第模擬角調(diào)制學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第第 模擬模擬(mn)角調(diào)制角調(diào)制第一頁(yè)，共78頁(yè)。(1)(1)一般一般(ybn)(ybn)形式形式 )()(ttACostSmC說(shuō)明：說(shuō)明：振幅振幅(zhnf)(zhnf)為恒定值為恒定值)(ttC為瞬時(shí)相位為瞬時(shí)相位 )(t為瞬時(shí)相位偏移為瞬時(shí)相位偏移dtttdC)(為信號(hào)瞬時(shí)頻率為信號(hào)瞬時(shí)頻率 dttd)(為瞬時(shí)頻率偏移為瞬時(shí)頻率偏移 (2)(2)相位調(diào)制相位調(diào)制定義：瞬時(shí)相位偏移隨基帶信號(hào)定義：瞬時(shí)相位偏移隨基帶信號(hào)比例變化的調(diào)制比例變化的調(diào)制 )()(tmKtp)()(tmKtACostSpcm(3)(3)頻率調(diào)制頻率調(diào)制定義：瞬時(shí)頻率偏移隨基帶信號(hào)成比定義：瞬時(shí)頻率偏移隨基

2、帶信號(hào)成比例變化的調(diào)制例變化的調(diào)制 )()(tmKdttdF)()(dmKtACostStFcm第2頁(yè)/共78頁(yè)第1頁(yè)/共78頁(yè)第二頁(yè)，共78頁(yè)。( )m t( )m t( )m t( )m t第3頁(yè)/共78頁(yè)第2頁(yè)/共78頁(yè)第三頁(yè)，共78頁(yè)。調(diào)相( )m tSFM(t)微分(wi fn)調(diào)頻(dio pn)( )m tSPM(t)簡(jiǎn)接調(diào)頻(dio pn)/調(diào)相法注：直接調(diào)相和間接調(diào)頻僅適用于相位偏移和頻率偏移不大的窄帶調(diào)制。因?yàn)閷?shí)際相位調(diào)制的調(diào)節(jié)范圍不可能超出（-， ）。第4頁(yè)/共78頁(yè)第3頁(yè)/共78頁(yè)第四頁(yè)，共78頁(yè)。( )m t( )( )FMdtKm tdtFMK( )cos( )tF

3、McFMStAtKmd 第5頁(yè)/共78頁(yè)第4頁(yè)/共78頁(yè)第五頁(yè)，共78頁(yè)。圖4-1 FM信號(hào)(xnho)的時(shí)域波形第5頁(yè)/共78頁(yè)第六頁(yè)，共78頁(yè)。( )cosmmm tAt()cos( )cossincossintFMcFMmFMFMmcmmcFMmstAt KAK mdKAAttAtt 第6頁(yè)/共78頁(yè)第七頁(yè)，共78頁(yè)。FMFMmmKAmax( )tFMFMFMKmd FMmKAmaxFMmKAmax( )cossinFMcmmstAtt第7頁(yè)/共78頁(yè)第八頁(yè)，共78頁(yè)。t( )( )cFMttKm t( )( )( )ttcFMtm dt Km d ( )m t第8頁(yè)/共78頁(yè)第九頁(yè)，共

4、78頁(yè)。6max( )6tFMKmd0.( )cos( )tFMcFMStAt Km d 第9頁(yè)/共78頁(yè)第十頁(yè)，共78頁(yè)。( )( )tg tmd0.00.()cos()coscos()sinsin()FMcFMcFMcFMStAt KgtAtK gtAtK gt1FMmax( )1g t00.( )cos( )sinFMcFMcStAtA Kg tt第10頁(yè)/共78頁(yè)第十一頁(yè)，共78頁(yè)。00.( )cos( )sinFMcFMcStAtA Kg tt90解調(diào)(ji dio)LPFA0coswctSNBFM(t)第11頁(yè)/共78頁(yè)第十二頁(yè)，共78頁(yè)。第12頁(yè)/共78頁(yè)第十三頁(yè)，共78頁(yè)。0.

5、0( )()()()()2FMccFMccSAjA KGG （4-12）令 ( )( )m tM， 1( )( )( )( )tg tmd tGMj ，代入式得， ( )FMS00( )()()()()12FMccccFMccSAMMA K (4-13) 00.( )cos( )sinFMcFMcStAtA Kg tt與AM比特點(diǎn)(tdin)？第13頁(yè)/共78頁(yè)第十四頁(yè)，共78頁(yè)。第14頁(yè)/共78頁(yè)第十五頁(yè)，共78頁(yè)。( )FMSwm-wmM(W)SAM(W)-Wc Wc當(dāng)m（t）=Amcoswmt時(shí)：第15頁(yè)/共78頁(yè)第十六頁(yè)，共78頁(yè)。圖4-1 NBFM信號(hào)(xnho)的模型第16頁(yè)/共7

6、8頁(yè)第十七頁(yè)，共78頁(yè)。 直接法直接法( (直接調(diào)頻電路直接調(diào)頻電路) )：壓控振蕩器（：壓控振蕩器（VCOVCO） 用用m(t)m(t)直接改變直接改變(gibin)(gibin)振蕩器中決定振蕩器中決定振蕩頻率的元振蕩頻率的元 件參數(shù)達(dá)調(diào)頻目的件參數(shù)達(dá)調(diào)頻目的 間接法：間接法： 倍頻法：正交分量和同相分量倍頻法：正交分量和同相分量 先產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號(hào)，再倍頻為寬帶信號(hào)先產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號(hào)，再倍頻為寬帶信號(hào)倍頻器：可用非線性器件實(shí)現(xiàn)。如平方律器件倍頻器：可用非線性器件實(shí)現(xiàn)。如平方律器件 間接調(diào)頻間接調(diào)頻積分積分 + + 調(diào)相調(diào)相FMFM波的產(chǎn)生波的產(chǎn)生(chnshng)(chnshng)方法方

7、法調(diào)相器調(diào)相器第17頁(yè)/共78頁(yè)第十八頁(yè)，共78頁(yè)。 解調(diào)器解調(diào)器 = = 限幅器限幅器 + + 鑒頻器鑒頻器 鑒頻器（最簡(jiǎn)單的解調(diào)器）它由微分器與鑒頻器（最簡(jiǎn)單的解調(diào)器）它由微分器與包絡(luò)檢波器級(jí)聯(lián)而成。包絡(luò)檢波器級(jí)聯(lián)而成。 斜率斜率 相位相位(xingwi)(xingwi) 比例比例 FMFM信號(hào)的解調(diào)信號(hào)的解調(diào)(ji dio)(ji dio)方法方法波形變換器波形變換器 + + 包包絡(luò)檢波器絡(luò)檢波器 微分微分(wi fn)(wi fn)器器 + + 包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器稱(chēng)非相干解調(diào)稱(chēng)非相干解調(diào)第18頁(yè)/共78頁(yè)第十九頁(yè)，共78頁(yè)。鑒頻器（最簡(jiǎn)單的解調(diào)器）它由微分器與包絡(luò)檢波器鑒頻器（最簡(jiǎn)單

8、的解調(diào)器）它由微分器與包絡(luò)檢波器級(jí)聯(lián)而成。用諧振級(jí)聯(lián)而成。用諧振(xizhn)(xizhn)回路實(shí)現(xiàn)?；芈穼?shí)現(xiàn)。FMFM信號(hào)的非相干解調(diào)信號(hào)的非相干解調(diào)(ji dio)(ji dio)方法方法限幅器即帶通微分(wi fn)器FMAM包絡(luò)檢波器LPFSi(t)Sd(t)So(t)fcfifo斜率為kd鑒頻器靈敏度第19頁(yè)/共78頁(yè)第二十頁(yè)，共78頁(yè)。圖4-2 NBFM相干(xinggn)解調(diào)001( )( )2FMm tAKm t第20頁(yè)/共78頁(yè)第二十一頁(yè)，共78頁(yè)。0000( )cos( )sinsin11sin2( ) 1 cos222pcFMcccFMcS tAtA Kg tttAtA

9、Kg ttLPF01( )( )2dFMStAKg t001( )( )2FMmtAKm t( )m t第21頁(yè)/共78頁(yè)第二十二頁(yè)，共78頁(yè)。6FM第22頁(yè)/共78頁(yè)第二十三頁(yè)，共78頁(yè)。( )cosmmmtAt0000( )coscoscossincoscossinsinssinFMcFMmmmFMcmmmFMmFMcmcmmmStAtKAtdtA KAttA KA KAttAt int（4-15）第23頁(yè)/共78頁(yè)第二十四頁(yè)，共78頁(yè)。mFMFMmA K0000102110( )coscossinsinssin() 2()cos(2) cos2()cos(21)sin()cos ()FM

10、cFMmcFMmFMnFMmcnnFMmcnnFMcmnStAttAt intA JJnttAJnttAJnt（4-16） 稱(chēng)調(diào)頻(dio pn)指數(shù)?？烧归_(kāi)成以貝塞爾函數(shù)(hnsh)為系數(shù)的三角級(jí)數(shù)稱(chēng)第一類(lèi)n階貝塞爾函數(shù)。第24頁(yè)/共78頁(yè)第二十五頁(yè)，共78頁(yè)。0( )() ()()FMnFMcmcmnSAJnn 第25頁(yè)/共78頁(yè)第二十六頁(yè)，共78頁(yè)。圖4-3 FM波的頻譜圖第26頁(yè)/共78頁(yè)第二十七頁(yè)，共78頁(yè)。()nFMJ()nFMJ第27頁(yè)/共78頁(yè)第二十八頁(yè)，共78頁(yè)。述條件的最高邊頻次數(shù)。()nFMJ第28頁(yè)/共78頁(yè)第二十九頁(yè)，共78頁(yè)。調(diào)頻帶寬：調(diào)頻帶寬：BFM = 2(mf

11、+1)fm = 2(BFM = 2(mf+1)fm = 2(f+fm)f+fm)窄帶窄帶(zhi di)FM(zhi di)FM BFM 2fm BFM 2fm寬帶寬帶FMFM BFM 2 BFM 2f f第29頁(yè)/共78頁(yè)第三十頁(yè)，共78頁(yè)。即為窄帶(zhi di)調(diào)頻時(shí)的帶寬因?yàn)?為最大頻偏，所以(suy)邊頻分量只能取到 (FM+1) 次。第30頁(yè)/共78頁(yè)第三十一頁(yè)，共78頁(yè)。調(diào)頻的帶寬(di kun)計(jì)算：BFM=2(mf+1)fm=2(f+fm)1、窄帶調(diào)頻 BFM= 2fm2、寬窄調(diào)頻 BFM= 2f例：已知載波的振幅為10V，瞬時(shí)頻率(pnl)為f(t)=106+104cos2

12、103t Hz求：1、調(diào)頻波的表達(dá)式2、求帶寬mf和B解：1、瞬時(shí)角頻率(t)=2f(t)= 2106+ 2 104cos2103t tSintdtt3610210102)()(總相位VtSintCostACostSFM)10210102(10)()(36第31頁(yè)/共78頁(yè)第三十二頁(yè)，共78頁(yè)。2、根據(jù)(gnj)卡森公式f=| f(t)|max=|104cos2103t|max=10kHzmf= f/fm=104/103=10B=2(f+fm)=22kHz第32頁(yè)/共78頁(yè)第三十三頁(yè)，共78頁(yè)。第33頁(yè)/共78頁(yè)第三十四頁(yè)，共78頁(yè)。cA( )m t( )( )PMtKm tPMK( ) co

13、s( )PMcPMst AtKmt第34頁(yè)/共78頁(yè)第三十五頁(yè)，共78頁(yè)。( )cosmmm tAt( )coscoscoscosPMcPMmmcPMmstAtKAtAttPMPMmKA第35頁(yè)/共78頁(yè)第三十六頁(yè)，共78頁(yè)。圖4-4 PM信號(hào)(xnho)的時(shí)域波形第36頁(yè)/共78頁(yè)第三十七頁(yè)，共78頁(yè)。第37頁(yè)/共78頁(yè)第三十八頁(yè)，共78頁(yè)。6max()6tFMKmdcA( )m t( )( )PMtKm t第38頁(yè)/共78頁(yè)第三十九頁(yè)，共78頁(yè)。窄帶角度調(diào)制窄帶角度調(diào)制調(diào)相、調(diào)頻調(diào)相、調(diào)頻(dio pn)(dio pn)引起的最大瞬時(shí)相位頻移遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于引起的最大瞬時(shí)相位頻移遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于3030度

14、度 6| )(|6|)(|maxmaxtfKdttfKPMFM優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：易于易于(yy)(yy)提取提取 積分器-90度移相+-f(t)調(diào)制信號(hào)AcosWct載波SNBFM(t)窄帶調(diào)頻調(diào)制器寬帶寬帶(kun di)(kun di)角度調(diào)制角度調(diào)制 調(diào)相、調(diào)頻引起的最大瞬時(shí)相位頻移大于調(diào)相、調(diào)頻引起的最大瞬時(shí)相位頻移大于3030度度 第39頁(yè)/共78頁(yè)第四十頁(yè)，共78頁(yè)。1 1調(diào)頻廣播調(diào)頻廣播 調(diào)頻廣播范圍調(diào)頻廣播范圍(fnwi)(fnwi)：88-108MHz88-108MHz，電臺(tái)間隔，電臺(tái)間隔200KHz200KHz，最大頻偏最大頻偏75KHz75KHz、最高調(diào)制頻率、最高調(diào)制頻率15

15、KHz 15KHz 5/180)1575(2)(2mfmffmKHzffB，調(diào)頻指數(shù)帶寬：根據(jù)雙聲道立體聲調(diào)頻的規(guī)定（美：聯(lián)邦根據(jù)雙聲道立體聲調(diào)頻的規(guī)定（美：聯(lián)邦(linbng)(linbng)通信委員會(huì)通信委員會(huì)FCCFCC）：）：（1 1）導(dǎo)頻）導(dǎo)頻19KHz19KHz分量只能占最大頻偏的分量只能占最大頻偏的10%10%（7.5KHz7.5KHz），屬于窄帶調(diào)頻），屬于窄帶調(diào)頻（2 2）非立體聲廣播中，可以傳輔助節(jié)目（）非立體聲廣播中，可以傳輔助節(jié)目（SCASCA），），SCASCA也屬窄帶調(diào)頻也屬窄帶調(diào)頻（3 3）不帶）不帶SCASCA的立體聲的立體聲10%10%頻偏給頻偏給19KHz1

16、9KHz導(dǎo)頻，導(dǎo)頻，90%90%給給L+RL+R和和L-RL-R聲道聲道（4 4）帶）帶SCASCA時(shí)，時(shí)，10%10%頻偏給頻偏給19KHz19KHz導(dǎo)頻，導(dǎo)頻，10%10%給給SCASCA，其它給，其它給L+RL+R、L-R L-R 第40頁(yè)/共78頁(yè)第四十一頁(yè)，共78頁(yè)。第41頁(yè)/共78頁(yè)第四十二頁(yè)，共78頁(yè)。以調(diào)頻為例，頻率調(diào)制(tiozh)與相位調(diào)制(tiozh)區(qū)別不大1解調(diào)器模型鑒頻法 帶通限幅器鑒頻器L.P.FSFM(t)m(t)頻率-幅度變化（用包絡(luò)檢波）輸入輸入(shr)信號(hào)信號(hào) 為頻偏常數(shù)FtFcmkdmktAtS)(cos)(輸入噪聲輸入噪聲經(jīng)過(guò)的噪聲經(jīng)過(guò)的噪聲 BnA

17、BnANSii020222非相干解調(diào)時(shí)非相干解調(diào)時(shí)第42頁(yè)/共78頁(yè)第四十三頁(yè)，共78頁(yè)。Si/ Ni = 已知所以(suy)：Si= A2/2 ; Ni = no BFMSo/ No = 因?yàn)椋簊(t) + ni(t) = SFM(t) + ni(t) = Acoswct + (t) + V(t) coswct + (t) = B(t) coswct + (t) （不能分別計(jì)算So與 No ）此時(shí)，鑒頻器只關(guān)心 (t)。 0.( )cos( )tFMcFMStAt Km d 第43頁(yè)/共78頁(yè)第四十四頁(yè)，共78頁(yè)。小時(shí)，鑒頻器也產(chǎn)生小時(shí)，鑒頻器也產(chǎn)生.第44頁(yè)/共78頁(yè)第四十五頁(yè)，共78頁(yè)。

18、帶通限幅器鑒頻器L.P.FSFM(t)m(t)頻率-幅度變化（用包絡(luò)檢波）第45頁(yè)/共78頁(yè)第四十六頁(yè)，共78頁(yè)。第46頁(yè)/共78頁(yè)第四十七頁(yè)，共78頁(yè)。即為瞬時(shí)頻偏。若比例(bl)常數(shù)為1，則鑒頻器輸出為：第47頁(yè)/共78頁(yè)第四十八頁(yè)，共78頁(yè)。頻信號(hào)的傳輸頻帶n不再是均勻分布。88頁(yè)圖第48頁(yè)/共78頁(yè)第四十九頁(yè)，共78頁(yè)。第49頁(yè)/共78頁(yè)第五十頁(yè)，共78頁(yè)。第50頁(yè)/共78頁(yè)第五十一頁(yè)，共78頁(yè)。很高的信噪比增益(zngy)。與頻偏比（或調(diào)頻指數(shù)的立方成正比。第51頁(yè)/共78頁(yè)第五十二頁(yè)，共78頁(yè)。已知當(dāng)?shù)?2頁(yè)/共78頁(yè)第五十三頁(yè)，共78頁(yè)。第53頁(yè)/共78頁(yè)第五十四頁(yè)，共78頁(yè)。第

19、54頁(yè)/共78頁(yè)第五十五頁(yè)，共78頁(yè)。第55頁(yè)/共78頁(yè)第五十六頁(yè)，共78頁(yè)。第56頁(yè)/共78頁(yè)第五十七頁(yè)，共78頁(yè)。與高調(diào)制指數(shù)的寬帶(kun di)調(diào)頻相比，很低；但與有相同帶寬的調(diào)幅相比，則稍高。第57頁(yè)/共78頁(yè)第五十八頁(yè)，共78頁(yè)。)1(320ffimmrrGmmmFfffKmtm為單頻余弦波，令設(shè))(:mmmFfffKmtm為單頻余弦波，令設(shè))(3022228)(3mFoofntmKANS輸入大信噪比時(shí)：輸入大信噪比時(shí)：輸入小信噪比時(shí)：輸入小信噪比時(shí)：ri較小時(shí)，有用較小時(shí)，有用(yu yn)信號(hào)會(huì)被鑒頻器（非線性解調(diào)器）擾亂為噪聲信號(hào)會(huì)被鑒頻器（非線性解調(diào)器）擾亂為噪聲-門(mén)限效應(yīng)

20、！門(mén)限效應(yīng)！iiffooNSmmNS)1(3:2則第58頁(yè)/共78頁(yè)第五十九頁(yè)，共78頁(yè)。3022228)(3mFoofntmKANS指數(shù)、最高頻偏有關(guān)與基帶信號(hào)功率、調(diào)頻mmmFfffKmtm為單頻余弦波，令設(shè))(iiffooNSmmNS) 1(32) 1(32ffiioommNSNSG第59頁(yè)/共78頁(yè)第六十頁(yè)，共78頁(yè)。在大調(diào)制指數(shù)在大調(diào)制指數(shù)mfmf時(shí)，時(shí)，G G很大，抗噪聲很大，抗噪聲(zoshng)(zoshng)性能好性能好 中AM) 1 (BntmNSAMoo02)()(2)(%10022Atm調(diào)制時(shí)，當(dāng)BnANSAMoo02%1002)(為基帶信號(hào)最大頻率，其中，mmffB2mAMoofnANS02%1004)(中FM)2(iiffFMooNSmmNS) 1(3)(2mffnAm0222232%1003)/()(fAMooFMoomNSNS以上的的輸出信噪比是即：23fmAMFM第60頁(yè)/共78頁(yè)第六十一頁(yè)，共78頁(yè)。)(tm)(tm第61頁(yè)/共78頁(yè)第六十二頁(yè)，共78頁(yè)。第62頁(yè)/共78頁(yè)第六十三頁(yè)，共78頁(yè)。)(tm)( fHp)( fHd)( fHd)( fHp1( )( )dPHfHfjH)(22)(H第63頁(yè)/共78頁(yè)第六十四頁(yè)，共78頁(yè)。預(yù)加重(jizhng)網(wǎng)絡(luò)與去加重(jizhng)網(wǎng)絡(luò)第64頁(yè)/共78頁(yè)第六十五頁(yè)，共78頁(yè)。 020