第6章调制与解调 6.1调制的基本概念 6.2幅度调制 6.2.1标准幅度调制与解调 6.2.2抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅 6.2.3正交幅度调制与解调 6.2.4数字信号调幅 6.3角度调制 6.3.1角调调制的基本概念 6.3.2频率调制信号的性质 6.3.4实现频率调制的方法与电路 6.3.5调频波的解调方法与电路 6.4数字信号的相位调制 Tsinghua University
1 笫6章 调制与解调 6.1调制的基本概念 6.2幅度调制 6.2.1标准幅度调制与解调 6.2.2抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅 6.2.3正交幅度调制与解调 6.2.4 数字信号调幅 6.3 角度调制 6.3.1角调调制的基本概念 6.3.2频率调制信号的性质 6.3.4 实现频率调制的方法与电路 6.3.5调频波的解调方法与电路 6.4数字信号的相位调制
6.3角度调制 6.3.1角度调制的基本概念 v(t)=Vm cos(@t+0)=V cos(t) 口角度调制指正弦波的瞬时频率或瞬时相位随调制信号 变化的调制方式，变化的大小与调制信号的幅度成正 比，变化的周期由调制信号的频率决定。但已调波的 振幅是恒定的。 口频率调制(Frequency Modulation,简写为FM): 正弦波的瞬时频率随调制信号线性变化称为频率调制 相位调制(Phase Modulation,简写为PM):正弦 波的瞬时相位随调制信号线性变化，称为相位调制 频率调制与相位调制都表现为载波信号的总相角受到 调变，统称为角度调制(Angular Modulation) 角度调制与解调均属频谱非线性变换电路 Tsinghua University
2 6.3角度调制 6.3.1 角度调制的基本概念 角度调制指正弦波的瞬时频率或瞬时相位随调制信号 变化的调制方式，变化的大小与调制信号的幅度成正 比，变化的周期由调制信号的频率决定。但已调波的 振幅是恒定的。 频率调制（Frequency Modulation,简写为FM ）: 正弦波的瞬时频率随调制信号线性变化称为频率调制 相位调制（Phase Modulation,简写为PM）:正弦 波的瞬时相位随调制信号线性变化，称为相位调制 频率调制与相位调制都表现为载波信号的总相角受到 调变, 统称为角度调制（Angular Modulation） 角度调制与解调均属频谱非线性变换电路 v (t) V cos( t ) V cos (t) c = cm + = cm
单音调频与调相 返回 单音调制的调频信号 单音调制的调相信号 va(t) b p()| (b , (e) v(1) o(t) A进 (d) (d) Tsinghua University
3 单音调频与调相 1 返回
瞬时频率和瞬时相位 口若一个简谐振荡表示为下面形式： v(t)=Vm cos(@1+0)=Vm cos(t) 则可用旋转矢量在横轴上的投影 t= k @(t) 表示。Vm是矢量的长度矢量绕0 点逆时针旋转旋转角频率是t的函 数。(t)=? 0. t=0 口瞬时角频率0(t):称在某一时刻 的角频率为该时刻的瞬时角频率。 (t) 口t=0时刻为初始相位0。 口=t时刻（如t)矢量与横轴的夹角(t)，它与初始相 位有关，也与矢量旋转过程有关。 Tsinghua University
4 瞬时频率和瞬时相位 若一个简谐振荡表示为下面形式： (t) 瞬时角频率 ：称在某一时刻 的角频率为该时刻的瞬时角频率。 (t) 0 v (t) V cos( t ) V cos (t) c = cm + = cm t = 0 时刻为初始相位 则可用旋转矢量在横轴上的投影 表示。 是矢量的长度.矢量绕o 点逆时针旋转.旋转角频率是t的函 数。 ＝？ 0 t t = 0 1 t = t (t) 0 1 Vcm t=t时刻（如t1）矢量与横轴的夹角 ，它与初始相 位 有关，也与矢量旋转过程有关。 (t) Vcm (t)
瞬时频率与瞬时相位的关系 口称(t)为t时刻的瞬时相位即该时刻的全相角。 由于不同时刻， 同， 成该是 (t) a(t)di+0 一瞬时相位 于是 do(t) @(1)= 一瞬时频率 v(t)=Vom cos(t) 一调角信号 Tsinghua University
5 瞬时频率与瞬时相位的关系 称 为t时刻的瞬时相位即该时刻的全相角。 由于不同时刻， 不同， 应该是 = + t t t dt 0 0 ( ) ( ) v(t) V cos (t) = cm －调角信号 于是 dt d t t ( ) ( ) = (t) (t) －瞬时相位 －瞬时频率
调频波的瞬时频率和瞬时相位 口在频率调制时，余弦信号的瞬时角频率与调制 信号成线性关系变化，而初始相位不变 口调频波的瞬时角频率o()为 o(t)=o。+KFvr(t) =0。+△0(t) 其中，⊙。为调频波的中心角频率一载波角频率； K[rad/sv为比例常数，由电路决定。y0为调制信号。 口调频波的瞬时相位(@)为 p()=∫o-(2)dn+日。 singhua University 6
6 调频波的瞬时频率和瞬时相位 在频率调制时，余弦信号的瞬时角频率与调制 信号成线性关系变化，而初始相位不变 调频波的瞬时角频率 为 调频波的瞬时相位 为 (t) F ( ) ( ) ( ) t t K v t c F c F f = + = + 其中， 为调频波的中心角频率－载波角频率； 为比例常数，由电路决定。 为调制信号。 c KF (t) F = + t F t F d 0 0 ( ) () rad /sv v (t) f
调相波的瞬时频率和瞬时相位 口在相位调制时，保持余弦信号的中心角频率0。 不变，而使其瞬时相位与调制信号成线性关系变化 ▣i 调相波的瞬时相位中()为 p,(t)=0.t+Kpv(t)+0 =o.t+△t)+0, 其中，Kp [rad/v)为比例常数，由电路决定 口调相波的瞬时角频率。，（①）为 dφ，(t) 0(t)= dt Tsinghua University
7 调相波的瞬时频率和瞬时相位 在相位调制时，保持余弦信号的中心角频率 不变，而使其瞬时相位与调制信号成线性关系变化 调相波的瞬时相位 为 其中， 为比例常数，由电路决定 调相波的瞬时角频率 为 c (t) P 0 0 ( ) ( ) ( ) = + + = + + t t t t K v t c p c P f KP rad / v (t) p dt d t t p p ( ) ( ) =
调频波瞬时频率、瞬时相位波形 v(),(V) 0e(0)三o。+KFv(t) -()=o.t+KrJ。'"r(a)d+0。 pe(t八 0 -2 d T 0 %⅓52⅓5%T t 0 Tsinghua University
8 调频波瞬时频率、瞬时相位波形 0 t 0 t 0 t v (t) f (t) F 6 5T 3 2T 6 T 3 T 2 T T (V) 2 1 -1 -2 C C − 2KF (t) K v (t) F =c + F f = + + t F t c t KF vf d 0 0 ( ) () (t) F 6 T 3 T 2 T 3 2T 6 5T T 0 6 T KF t c
单频调制时调频波的瞬时角频率和频偏 假定未调载波表示为： V(t)=Vom cos(@t+0)=Vom cos[(t)] 调制信号为一单频余弦信号：Vr(t)=V2mcOs2t 调频波的瞬时角频率为： 0F(t)=0。+KFvr(t)=0。+△0mcos2t 其中①为调频波的中心角频率（即载波角频率)， △0m=K'm是频移的幅度，称为最大角频偏或 简称角频偏。 AO()m=@r()-0.=Kpvr()=KgVom Tsinghua University
9 单频调制时调频波的瞬时角频率和频偏 假定未调载波表示为： v (t) V cos( t ) V cos[ (t)] c = cm c + = cm 调制信号为一单频余弦信号： v t V t f ( ) = m cos 调频波的瞬时角频率为： t K v t t F ( ) =c + F f ( ) =c + m cos 其中 为调频波的中心角频率（即载波角频率）， 是频移的幅度，称为最大角频偏或 简称角频偏。 c m = KF Vm F F c F f KF V m t t K v t = − = = max max ( ) ( ) ( )
调频波的瞬时相位和调制指数 口调频波的瞬时相位为 p()=∫。or(2)d+8。=∫。[o.+Kry(2d+0。 =o.1+Kr∫0yy(a)d+8。=o.1+△p-(0+8, 其中，O,为t=0时的初始相位，o,1为参考相位， △中=(t)为附加相移部分 口调频波的调制指数mr一一最大附加相移： ()()da K Von =A0Va F 调制信号为单频yr()='m COS2i Tsinghua University 10
10 调频波的瞬时相位和调制指数 调频波的瞬时相位为 调频波的调制指数 －－最大附加相移： 0 0 0 0 0 0 0 ( ) ( ) ( ) ( ) [ ( )] = + + = + + = + = + + t K v d t t t d K v d c F t c F f t c F f t F F 其中， 为 t = 0时的初始相位， 为参考相位， 为附加相移部分 0 t c (t) F mF F K V f m t K v d F m m m F F F f = = = = = max max 0 ( ) ( ) 调制信号为单频 v t V t f ( ) = m cos