《调频信号分析》PPT课件.ppt

第7章 频率调制与解调,7.1 调频信号分析 7.2 调频器与调频方法7.3 调频电路7.4 鉴频器与鉴频方法 7.5 鉴频电路 7.6 调频收发信机及特殊电路7.7 调频多重广播,概 述,频率调制（调频FM）：使高频载波信号的频率按调 制信号的规律变化，得到调频波信号 相位调制（调相PM）：使高频载波信号的相位按调 制信号的规律变化，得到调相波信号调频信号的解调（鉴频FD）：从调频波信号中恢复出调制信号调相信号的解调（鉴相PD）：从调相波信号中恢复出调制信号,角度调制,频谱的非线性变换,载波信号：,调制信号：,调频波信号：,调相波信号：,波形：,角度调制的优点与用途,优点:1、抗干扰能力强2、FM广播音质好，但BW宽，波段内容纳的电台数小；主要用于超短波波段。3、发射功率小。作用:调频主要用于调频广播、广播电视、通信与遥控遥测等。调相主要用于数字通信。,调频与调相的关系：（1）调频必调相，调相必调频（2）鉴频和鉴相也可以相互利用角度调制的优点：抗干扰和噪声的能力较强角度调制的缺点：（1）频带利用率不高（2）原理和电路实现上都要困难一些,7.1.1 调频信号的参数与波形1.调频信号分析 调制信号：u(t)=Ucost 载波电压：uC=Uccosct 瞬时角频率：,7.1 调频信号分析,瞬时相位：,FM波的表示式：,调频灵敏度,最大角频偏,调频指数,2.主要调频参数,调频灵敏度,最大角频偏,最大频偏,调频指数，调制深度,3.调频波的波形,7.1.2 调频波的频谱,调频波的级数展开式为：,1调频波的展开式,特性:Jn(mf)=J-n(mf)n为偶数 Jn(mf)=-J-n(mf)n为奇数,Jn(mf)是宗数为mf的n阶第一类贝塞尔函数:,第一类贝塞尔函数曲线：,级数展开式进一步写成 uFM(t)=UCJ0(mf)cosct+J1(mf)cos(c+)t-J1(mf)cos(c-)t+J2(mf)cos(c+2)t+J2(mf)cos(c-2)t+J3(mf)cos(c+3)t-J3(mf)cos(c-3)t+,单频的调频波是由许多频率分量构成，属非线性调制,2调频波的频谱结构和特点,单频调制时FM波的振幅谱：,为常数：,m为常数：,uFM(t)=UCJ0(mf)cosct+J1(mf)cos(c+)t-J1(mf)cos(c-)t+J2(mf)cos(c+2)t+J2(mf)cos(c-2)t+J3(mf)cos(c+3)t-J3(mf)cos(c-3)t+,3 调频波的信号带宽 通常采用的准则是,信号的频带宽度应包括幅度大于未调载波1%以上的边频分量,即|Jn(mf)|0.01 当mf很大时,此时带宽为 Bs=2nF=2mfF=2fm 当mf很小时,如mf0.5,为窄频带调频,此时 Bs=2F,对于一般情况,带宽为 Bs=2(mf+1)F=2(fm+F),4 调频波的功率 调频信号uFM(t)在电阻RL上消耗的平均功率为,由于余弦项的正交性,总和的均方值等于各项均方值的总和,（1）概念 调相波是其瞬时相位以未调载波相位c为中心按调制信号规律变化的等幅高频振荡。（2）表达式 u(t)=Ucost，uC(t)=UCcosct 则调相波其瞬时相位为：(t)=ct+(t)=ct+kpu(t)=ct+mcost=ct+mpcost 调相信号为：uPM(t)=UCcos(ct+mpcost),7.1.5 调频波与调相波的比较,1调相波,瞬时频率为：,（3）主要参数,最大频偏,调相指数,调相灵敏度,最大相偏,（3）调相波波形,调频波瞬时相位为：,2.调频与调相的关系,调相波瞬时频率为：,调频波与调相波的比较,7.2.2 调频方法,两类：直接调频法、间接调频法,1、利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其不失真地反映调制信号变化规律。2、实际应用中，是用调制信号去控制决定振荡器振荡频率的振荡回路的可变电抗值。从而使振荡器的瞬时频率按调制信号变化规律线性改变。,直接调频原理,间接调频（矢量合成方式）对于单音调相信号：uPM=Ucos(ct+mpcost)=Ucosctcos(mpcost)-Usin(mpcost)sinct 当mp/12时，上式近似为 uPMUcosct-Umpcostsinct,积分器,