射頻通信電路第三章-調(diào)頻-3-2

3.2.2模擬調(diào)頻與解調(diào)1.調(diào)頻波的基本特性（1）FM信號(hào)時(shí)域分析①

調(diào)頻與調(diào)相的定義載波調(diào)制信號(hào)調(diào)頻FM調(diào)相PM角度調(diào)制調(diào)頻前調(diào)頻后頻率隨調(diào)制信號(hào)呈正比變化與調(diào)制信號(hào)幅度成正比最大頻偏三個(gè)頻率量1.載頻2.調(diào)制頻率它表示了已調(diào)信號(hào)的瞬時(shí)頻率變化的快慢3.最大頻偏表示瞬時(shí)頻率擺動(dòng)的幅度,取決于調(diào)制信號(hào)的幅度大小與調(diào)制信號(hào)的頻率無關(guān)一般滿足、調(diào)相定義高頻載波的相位偏移與音頻調(diào)制信號(hào)成正比

調(diào)相前調(diào)相后高頻載波調(diào)制信號(hào)最大相移僅與音頻調(diào)制信號(hào)的幅度有關(guān)，與其頻率無關(guān)②瞬時(shí)頻率與瞬時(shí)相位的關(guān)系旋轉(zhuǎn)矢量幅度瞬時(shí)相位瞬時(shí)角頻率當(dāng)當(dāng)

名稱

調(diào)頻波

調(diào)相波

幅度

恒定

恒定

定義

頻率偏移最大頻偏

相移

最大相移

③調(diào)頻波的表達(dá)式定義：最大相移為調(diào)頻指數(shù)

調(diào)頻波表達(dá)式調(diào)相波調(diào)相指數(shù)（最大相移）調(diào)頻波的相位變化規(guī)律為：調(diào)制信號(hào)

調(diào)頻波的調(diào)制系數(shù)——最大相移調(diào)相波的調(diào)制系數(shù)——最大相移有何區(qū)別？它們與調(diào)制信號(hào)的參數(shù)

的關(guān)系有所不同關(guān)鍵：理解調(diào)制的定義分析多音頻調(diào)制信號(hào)調(diào)制情況（設(shè)信號(hào)幅度均相等）④調(diào)頻波的波形特征等幅頻率變化反映調(diào)制信號(hào)(2)調(diào)頻波的頻譜與帶寬①頻譜將單音調(diào)制的調(diào)頻波表示成指數(shù)形式調(diào)頻波的傅立葉展開式為：的周期函數(shù)分析調(diào)頻波的頻譜A.以載頻ωC為中心，有無數(shù)對邊頻分量：ωC，ωC±Ω，ωC±２Ω，……ωC±nΩ（n為正整數(shù)）

調(diào)制前調(diào)制后頻譜的非線性搬移——與調(diào)幅不同B.

調(diào)頻波的每條譜線的幅度為——宗數(shù)為的n階第一類貝塞爾函數(shù)

頻譜以中心對稱載頻第一對旁頻第二對旁頻分析第一.載頻分量隨是變化的

導(dǎo)致結(jié)果:①

調(diào)頻波的載頻分量不一定最大,與AM不同②對應(yīng)小的調(diào)頻波(窄帶調(diào)頻),載頻分量大③對應(yīng)

大的調(diào)頻波(寬帶調(diào)頻),載頻分量小=2.40，5.52,8.65……，載波分量＝０

當(dāng)較小時(shí)(<1),較大特征：第二.越大,的非零起點(diǎn)在較大時(shí)才出現(xiàn)導(dǎo)致結(jié)果:

①

小時(shí)，包含的旁頻邊帶少——窄帶調(diào)頻，能量集中，載頻能量大當(dāng)

<<1時(shí)，可認(rèn)為

=0（n≥2）

只有一對旁頻，——類似AM，帶寬BW=2F

窄帶調(diào)頻②

大時(shí)，包含的旁頻邊帶多——寬帶調(diào)頻，

能量分散，載頻能量必然小寬帶調(diào)頻第三.當(dāng)一定時(shí),隨著n增大，雖然有起伏，但總的趨勢是減少的導(dǎo)致結(jié)果：越遠(yuǎn)離載頻ωC的邊頻的能量越?、趲挦谻，ωC±Ω，ωC±２Ω，……ωC±nΩ（n為正整數(shù)）

頻譜結(jié)構(gòu)：理論上——以載頻ωC為中心，有無數(shù)對邊頻分量

問題：應(yīng)考慮多少對邊頻？舍去多少？帶寬其中——邊頻數(shù)對——調(diào)制信號(hào)頻率實(shí)際上——遠(yuǎn)離載頻ωC的邊頻的能量很小——取決于要求精度分析函數(shù)當(dāng)

＞+1時(shí)恒小于0.1?？栠d帶寬——取誤差（取90﹪

的能量）則邊頻對數(shù)為：L=＝（＋1）帶寬帶寬取決于所取邊頻對數(shù)、調(diào)制頻率取決于最大頻偏取決于調(diào)制系數(shù)與調(diào)制頻率對帶寬公式的理解①窄帶調(diào)頻

<<1，BW=2F

——類似

AM調(diào)制

②寬帶調(diào)頻

>>1，即

>>F

——帶寬取決于最大頻偏③不同的調(diào)制頻率F對帶寬的影響——帶寬與F成正比？例：調(diào)頻廣播規(guī)定的最大頻偏為75KHz，計(jì)算：當(dāng)調(diào)制頻率分別為1KHz

和15KHz

時(shí)的調(diào)頻波的帶寬。（假設(shè)在F=1KHz和F=15KHz時(shí)，均達(dá)到了最大頻偏75KHz）解：當(dāng)F1=1KHz時(shí)，

當(dāng)

F2=15KHz時(shí)，結(jié)果:帶寬不與F成正比，為什么？關(guān)鍵：最大頻偏一樣不同調(diào)制頻率，不同用途：調(diào)頻廣播——限制頻偏（調(diào)制信號(hào)幅度），限制帶寬（3）調(diào)頻波的功率（單位電阻）①從頻譜角度看調(diào)頻波的平均功率等于各頻譜分量的平均功率之和第一類貝塞爾函數(shù)的特性是

所以調(diào)頻波的功率為②從時(shí)域角度看調(diào)頻波是一個(gè)等幅波，其幅度與調(diào)制前一樣，調(diào)頻波的功率等于調(diào)制前載波的功率與從頻譜的角度計(jì)算的功率值相同因?yàn)檎{(diào)頻是角度調(diào)制，沒有改變信號(hào)幅度對調(diào)頻波功率的理解：與無關(guān)，改變的大小只改變了載波分量和各邊頻分量之間功率的分配，而不會(huì)引起總功率的變化。調(diào)頻波比調(diào)制前增加了那么多邊頻，為什么功率不變？

調(diào)頻波的功率與調(diào)制系數(shù)的關(guān)系？2.調(diào)頻波的產(chǎn)生與解調(diào)產(chǎn)生調(diào)頻波的基本方法直接調(diào)頻間接調(diào)頻直接調(diào)頻方案用調(diào)制信號(hào)直接控制振蕩器的頻率（1）調(diào)頻——

瞬時(shí)頻率與調(diào)制信號(hào)成正比瞬時(shí)相位與調(diào)制信號(hào)的積分成正比由于頻率是相位的微分，的頻率是：的相位是的相位是間接調(diào)頻方案調(diào)制信號(hào)相位與調(diào)制信號(hào)成正比

優(yōu)點(diǎn)：頻率穩(wěn)定度很高所以是的調(diào)頻波（2）調(diào)頻波的解調(diào)——頻率檢波、鑒頻功能：將輸入調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率變化變換為輸出電壓最主要指標(biāo)是：鑒頻特性為線性——不產(chǎn)生失真鑒頻范圍——與最大頻偏相適應(yīng)鑒頻靈敏度——輸出電壓大鑒頻器前一般要加限幅器，去除寄生調(diào)幅將輸入信號(hào)頻率變化轉(zhuǎn)換為輸出電壓的能力調(diào)頻波小結(jié)①調(diào)頻（調(diào)相）與調(diào)幅不同，它是一種頻譜的非線性搬移

理論上有無限多的頻譜分量，實(shí)際上能量大部分集中在載頻附近卡爾遜帶寬公式

②調(diào)制信息包含在已調(diào)波的頻率變化中，已調(diào)波的幅度是恒定的，好處：可以用高效率的非線性放大器放大——功率有效性好

帶寬大于調(diào)幅——頻譜有效性不好衡