中国传媒大学：《非线性电子线路》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章 角度调制与解调电路

6@色6 第五章角度调制与解调电路 §5-1概述 §5-2变容二级管的直接调频 §5-3变容二级管的间接调频电路 §5-4扩大频偏的方法 §5-5调频波的解调(鉴频)

第五章 角度调制与解调电路 §5-1 概述 §5-3 变容二级管的间接调频电路 §5-2 变容二级管的直接调频 §5-4 扩大频偏的方法 §5-5 调频波的解调（鉴频）

§5-1概述 、角度调制的基本特性 二、调频波的实现方法 三、变容二级管的特性和变容二级管直接调频的要求

§5-1 概述 一、角度调制的基本特性 二、调频波的实现方法 三、变容二级管的特性和变容二级管直接调频的要求

§5-1概述 、角度调制的基本特性 1.调制的涵义 任意一高频信号 用2()-Vn(t)= V cos o t=Vm+k2a2()称为调幅(AM) 用2()→o(t)=0c+k02(1)称为调频(FM) 用o2(1)→>0(1)=0+k(t)称为调相(PM) 其中调频和调相统称为调角

§5-1 概述 1. 调制的涵义 任意一高频信号 称为调幅 (AM) C f v ( )   ( ) ( ) v  → = +  用 t t t k 称为调频 (FM) C P v ( )   ( ) ( ) v  → = +  用 t t t k 称为调相 (PM) 其中调频和调相统称为调角。 一、角度调制的基本特性 m m c m a v ( ) ( ) cos (  v )  →V t V t V k = = +  用 t t

2.角度调制的基本特性 1)在时域中的变化规律 i.一般表达式 FM O(t)=0t+k0()∞2(t ()-o(=ot+k∫a2(xt PM 0(t)=0t+k0a(t O(t)= a=?.+k如h( opM=Vem cos[Lo.[+h, (0)

2. 角度调制的基本特性 1) 在时域中的变化规律 i. 一般表达式 FM: PM: FM cm c f Ω 0 cos( ( )d ) t = + V t k t t   v v c p   ( ) ( ) t t k t = +  v c f   ( ) ( ) ( ) t t k t t = +    v v ( ) ( ) c p ( ) d t d t t k dt dt      = = + v v pM cm c p = + cos    ( )   V t k t c f 0 0 ( ) ( )d ( )d t t    t t t t k t t = = +  v

il)单音调制时调角波表达式 FM a(t)=@+klom cos 2t O+△o.cost AOmn=4r(amn(最大角频偏) △a (1)=o(1d=0+ 0 -AOm Ot+ M. sin g2t=Ot+△ △ f Q(调频波的调制指数) A V Cm cos(a t+M sin 2t)

ii)单音调制时调角波表达式 FM： c f m   ( ) cos t k V t = +  Ω c m = +    cosΩt (最大角频偏) m c 0 ( ) ( )d sin t t t t t t      = = +  Ω Ω sin c f c = + = +     t M t t Ω (调频波的调制指数) m f Ωm  =  k Vm f Ω M  =

PM P(t=@t+k pQm cos a2t do( o( 0-MQ sin @t dt AOm △=Mg=kV9 Or UM=V cos(ot+M cos Qt

PM： c p Ωm   ( ) cos t t k V = + Ωt pM cm c p v =  V t M t cos( cos )  ＋ M k V p p = Ωm c p d ( ) ( ) sin d t t M t t    = = − Ω Ω  =  =  m p p M k VΩm

i)结论(FM与PM波形对比) ◆FM与PM的共同点 a)均是等幅波 b)表示式均用M,M和e,,AOn描述 0:角频率平均值 g:瞬时角频率变化的速度 △On:瞬时角频率偏离中心频率的最大值 FM与PM的不同点

iii） 结论(FM与PM波形对比) ◆ FM与PM的共同点 a）均是等幅波 b）表示式均用Mf，MP和   C m , , Ω  描述 ◆ FM与PM的不同点 :角频率平均值 :瞬时角频率变化的速度 :瞬时角频率偏离中心频率 的最大值  C Ω  m  C

a)FM: b)PM: M=kY Qm m △O=M.92∝92 M.△m Vm为常数 Jom为常数 M、△O1 △a Q △Om=Mn92 △ M 2 O ◆紧密联系O(1) 0()或() d o(t). dt dt 2)在频域中的变化规律 调频的实质是实现频谱的非线性搬移

a) FM： b)PM: ◆ 紧密联系 2）在频域中的变化规律 调频的实质是——实现频谱的非线性搬移 0 d ( ) ( ) ( ) ( ) d d t t t t t t t     = =  或  M k V p p = Ωm m f  1 M =  Ω Ω  = m f Ωm k V  =  m p M Ω Ω

6@@6 i)实现频谱非线性搬移 ◆UM=ncos(at+ M sin g2)=Vn∑(M)s(a+ng?)t ◆Jn(Mr)中n为阶数,M为宗数 若n=0,Vn(M) coS Oct为载波分量 若nf0,V2J(M)cos(m+ng)为无穷多对边带分量 O±n9→当n≥2时,是非线性谱线 所以调频是表现频谱的非线性搬移。 i)频带宽度 实际频带宽度BW→>0 有效频带宽度BW=2(M+1)F(Hz) M4>1时为宽带调频,BWR≈2MF=2△n

i) 实现频谱非线性搬移 所以调频是表现频谱的非线性搬移。 ii）频带宽度 (Hz) Mf>1时为宽带调频, CR f m BW M F f  =  2 2 实际频带宽度 BW →  中n为阶数，Mf为宗数 若n=0， V M t m f C ( )cos 为载波分量 若n≠0， 为无穷多对边带分量 ◆ ◆ f J ( ) n M    FM m c f m c cos( sin ) J cos( ) ( ) + − = + = + V t M Ω  n f t V M nΩ t C   nΩ 当n  2时，是非线性谱线 CR f BW M F = + 2( 1) + m C n=1 J ( )cos( )   V M n  n f + Ω t 有效频带宽度

3)能量关系 ∑Jn(M)= V2(Ma2(载波功率) 2R 2R 说明: 调频波平均功率恒等于载波功率。若M变化,仅仅是各个 分量的能量发生变化,而保持总的平均功率不变

3）能量关系 说明： 调频波平均功率恒等于载波功率。若 变化，仅仅是各个 分量的能量发生变化，而保持总的平均功率不变。 Mf 2 n f n J ( ) M  =−  =1 （载波功率） 2 2 cm n 2 n v L cm a L f 2 J ( )  =− = =  V R P V M 2 R