第七章 角度调制与解调要点

2.FM波频谱的特点：
1.FM 为非线性调制：单音调制时，产生无数对边频(c n). 各频率分量的幅度随m f 变化，见图7.4。 2.m f 相同时，二者频谱包络的形状相同。 随着m f 的增大，FM 波的边频分量增多， 情况a的频谱要展宽，情况b的频谱不会展宽。 3.n为偶数时，上下边频分量的振幅相同，极性相同； n为奇数时，上下边频分量的振幅相同，极性相反； 4.m f 较小时(<0.5)，由J n曲线（图7.3）可知： J1 ( J 2 、 J 3 、...)， 此时可认为FM 波只由c 和c 构成，其他边频成分幅度相对 可忽略，称为窄带调频（NBFM）。
k f : 描述单位调制电压产生的频偏量，称为调制灵敏度。 由调制电路决定。 m 最大频偏：f m ( FM 广播：f m 75kHz ) 2 m Fm 2. m f : 调 频 指 数（调频深度） F （与载波的最大相位差 m）
各种干扰主要影响振幅，故FM信号抗干扰能力较强。
第7章 角度调制与解调
角度调制：载波信号的瞬时相位按调制信号规律变化， 而幅度保持不变。简称调角。 频率调制（FM） 相位调制（PM） 1.调频（FM）：载信号的频率变化量与调制信号成正比。
（振幅保持恒定）
调频信号的解调称为鉴频或频率检波。
2.调相（PM）：载波信号的相位变化量与调制信号成正比。 （振幅保持不变） 调相信号的解调称为鉴相或相位检波。
7
8
9
10 11 12
mf
图7.3 第一类贝塞尔函数曲线
uFM (t ) U c Re[ J n (m f )e j (ct nt ) ]
n

U c
n
J

n
(m f ) cos( c n)t
U c [ J 0 (m f ) cos c t J1 (m f ) cos( c )t J1 ( m f ) cos( c )t J 2 (m f ) cos( c 2)t J 2 ( m f ) cos( c 2)t J 3 (m f ) cos( c 3)t J 3 ( m f ) cos( c 3)t ]
d (t ) dt 可见：调频必调相，调相必调频。鉴频、鉴相可相互利用。 瞬时角频率： (t ) FM 、PM 信号的基本特性及相互关系： 设：载波uc U c cos c t U c cos (t ) 则：AM 信号：u (t ) U c (1 m cos t ) cos ct PM 信号： (t ) c t k f 调制信号u (t ) U cos t
FM
相位
鉴相或 相位检波
数字 通信
PM
简谐振荡一般表达式：a(t ) Am cos (t ) 瞬时相位： (t ) (t ')dt ' 0
0 t a(t ) Am cos (t ')dt ' 0 0 (t ') (常量)时：a(t ) Am cos(t 0 ) t
mf＝ 1
mf＝ 1
c
mf＝ 2


c


mf＝ 2
c
mf＝ 5


c


mf＝ 5
c
mf＝ 1 0


c

mf＝ 1 0
c
mf＝ 1 5
Q


c

mf＝ 2 0
m mf
c


c
(b )

(a ) 不变的情况
m不变的情况
图7.4 FM波的振幅谱(单频调制时)
jm f sin t

n


J n (m f )e jnt
J n (mf ) : 宗数为mf 的n阶第一类贝塞尔函数。
J n (m f )的性质： J n (m f ) J n (m f ) J n (m f ) n为偶数时 n为奇数时
J5
J6
J7
J8 J9 J1 0
(t )
c

ct m f sin t c (t )
0
Baidu Nhomakorabea
t
图7.1 FM波波形
可得FM波表示式：
uFM (t ) U c cos(ct m f sin t ) Re[U ce
2.FM信号的基本参数：
jct
e
jm f sin t
]
1.m k f U ：相对于载频的最大角频偏(峰值角频偏)。 衡量 c 受调制信号控制的程度。
表
调幅（AM）与角度调制的比较
解调方式 包络检波 同步检波 解调方式 的差别 频谱线性搬移 频谱结构不变 特点 频带窄 用途
载波信号 的受控参量
幅 调 度 幅 调 制 调 频
振幅
频带利 用率高
广播 电视 通信 遥测
角 度 调 调 相 制
AM
频率
鉴频或 频率检波
频谱非线性搬移 频谱结构改变化
频带宽 频带利 用率低、 抗干扰强
本章知识点：
1. 角度调制信号分析 2. 调频器与调频方法、调频电路 3. 鉴频器与鉴频方法、鉴频电路
7.1 角度调制信号的基本特性
知识点：FM波的表达式、频谱、带宽、功率
一、FM波表达式（时域分析）、基本参数
1.设：载波uc U c cos ct 调制信号u (t ) U cos t
二、FM波的频谱（频域分析） 1.FM波的级数展开式 jm sin t uFM (t ) U c cos(ct m f sin t ) Re[U c e jct e f ]
其中e
Jn (mf) 1 .0 0 .8 0 .6 0 .4 0 .2 0 －0 .2 －0 .4 0 1 2 3 4 5 6 J0 J1 J2 J3 J4
则：FM信号的瞬时角频率
0
t
u
0
t
(t ) c (t ) c k f u (t )
c m cos t
FM信号的瞬时相位： （设0 0） t m (t ) ( )d ct sin t
0
I FM (t )
0
t
(t )