第六章(2)直接与间接调频.

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1、6.7 调角波的基本性质调角波的基本性质6.7.1 瞬时相位和瞬时频率的概念瞬时相位和瞬时频率的概念6.7.2 调角波和调频波调角波和调频波6.8 直接调频电路直接调频电路6.8.1 变容二极管调频电路变容二极管调频电路6.8.2 晶体振荡器直接调频电路晶体振荡器直接调频电路6.8.3 电容话筒调频电路电容话筒调频电路6.8.4 电抗管调频电路电抗管调频电路6.9 间接调频电路间接调频电路作业：作业：6.32、6.40第第6章章 频谱变换电路频谱变换电路6.10 调频波的解调调频波的解调6.10.1 斜率鉴频器斜率鉴频器6.10.2 相位鉴频器相位鉴频器6.10.3 比例鉴频器比例鉴频器6.1

2、0.4 移相乘积鉴频器移相乘积鉴频器6.10.5 脉冲均值鉴频器脉冲均值鉴频器*6.10.6 锁相环鉴频器锁相环鉴频器* 6.10.7 跟相环鉴频器跟相环鉴频器6.11 限幅器限幅器6.11.1 晶体二极管限幅器晶体二极管限幅器6.11.2 晶体三极管限幅器晶体三极管限幅器在通信系统中，角度及解调电路不同于频谱搬移电路。它在通信系统中，角度及解调电路不同于频谱搬移电路。它是用低频信号去调制高频振荡的相角，或是从已调波中解出是用低频信号去调制高频振荡的相角，或是从已调波中解出调制信号所进行的频谱变换，这种变换不是线性变换，而是调制信号所进行的频谱变换，这种变换不是线性变换，而是非线性变换。因此，

3、非线性变换。因此，我们把角度调制及调角波的解调电路称我们把角度调制及调角波的解调电路称为频谱非线性变换电路为频谱非线性变换电路。调频（）调频（）：如果高频振荡器的频率变化量和调制信号：如果高频振荡器的频率变化量和调制信号成成正正比，则称调频。比，则称调频。调相（）调相（）：如果高频振荡器的相位变化量和调制信号：如果高频振荡器的相位变化量和调制信号成成正正比，则称调相。由于频率的变化和相位的变化都表现为比，则称调相。由于频率的变化和相位的变化都表现为总相角的变化，因此，将总相角的变化，因此，将调频和调相统称为调角调频和调相统称为调角。. .调角波的基本性质调角波的基本性质 式中，式中，Am为简谐

4、振荡的幅度，为简谐振荡的幅度， 为简谐振荡的总相角为简谐振荡的总相角 式中式中 为瞬时角频率，为瞬时角频率， 为初始相位。为初始相位。6.7.1 6.7.1 瞬时相位和瞬时频率的概念瞬时相位和瞬时频率的概念 对于简谐振荡可以写成一般形式对于简谐振荡可以写成一般形式(t)Aa(t)mcos t dt(t)dt t dttt00)(t0如果如果 是随时间变化的，瞬时相位为是随时间变化的，瞬时相位为 00t dttt)(t一般表达式为一般表达式为 00cost dtAtatm相位是频率的积分，频率是相位的微分。相位是频率的积分，频率是相位的微分。6.7.2 6.7.2 调相波和调频波调相波和调频波调

5、相调相载波的载波的瞬时相位的变化量与调制信号成正比瞬时相位的变化量与调制信号成正比。 根据定义调相波的表达式为根据定义调相波的表达式为(t)uktUupccmPMcos(t)t(t)ukt(t)pcpc tp maxtppk可见可见为比例系数；为比例系数；为为瞬时相位偏移瞬时相位偏移；称为最大相移，或称称为最大相移，或称调制指数调制指数，以，以mp表示表示瞬时角频率为：瞬时角频率为：)()()()(tdttudkdttdtpcpc于是于是dttudktpp)()(mp =max)(tukp 式中，为式中，为瞬时相位偏移瞬时相位偏移，即相对，即相对于的偏移。的最大值称为最大相移，习惯上又于的偏移

6、。的最大值称为最大相移，习惯上又称称调频指数调频指数，用，用m mf f表示，即表示，即调频调频载波的载波的瞬时频率的变化量与调制信号成正比瞬时频率的变化量与调制信号成正比。 调频波的表达式为调频波的表达式为（先对调制信号积分后，再调相）（先对调制信号积分后，再调相）t(t)ukUut)dt (uktUufccmFMtfccmFMcoscos0或fkf mfffUktukmax为比例系数；为比例系数；表示瞬时角频率相对于表示瞬时角频率相对于c c的偏移的偏移称为最大角偏移，简称称为最大角偏移，简称频偏频偏当当00时，时，可得调频波的瞬时相位可得调频波的瞬时相位 ttt)dt (ukt(t)fc

7、tfc0t)dt (uk(t)tff0tc(t)fmax0td)t (ukmtff调相与调频的区别调相与调频的区别 1、调相、调相 瞬时相位瞬时相位 调相指数（调相指数（相位偏移相位偏移） 瞬时角频偏瞬时角频偏 角频偏角频偏 2、调频、调频 瞬时频率瞬时频率 瞬时相位偏移瞬时相位偏移 调频指数（调频指数（相位偏移相位偏移） 角频偏角频偏)(tUkt(t)mpcmpppUktukmmax)(tmtUkdttduktpmpppsinsin)()(pmppmUktmtUkdttuk(t)fmftmfsinsin)(0ffftukmmax)()(cos)(costtUk(t)fcmfc（与与成正比成正

8、比）（与与成反比成反比）（与与无关无关）mpfUk（与与无关无关）tmtUtUktUupccmmpccmPMcoscos)(costtUtmtUuccmfccmFMsincossincos6.7.3 调频波的频谱和频谱宽度调频波的频谱和频谱宽度tmtUufccmFMsincosttmttmUtmtUucfcfcmfccmFMsinsinsincossincossincos11212) 12sin()(2sinsin)2cos()(2)(sincosnnfnnOftnmjtmtmjmItm调角波表达式（调频与调相的表达式形调角波表达式（调频与调相的表达式形式相似，可以统一表示）式相似，可以统一表

9、示）u 调角波的频谱调角波的频谱利用三角函数公式，上式改写为利用三角函数公式，上式改写为在贝塞尔函数理论中，有如下关系式在贝塞尔函数理论中，有如下关系式jo(m)是以是以m为实数的为实数的n阶第一类贝塞尔函数阶第一类贝塞尔函数于是，调角波表达式为于是，调角波表达式为.)5cos()5cos()()4cos()4cos()()3cos()3cos()()2cos()2cos()()cos()cos()()cos()(.sin5sin)(2)cos()4cos()(2sin3sin)(2)cos()2cos()(2sinsin)(2)cos()(sin) 12sin()(2)cos()cos()(

10、2)(sinsinsin)cos(sincos)(543215432111212ttmJUttmJUttmJUttmJUttmJUtmJUttmJttmjttmjttmJttmJtmJUttnmJttmJmJUttmttmUtuccmccmccmccmccmcOmccccccOmcnncnnOmcfcfmFM 上式表明，上式表明，单音频单音频调频时，调频波的频谱不调频时，调频波的频谱不是调制信号频谱的简单搬移，而是由载波分量是调制信号频谱的简单搬移，而是由载波分量和无数对边频分量所组成。其中，和无数对边频分量所组成。其中，n为奇数为奇数时，时，上下两边频等幅反极性；上下两边频等幅反极性；n为偶

11、数为偶数时，上下两边时，上下两边频分量等幅同极性。所有各分量的振幅都随频分量等幅同极性。所有各分量的振幅都随m和和而变化；当而变化；当m m为某特定值为某特定值时，载波分量的振时，载波分量的振幅等于零。幅等于零。 调角波的特点：调角波的特点：1)(2nnmj1、调角波的平均功率等于各分量平均功率之和，因为、调角波的平均功率等于各分量平均功率之和，因为 单位电阻上调角波的平均功率为：单位电阻上调角波的平均功率为：2)(222cmnncmavUmjUP2、当、当Ucm一定时，不论一定时，不论为何值，调角波的平均功率等于为何值，调角波的平均功率等于载波功率。改变载波功率。改变m m仅会引起载波分量和