当不同频率的信号通过时,由信道引起的幅度衰减 和附加相移是不同的。 四、时变与时不变特性
自动增益控制原理(AGC):接收弱信号和强信号的 时候,接收机能得到相差不多的信号。
由于是采用无线调制传输,所以在发射机端有调制
过程,在接收机端有解调制过程。
15
1.2 信号传输的基本问题
1.2.1 信号通过线性系统
在通信设备中,属于线性系统的电路有线性放 大器、滤波器、均衡器、相加(减)器、微分 (积分)电路以及工作于线性状态下的反馈控制 电路等。
10
载波信号传输
当所使用信道的频率特性不适于基带信号传输时, 可以利用调制技术将基带信号的频谱搬移到信道的 工作频率范围内。例如,为了实现中波广播可以利用 调幅技术将声音基带信号搬移到中波波段的某一频率 附近。这种传送基带信号的方法称为载波信号传输。
举例:三种调幅信号。
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2020年4月15日
2
6.2.4.1 解调方法(续1)
3、将调频波变换为调相─调频波,使相位的变化与瞬时频率 的变化成正比,然后用相位检波器解调,即可得到所需信号。 这种方法的方框图如下图所示。
用基带数字信号对载波相位进行控制是调相技术的典型应用, 是数字通信中一种非常重要的调制方式。
数字信号调相也称“相位键控”,简记为PSK。
在本节中,以两相调相为例,说明数字调相的基本问题。
6.2.5.1 数字调相信号的特点
(讲义下册P79)
▪ 数字调相分为绝对调相和相对调相两种。
▪ 以未调载波的相位作为基准的调制,称为绝对调相。
2020年4月15日
15
3、相位鉴频器(续)
(2)电路定性说明
R2 C4 D2 L3
R1 C3
D1
C0
A
L2 C2
•
M
•
V3
V1
L1 C1
C
•
V2
O
•
V O1 •
VO
•
V O2
( fc ) ( f1) ( f2 ) B
▪
•
V1
是等幅调频波。
f1
f2
fc
。
•
▪ V 2 是用耦合延时电路将等幅调频波变换为调相─调频波。
笫6章 调制与解调
6.1 幅度调制 6.2 角度调制
6.2.4 调频波的解调方法与电路 6.2.4.1 解调方法 6.2.4.2 频率解调器的技术指标 6.2.4.3 频率解调器电路 6.2.4.4 与频率解调器配合使用的限幅器
6.2.5 数字信号的相位调制 6.2.5.1 数字调相信号的特点 6.2.5.2 两相调相信号的解调
vpm (t)vc' (t) VcmVc'm sin 2 ct ak g(t kTs )
k
1 概率为p ak 1 概率为1 p
Ts 为码元持续时间;g ( ) 表示码元波形函数。
2020年4月15日
22
6.2.5.2 两相调相信号的解调(续1)
▪信令号接同收频端同产相生)的为本:地载波v(c' (这t)里假Vc定'm它sin与调c相t 信号的载波
▪ 将调相信号 v pm (t) 与地载波信号 vc' (t)相乘,得:
2020年4月15日
3
6.2.4.1
▪ 如果
解t调0 的方值法较(小续,2使)得
sin t0 t0, cos t0 1
,
则上式可简化为:
vFM (t t0) cos[ct mF sin t ct0 mFt0 cos t)]
可以看出,这是一个调相-调频波。
其中 ct mF sin t 为原调频信号的相角;
2020年4月15日
6
6.2.4.3 频率解调器电路:1、双失谐回路鉴频器
这种鉴频器是利用对调频波中心频率失谐的LC回路,将调频波
变换为调幅─调频波,然后用二极管峰值包络检波器进行幅度
检波完成频率解调的。
(讲义下册P62)
iFM (t)
▪ 图中 R1 、L1 、 C1 构成
谐振回路,实现调频波到
D
▪ 为了实现调频波到调相──调频波的变换,通常是用将调频
波延时
▪ 在 t0
t0 时间的方法。
满足一定条件时,可以得到相位变化与瞬时频率变化
▪成对正于比由的单调频相余─弦调信频号波。v f (t) Vm cos t 对载波调频
所得到的调频信号将其延时 t0 后可表示为:
vFM (t t0 ) cos[c (t t0 ) mF sin (t t0 )]
▪ 欲得两相相对调相信号,常用的办法是先经码变换器将输入 的二进制码变换为相对码,然后用这个相对码做调制信号 进行抑制载波调幅,就可得到两相相对调相。
2020年4月15日
20
6.2.5.1 数字调相信号的特点(续3)
▪ 两相相对调相信号波形图 (讲义下册P80)
10 1 1 0 0 1 0 0
基带 数字信号
2020年4月15日
4
6.2.4.1 解调方法(续3)
4、将等幅调频波变换为幅度变化与频率变化成正比的调幅-调频 波。因为调频波的频率变化与调制信号成正比,所以变换后信号
的幅度变化也与调制信号成正比。然后用幅度解调器解调,即可
得到所需信号。这种方法的方框图如下图所示。(讲义下册P60)
t
vFM (t) Vcm cos[ct KF 0 v f ()d 0 ]
2020年4月15日
1
6.2.4 调频波的解调方法与电路 6.2.4.1 解调方法
(讲义下册P59)
1、利用锁相环路实现解调。有关这种解调方法的内容将在 第7章锁相环路中讨论。
2、利用调频波的过零信息实现解调。因为调频波的频率是 随调制信号变化的,所以它们在相同的时间间隔内过零点的
数目将不同。当瞬时频率高时,过零点的数目就多,瞬时频
▪ 加在二极管上的电压是用相加电路将等幅调频波与其延时后 的调相─调频波信号相加,变换为调幅─调相─调频波。
▪ 然后用幅度解调器解调,即可得到所需输出电压。
2020年4月15日
16
6.2.4.4 与频率解调器配合使用的限幅器
▪ 由于调频信号传输过程中,信号通道的频率特性不理想及外 界干扰和内部噪声的影响,在鉴频器输入端调频信号的振幅 可能发生变化,从而使鉴频器的输出产生附加干扰,以致不能 准确解调。为此,在鉴频器前常常接入限幅器。
cos[2(ct
mF
sin
t)
ct0
mF
t0
cos
t
]
2020年4月15日
11
2、利用相位解调器的鉴频器(续2)
▪ 上式表明,相乘结果包括两部分,第一部分为调制信号的余
弦 滤函波数器。滤第除二,部所分以为,一仅在第2一c部分信处号的被调输频出调,相即波:,它将被低通
vD (t) Vc2m cos(ct0 mF t0 cos t)
(讲义下册P69)
2020年4月15日
13
2、利用相位解调器的鉴频器(续4)
R1 T8
T1 T2
R4
R6
T3 T4
T9
VCC
R7
R8 vD (t)
C2
vFM (t)
R2
R3
C1
vFM (t) 2020年4月15日 C1
T5
T6
T7
C R
L
R5
14
3、相位鉴频器
(1)工作过程 ▪ 用延时电路将等幅调频波变换为等幅调相─调频波。 ▪ 用相加电路将调频信号与其延时后的信号相加, 将等幅调相─调频波变换为调幅─调相─调频波。 ▪ 然后用幅度解调器解调,即可得到所需信号。
VD
1、灵敏度。鉴频器鉴频特性的
灵敏度通常用 fc处鉴频特性的
VD
斜率定义,即 SD VD / f
0 fc
f
BWD
f 鉴频灵敏度的单位为V/Hz。
2、线性范围。线性范围是指 鉴频特性近似为直线的范围, 如图 BWD 所示。这个范围应该 大于调频信号最大频偏的两倍。
3、非线性失真。由于鉴频特性不是理想直线而使解调信号产生 的失真称为鉴频器的非线性失真。
1 2
Vc2m
[cos(
c
t0
)
cos(mF
t0
cos t)
sin( ct0 ) sin( mF t0 cos t)]
假定 ct0 / 2 ,这个假定可以在具体电路中实现,并假
定
mFt0 0.2 ,则上式可近似为:
vD (t)
1 2
Vc2m mF
t0
cos
t
该式表明,当满足 t0 0.2 / ,ct0 / 2 和 t0 0.2 / mF 时,
调幅──调频波的变换。
R1 L1 C1
C2 vD (t) ▪ D、 、C2 构成二极管峰值
R2
R2
包络检波器,完成幅度检波。
▪ 假定调频波的中心频率c 2 fc ,偏离谐振回路的谐振频 率 0 2 f0 ,且 fc f0 ,并假定调频波的频偏较小,
在瞬时频率变化范围内,谐振回路的幅频与相频特性可分别用
而 ct0 mFt0 cos t 则为一附加相位,该附加相位与
调制信号成正比。因此,这个附加相位部分包含了调制信号的 信息。
该式表明,调频波延时 t0 后,得到一个调相-调频波。
▪ 这里需要注意,这个结果是在假定 t0 较小的情况下得到的,
通常取 t0 0.2(rad ) ,即要求延时 t0 0.2 / 。
未调载波
2020年4月15日
绝对 调相信号
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6.2.5.1 数字调相信号的特点(续2)
▪ 相对调相就是各码元的载波相位,不是以未调载波相位为 基准,而是以相邻的前一个码元的载波相位为基准来确定。
▪ 例如:当码元为“1”时,它的载波相位取与前一个码元的 载波相位相同,而当码元为“0”时,它的载波相位取与前 一个码元的载波相位差。其示意图如下图所示。
▪ 下面分析相乘过程。
2020年4月15日
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2、利用相位解调器的鉴频器(续1)
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▪ 若调频波为—单频余弦信号调制的信号,表示
为: vFM (t) Vcm cos[ct mF sin t]
▪ 延时 t0 后的调频波可表示为:
vFM (t t0) Vcm cos[c (t t0) mF sin (t t0)]
vD 1 vD
vD 2
vD (t)
0