第六章 调角信号

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1、 高频电子线路高频电子线路角度调制是频谱的角度调制是频谱的非线性变换非线性变换电路。电路。频率调制：用待传输的低频信号去频率调制：用待传输的低频信号去控制高频载波信号的瞬时控制高频载波信号的瞬时频率频率，使之按调制信号的规律线性变化的一种调制方式，振，使之按调制信号的规律线性变化的一种调制方式，振幅保持不变。幅保持不变。相位调制：用待传输的低频信号去相位调制：用待传输的低频信号去控制高频载波信号的瞬控制高频载波信号的瞬时相位时相位,使瞬时相位随调制信号的规律线性变化，而振幅保使瞬时相位随调制信号的规律线性变化，而振幅保持不变。持不变。 频率调制和相位调制统称为角度调制。频率调制和相位调制统称为

2、角度调制。 高频电子线路高频电子线路概述概述调角波的性质调角波的性质调角方法及直接调频电路调角方法及直接调频电路间接调频电路间接调频电路鉴频器鉴频器 高频电子线路高频电子线路6.1 概述概述1、什么是调角波、什么是调角波 高频电子线路高频电子线路角度解调：从调角波中取出原调制信号的过程称。角度解调：从调角波中取出原调制信号的过程称。鉴频鉴频:对于调频波，其解调称为鉴频或者频率检波、频率解调。对于调频波，其解调称为鉴频或者频率检波、频率解调。鉴相：对于调相波，其解调称为鉴相或相位检波、相位解调。鉴相：对于调相波，其解调称为鉴相或相位检波、相位解调。调频波和调相波均表现为相角的变化，所不同仅为调频

3、波和调相波均表现为相角的变化，所不同仅为变化规律不同，因此，他们在时域、频谱宽度、调制变化规律不同，因此，他们在时域、频谱宽度、调制与解调等方面均有与解调等方面均有密切联系密切联系。因此，调相必调频；调。因此，调相必调频；调频必调相。同时频必调相。同时鉴频与鉴相也可以相互利用鉴频与鉴相也可以相互利用。2、 角度解调角度解调 高频电子线路高频电子线路3、为什么使用调角系统、为什么使用调角系统 高频电子线路高频电子线路4、 角度调制的特点角度调制的特点优点：优点：抗干扰能力强；载波功率利用率高（发射设备利用率高）；抗干扰能力强；载波功率利用率高（发射设备利用率高）；调角信号传输的保真度高（广播音质

4、好）。调角信号传输的保真度高（广播音质好）。调频应用于调频应用于 广播、电视、通信等。广播、电视、通信等。在模拟通信中调频比调相应用广泛，在数字通信中调相比在模拟通信中调频比调相应用广泛，在数字通信中调相比调频应用广泛。调频应用广泛。缺点：缺点：频带比调幅宽，频带利用率低；调角系统比相应的调幅系频带比调幅宽，频带利用率低；调角系统比相应的调幅系统复杂，电路实现困难。统复杂，电路实现困难。 高频电子线路高频电子线路5、 衡量调频波的主要技术指标衡量调频波的主要技术指标1、频谱宽度。理论上频率为无限宽，但实际上可认为贷、频谱宽度。理论上频率为无限宽，但实际上可认为贷款是有限的，根据贷款的不同调频可

5、分为宽带调频和窄款是有限的，根据贷款的不同调频可分为宽带调频和窄带调频。带调频。2、寄生调幅。调频波应为等幅波，但由于某种原因造成、寄生调幅。调频波应为等幅波，但由于某种原因造成幅度不等，这种情况称为寄生调幅。幅度不等，这种情况称为寄生调幅。3、抗干扰能力。、抗干扰能力。 高频电子线路高频电子线路主要要求：主要要求： 掌握瞬时角频率与瞬时相位的关系掌握瞬时角频率与瞬时相位的关系掌握调频、调相信号的概念、异同和关系掌握调频、调相信号的概念、异同和关系掌握调频、调相信号的典型表达式、主要参数掌握调频、调相信号的典型表达式、主要参数和波形特点。和波形特点。6.2 调角信号的基本特性调角信号的基本特性

6、了解调角信号的频谱，理解其带宽。了解调角信号的频谱，理解其带宽。 高频电子线路高频电子线路6.2.1 6.2.1 瞬时角频率与瞬时相位瞬时角频率与瞬时相位设有一个固定频率的等幅载波，其表达式写为：设有一个固定频率的等幅载波，其表达式写为：)cos()(cos)(0mmtUtUtuc式中，式中， (t)为载波的瞬时相位，在没有调角时，为载波的瞬时相位，在没有调角时，u（t）的的中心角频中心角频率和率和初始相位初始相位均为均为常数常数；在调频时，载波；在调频时，载波的角频率发生变化，称为的角频率发生变化，称为瞬时角频率瞬时角频率，同时，同时瞬时相位瞬时相位也随之变化。也随之变化。二者关系可以用旋转

7、矢量图来说明。二者关系可以用旋转矢量图来说明。 高频电子线路高频电子线路实轴实轴 (t) 0t = 0Um00d)()( tttt瞬时相位瞬时相位瞬时角频率瞬时角频率tttd)(d)( O 矢量初始相位为矢量初始相位为 0，以以 (t)的角速度绕的角速度绕O逆时针旋转。逆时针旋转。t = t当当 (t)= c 时：时：0c)(ttUm为旋转矢量长度、为旋转矢量长度、 0为与实轴初始相位。为与实轴初始相位。瞬时角频率与瞬时角频率与瞬时相位的关瞬时相位的关系就是微积分系就是微积分的关系。的关系。当该矢量从初始状态当该矢量从初始状态旋转到旋转到t时刻后，它与实时刻后，它与实轴的夹角就为轴的夹角就为

8、(t)，即为，即为瞬时相位。瞬时相位。 高频电子线路高频电子线路6.2.2 调角波的性质调角波的性质 高频电子线路高频电子线路一、一、 调角的表示式调角的表示式 高频电子线路高频电子线路 高频电子线路高频电子线路调频波形图调频波形图 高频电子线路高频电子线路6.2.2 6.2.2 调频信号与调相信号调频信号与调相信号一、调频信号一、调频信号载波信号：载波信号：)cos()(0cmc tUtu调制信号：调制信号：)(tu 调频波调频波的角频率：的角频率： (t) = c+ kf u (t)瞬时相位：瞬时相位：附加相位附加相位 为分析方便，通常令为分析方便，通常令 0 = 0, 则则角频偏角频偏

9、)(cosU(t)u0mFMtfcdttukt00d)()(tttt00fcd)(tttukt 高频电子线路高频电子线路设设 u (t) = U m cos t (t) = c+ kf U m cos t= c+ m cos tsincos)(fcmFMtmtUtu 调频指数调频指数最大角频偏最大角频偏单频调制时，单频调制时，则则mfmUk Ffmmmf tttm sin)(ctmt sinfc 高频电子线路高频电子线路（b）（c）（d）uFM(t)t(t) (t) u(t) tttc u (t) = U m cos t (t) = c+ m cos tsincos)(fcmFMtmtUtu

10、)(ttm sinf 高频电子线路高频电子线路2、调相波的表示式、调相波的表示式 高频电子线路高频电子线路 高频电子线路高频电子线路调相波形图调相波形图 高频电子线路高频电子线路调相信号调相信号载波信号：载波信号：tUtucmccos)(调制信号：调制信号：)(tu故调相信号为故调相信号为(t) = ct + kp u(t)瞬时相位：瞬时相位：附加相位附加相位 (t) )(cosU)(cosU(t)ummPMtukttpc 高频电子线路高频电子线路设设 u (t) = U m cos t ，单频调制时，单频调制时，则则)cos()cos()(tmttUkttPcmPc)sin()sin()(t

11、tmtmcPc)cos(cosU(t)umPMtmtPc调相指数，最大附加相移调相指数，最大附加相移mPPUkmPmm)sin()sin()(ttmtmcPc 高频电子线路高频电子线路（a）（b）（c）（d）tttt0000c(t) (t) u(t) uPM(t)mmP u(t) = U m cos t，)cos()(tmtP)sin()(ttmc)cos(cosU(t)umPMtmtPc 高频电子线路高频电子线路3、调频和调相的比较、调频和调相的比较 高频电子线路高频电子线路 高频电子线路高频电子线路三、调频信号与调相信号的比较三、调频信号与调相信号的比较调制信号调制信号u (t) = U