《高频电路——非线性电子线路》PPT课件：第五章 角度调制与解调电路（5.1）角度调制信号的基本特性

第5章角度调制与解调电路 性 电 概述 子 线 51角度调制信号的基本特性 52调频电路 5.3调频波解调电路 54数字调制与解调电路

第 5 章 角度调制与解调电路 概 述 5.1 角度调制信号的基本特性 5.2 调频电路 5.3 调频波解调电路 5.4 数字调制与解调电路

第5章角度调制与解调电路 概述 频谱变换 1.频谱搬移:振幅调制、解调、混频 2.非线性变换:角度调制与解调 频谱变换电路频谱搬移电路频谱非线性变换电路 输入信号频谱沿频输入信号的频谱做特定 功能 率轴搬移 的非线性变换 用途 调幅、检波、混频|角度调制与解调电路 两信号仅在频谱线上频谱变换,将产生新 特点移动,不产生与原频的丰富的频谱分量。 谱无关的频谱分量 位置 第4章 第5章

概 述 频谱变换 1．频谱搬移：振幅调制、解调、混频 2．非线性变换：角度调制与解调 频谱变换电路 频谱搬移电路 频谱非线性变换电路 功 能 用 途 输入信号频谱沿频 率轴搬移 输入信号的频谱做特定 的非线性变换 调幅、检波、混频 角度调制与解调电路 特 点 位 置 两信号仅在频谱线上 移动，不产生与原频 谱无关的频谱分量 频谱变换，将产生新 的丰富的频谱分量。 第 4 章 第 5 章

第5章角度调制与解调电路 本章内容: 调角信号的基本特性 2.调角电路 3.角度解调电路

本章内容： 1．调角信号的基本特性 2．调角电路 3．角度解调电路

第5章角度调制与解调电路 第5章角度调制与解调电路 51角度调制信号的基本特性 5.1.1调频信号和调相信号 5.1.2调角信号的频谱 5.1.3调角信号的频谱宽度 514小结

第 5 章 角度调制与解调电路 5.1 角度调制信号的基本特性 5.1.1 调频信号和调相信号 5.1.2 调角信号的频谱 5.1.3 调角信号的频谱宽度 5.1.4 小结

第5章角度调制与解调电路 5.1.1调频信号和调相信号 1.角度调制(调角) (1)调频(FM):载波信号的频率按调制信号规律变化 (2)调相(PM):载波信号的相位按调制信号规律变化 两种调制方式均表现为载波信号的瞬时相位受到调变, 故统称为角度调制,简称调角。 调角优点:抗干扰能力强 缺点:频谱宽度增加 2.两种调制信号的基本特性 载波一般式:v= Amcos(t) 矢量表示,Vm:矢量的长度,g(:矢量转动的瞬时角 度(类似于圆周运动中的角位移)

1．角度调制(调角) (1)调频(FM)：载波信号的频率按调制信号规律变化 (2)调相(PM)：载波信号的相位按调制信号规律变化 两种调制方式均表现为载波信号的瞬时相位受到调变， 故统称为角度调制，简称调角。 调角优点：抗干扰能力强 缺点：频谱宽度增加 2．两种调制信号的基本特性 载波一般式：v = Vmcos(t) 矢量表示，Vm ：矢量的长度，(t)：矢量转动的瞬时角 度(类似于圆周运动中的角位移)。 5.1.1 调频信号和调相信号

第5章角度调制与解调电路 (1)调幅信号 矢量长度:Vm0上叠加调制信号信息;Vm=Vmo+k2va(O 矢量角频率:恒为,即g()=ad+9=t+ 故,调幅信号表达式为 v(=mo+ kavotlcos(at+ po) kn:比例常数,q:起始相角,va():调制信号电压。 (2)调相信号 矢量长度:恒值V 瞬时相角:在ωt上叠加按调制信号规律变化的附加相 角△q(O)=kva(O

(1)调幅信号 矢量长度：Vm0 上叠加调制信号信息；Vm = Vm0 + ka v (t) 矢量角频率：恒为 c，即 0 c 0 0 ( ) = cd +  = +  t t t t 故，调幅信号表达式为 v(t) = [Vm0 + ka v (t)]cos(c t + 0 ) ka ：比例常数，0 ：起始相角， v (t)：调制信号电压。 (2)调相信号 矢量长度：恒值Vm 瞬时相角：在 c t 上叠加按调制信号规律变化的附加相 角 (t) = kp v (t)

第5章角度调制与解调电路 调相信号表达式vO)= Mucosa t+knv(O+ql kn:比例常数,单位:rad/V 瞬时角频率:即()的时间导数值为 (t)= It=o+k dvo(t) dp(t) =+△o(t) dt 按调制信号的时间导数值规律变化。 (3)调频信号 矢量长度:恒值Vn 转动角速度:在载波角频率a。上叠加按调制信号规律 变化的瞬时角频率△o(0=kpa(。调频信号的一般表达式 v(t)=m coslat+kl vo(t)dt+pol k:比例常数,单位为 rad/s V 3.三种调制方法的基本特性,调频、调相的比较

调相信号表达式v(t) = Vmcos[c t + kp v (t) +0 ] kp ： 比例常数，单位: rad/V 瞬时角频率：即(t) 的时间导数值为 Δ ( ) d d ( ) d d ( ) ( ) c p c t t v t k t t t Ω      = = + = + 按调制信号的时间导数值规律变化。 (3)调频信号 矢量长度：恒值Vm 转动角速度：在载波角频率 c 上叠加按调制信号规律 变化的瞬时角频率(t) = kf v (t) 。调频信号的一般表达式 ( ) cos[ ( )d 0] 0 = m c + f +  t Ω v t V t k v t t kf ：比例常数，单位为 rad/sV。 3．三种调制方法的基本特性，调频、调相的比较

第5章角度调制与解调电路 物理量亼型调幅信号 调频信号 调相信号 Vmo +k.) 0 恒值 m 恒值 +kP() +k dvo(t) O() C 9(n) tt at+krl va(t)dt+Po at+k,2(0+Po [ mo+kapoor mcos[at+ y cost+ W() cos(@, !+o) kirova(dt+Pol 0+l 调频信号 调相信号 相同 O(和(0)都同时变化 区别随调制信号规律线性变化随调制信号规律线性变化的 的物理量—△a( 物理量—△g 调频信号可以看成为△o(调相信号可看成△a0按调制 联系按调制信号的时间积分值信号的时间导数值规律变化的 规律变化的调相信号调频信号

Vm cos[c t + kf + 0 ]  t Ωv t t 0 ( )d 类型 物理量 Vm (t) (t) v(t) 调 幅 信 号 调 频 信 号 调 相 信 号 Vm0 + ka v (t) c c t + 0 [Vm0 + ka v (t)] cos(c t + 0 ) 恒 值 c + kf v (t) 0 0 c + f ( )d +  t k v t t t Ω 恒 值 t v t k Ω d d ( ) c + p c t + kp v (t) +0 Vm cos[c t + kp v (t) +0 ] 调频信号可以看成为(t) 按调制信号的时间积分值 规律变化的调相信号 调相信号可看成(t) 按调制 信号的时间导数值规律变化的 调频信号 相 同 调 频 信 号 调 相 信 号 (t) 和 (t) 都同时变化 随调制信号规律线性变化 的物理量——(t) 随调制信号规律线性变化的 物理量——(t) 联 系 区 别

第5章角度调制与解调电路 4.调频与调相指数 设单音调制,va(O)= Vo .coset (1)调频 ①o()=a+ kelo coss2=aa+△ ocost 式中:△ωm=2πm=krVωm,最大角频偏,与调制信号振 幅V em 成正比 ②(0)=t+ c2m 02 sin 2t +o at+Mo psinet △ ,调频指数和调频波的最大 f/e 02 相移与Vn成正比,与Ω成反比,其值可大于1。 3v(o=Vcos[a t+ M sin] 2t+l

4．调频与调相指数 设单音调制， v (t) = Vmcos t (1)调频 ① (t) = c + kfVmcost = c +  mcost 式中：  m = 2fm = kfVm ，最大角频偏，与调制信号振 幅 Vm 成正比； ② (t) = c t + sin t + 0 = c t + Mf sin t + 0 Ω kf VΩm Mf = kfVm/ = F f Ω m  m =  ，调频指数和调频波的最大 相移与 Vm 成正比，与  成反比，其值可大于1。 ③ v(t) = Vmcos[c t + Mf sin t +0 ]

第5章角度调制与解调电路 v() 1o(t) AOm (b) 按调制信号对时间的 △q(t) 积分值变化的调相信号( M 图5-1-1单音调制时的调频信号 (a)v(t)(b)△o(t)(c)△(t)

按调制信号对时间的 积分值变化的调相信号