第10章角度调制与解调
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10.1 概述 10.2 调角波的性质 10.3 调频方法概述 10.4 变容二极管调频 10.5 晶体振荡器直接调频
10.6 间接调频:由调相实现调频 10.7 可变延时调频 10.8 相位鉴频器 10.9 比例鉴频器 10.10 其他形式的鉴频器
v V cos Ωt v0 V0 cos0t
V0[cos0t cos(mf sin Ωt ) sin 0t sin(mf sin Ωt )]
其中 cos(mf sin Ωt ) J0 (mf ) 2 J2n (mf ) cos 2nt
n1
sin(mf sin t) 2 J2n1(mf ) sin(2n 1)Ωt
n0
Jn (mf ) 是以mf为参数的n阶第一类贝赛尔函数。
AM
v V cos Ωt
v0 V0 cos0t
0+Dm
0–Dm
FM
频谱宽度 调频波的指标 寄生调幅
抗Biblioteka Baidu扰能力
PM
载波信号 的受控参量
解调方式
解调方式 的差别
幅调 度幅
振幅
相干解调或 频谱线性搬 非相干解调 移频谱结构
调
无变化
AM
制
调 频 频率
FM
角
度调
调 制
相
相位
鉴频或 频率检波
鉴相或 相位检波
瞬时频率 (t) d (t)
dt
瞬时相位
(t )
t
0 (t)dt
0
t t
(t)
t 0
(t)
0 0
实轴
图 10.2.1 频率连续变化的简谐振荡
设调制信号为vΩ (t)，载波信号 vω (t) V0 cos(0t 0 )
调频
瞬时频率 (t) 0 kfv (t)
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
max
PM波
V0 cos 0t Kpv (t)
0
kp
dv (t) dt
0t Kpv (t)
Dm
Kp
dv (t) dt
max
mp Kp v (t) max
附：上述比较中的调制信号 v(t)，载波V0mcos0(t)
以单音调制波为例 调制信号 vΩ (t) VΩ cos t 调频
瞬时频率 (t) 0 kfV cos Ωt
瞬时相位
(t)
0t
kfV
sin Ωt
0
已调频信号
a(t)
V0
cos(0t
kfV
sin Ωt
0 )
V0 cos(0t mf sin Ωt 0 )
mf
kfV
Df
以单音调制波为例 调制信号 vΩ (t) VΩ cos t
调相
瞬时相位 (t) 0t kpV cos Ωt 0
瞬时频率 (t) 0 kpV sin Ωt
一、频谱 a(t) V0{J0 (mf ) 2 J2n (mf ) cos2nt] n1
sin 0t[2 J2n1(mf ) sin(2n 1)Ωt]} n0
V0[J0 (mf ) cos0t 2 J2n (mf ) cos2nt cos0t n1
2 J2n1 (mf ) sin(2n 1)t sin 0t] n0
(t)
0
]
0
kp
d dt
v
(t)
频偏
Dp (t)
kp
d dt
v
(t
)
max
数学表达式
FM波
V0 cos0t Kf
t 0
v
(t
)dt
瞬时频率 瞬时相位
t
0t Kf 0 v(t)dt
t
0t Kf 0 v(t)dt
最大频偏 调制指数
Dm Kp v (t) max
t
mp Kp
v
0
(t)dt
已调相信号 a(t) V0 cos(0t kpV cos Ωt 0 )
V0 cos(0t mp cos Ωt 0 )
mp
kpVΩ
Dp
mΩ D
以单音调制波为例 调制信号v(t) V cost
调频 瞬时频率 (t) 0 kfV cos Ωt
mf
kfV
Df
瞬时相位
(t)
0t
kfV
10.2.1 瞬时频率与瞬时相位
10.2.2 调频波和调相波的 数学表示式
10.2.3 调频波和调相波的 频谱和频带宽度
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) 。
一、频谱
调制信号v(t) V cos t
已调频信号 已调相信号
a(t) V0 cos(0t mf sin Ωt ) a(t) V0 cos(0t mp cos Ωt )
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) V0 cos(0t mf sin Ωt )
频谱非线性 频谱结构发 生变化属于 非线性频率 变换
特点
频带窄 频带利 用率高
频带宽 频带利 用不经 济、抗 干扰性 强
用途
广播 电视 通信 遥测 数字 通信
图 10.1.1 利用波形变换电路进行鉴频
图 10.1.2 鉴频特性曲线
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
调相
瞬时相位 (t) 0t kpv (t) 0
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
D
kp
v (t)
max
mp
调制指数
(t)
d dt
[0t
kpv
sin Ωt 0
mΩ D
调相 瞬时相位 (t) 0t kpV cos Ωt 0
mp
kpV
Dp
瞬时频率 (t) 0 kpV sin Ωt
调频
mf
kfV
Df
调相
mp
kpV
Dp
mf Δωm Ω
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。
D(t) kfv (t)
最大频移，即频偏，表示为 D kf v (t) max
瞬时相位
(t)
t
0 [0 kfv (t)]dt 0
0t kf
t
0 v (t)dt 0
相移 Df (t) kf
t 0
v
(t
)dt；
Df
kf
t
0v (t)dt
mf
max
调制指数
设调制信号为vΩ (t)，载波信号 vω (t) V0 cos(0t 0 )
V0{J0 (mf ) cos0t J 2n (mf )[cos(0 2n )t cos(0 2n )t]} n1
10.6 间接调频:由调相实现调频 10.7 可变延时调频 10.8 相位鉴频器 10.9 比例鉴频器 10.10 其他形式的鉴频器
v V cos Ωt v0 V0 cos0t
V0[cos0t cos(mf sin Ωt ) sin 0t sin(mf sin Ωt )]
其中 cos(mf sin Ωt ) J0 (mf ) 2 J2n (mf ) cos 2nt
n1
sin(mf sin t) 2 J2n1(mf ) sin(2n 1)Ωt
n0
Jn (mf ) 是以mf为参数的n阶第一类贝赛尔函数。
AM
v V cos Ωt
v0 V0 cos0t
0+Dm
0–Dm
FM
频谱宽度 调频波的指标 寄生调幅
抗Biblioteka Baidu扰能力
PM
载波信号 的受控参量
解调方式
解调方式 的差别
幅调 度幅
振幅
相干解调或 频谱线性搬 非相干解调 移频谱结构
调
无变化
AM
制
调 频 频率
FM
角
度调
调 制
相
相位
鉴频或 频率检波
鉴相或 相位检波
瞬时频率 (t) d (t)
dt
瞬时相位
(t )
t
0 (t)dt
0
t t
(t)
t 0
(t)
0 0
实轴
图 10.2.1 频率连续变化的简谐振荡
设调制信号为vΩ (t)，载波信号 vω (t) V0 cos(0t 0 )
调频
瞬时频率 (t) 0 kfv (t)
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
max
PM波
V0 cos 0t Kpv (t)
0
kp
dv (t) dt
0t Kpv (t)
Dm
Kp
dv (t) dt
max
mp Kp v (t) max
附：上述比较中的调制信号 v(t)，载波V0mcos0(t)
以单音调制波为例 调制信号 vΩ (t) VΩ cos t 调频
瞬时频率 (t) 0 kfV cos Ωt
瞬时相位
(t)
0t
kfV
sin Ωt
0
已调频信号
a(t)
V0
cos(0t
kfV
sin Ωt
0 )
V0 cos(0t mf sin Ωt 0 )
mf
kfV
Df
以单音调制波为例 调制信号 vΩ (t) VΩ cos t
调相
瞬时相位 (t) 0t kpV cos Ωt 0
瞬时频率 (t) 0 kpV sin Ωt
一、频谱 a(t) V0{J0 (mf ) 2 J2n (mf ) cos2nt] n1
sin 0t[2 J2n1(mf ) sin(2n 1)Ωt]} n0
V0[J0 (mf ) cos0t 2 J2n (mf ) cos2nt cos0t n1
2 J2n1 (mf ) sin(2n 1)t sin 0t] n0
(t)
0
]
0
kp
d dt
v
(t)
频偏
Dp (t)
kp
d dt
v
(t
)
max
数学表达式
FM波
V0 cos0t Kf
t 0
v
(t
)dt
瞬时频率 瞬时相位
t
0t Kf 0 v(t)dt
t
0t Kf 0 v(t)dt
最大频偏 调制指数
Dm Kp v (t) max
t
mp Kp
v
0
(t)dt
已调相信号 a(t) V0 cos(0t kpV cos Ωt 0 )
V0 cos(0t mp cos Ωt 0 )
mp
kpVΩ
Dp
mΩ D
以单音调制波为例 调制信号v(t) V cost
调频 瞬时频率 (t) 0 kfV cos Ωt
mf
kfV
Df
瞬时相位
(t)
0t
kfV
10.2.1 瞬时频率与瞬时相位
10.2.2 调频波和调相波的 数学表示式
10.2.3 调频波和调相波的 频谱和频带宽度
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) 。
一、频谱
调制信号v(t) V cos t
已调频信号 已调相信号
a(t) V0 cos(0t mf sin Ωt ) a(t) V0 cos(0t mp cos Ωt )
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) V0 cos(0t mf sin Ωt )
频谱非线性 频谱结构发 生变化属于 非线性频率 变换
特点
频带窄 频带利 用率高
频带宽 频带利 用不经 济、抗 干扰性 强
用途
广播 电视 通信 遥测 数字 通信
图 10.1.1 利用波形变换电路进行鉴频
图 10.1.2 鉴频特性曲线
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
调相
瞬时相位 (t) 0t kpv (t) 0
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
D
kp
v (t)
max
mp
调制指数
(t)
d dt
[0t
kpv
sin Ωt 0
mΩ D
调相 瞬时相位 (t) 0t kpV cos Ωt 0
mp
kpV
Dp
瞬时频率 (t) 0 kpV sin Ωt
调频
mf
kfV
Df
调相
mp
kpV
Dp
mf Δωm Ω
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。
D(t) kfv (t)
最大频移，即频偏，表示为 D kf v (t) max
瞬时相位
(t)
t
0 [0 kfv (t)]dt 0
0t kf
t
0 v (t)dt 0
相移 Df (t) kf
t 0
v
(t
)dt；
Df
kf
t
0v (t)dt
mf
max
调制指数
设调制信号为vΩ (t)，载波信号 vω (t) V0 cos(0t 0 )
V0{J0 (mf ) cos0t J 2n (mf )[cos(0 2n )t cos(0 2n )t]} n1