第4章 模拟角调制
调频信号与调相信号通称为角调制,两者均为非线性调制。
调频与调相
频率调制与相位调制,两者其实是统一的。
调频信号
调频信号的标准表达式为
瞬时角频率的表达式为
式中, 频率偏移常数 ,表示基带信号f(t)对s(t)的影响系数。
调频信号s(t)相对于载波信号,存在瞬时角频率偏移和瞬时相位偏移。
当基带信号f(t)为单频余弦信号时的分析
调相信号
调相信号公式为
窄带调频与宽带调频
窄带调频(NBFM)
窄带调频信号的定义:最大瞬时相位偏移
窄带调频信号的频谱
宽带调频(WBFM)
调频信号的带宽和功率
理论上带宽无限(以下针对f(t)为单频信号情况)
实际中选取2N+1个边带作为近似,带宽
卡森公式,取N= ,则带宽为
调频信号功率:令
则载波功率为 调频信号功率为
其中n=0时的分量为载波功率,n非零的分量为边带功率
对f(t)为普通基带信号,定义频偏比:
用频偏比代替调皮指数,即可得到f(t)为普通基带信号时候的公式
调频信号的产生
直接调频法:用基带信号去改变电路参数,
直接调频法原理图如右图所示。
直接调频法的常用器件:压控振荡器。
窄带调频信号的积分器调制,
右图为窄带调频信号调制模型。
利用近似公式为
先产生窄带调频信号,再通过倍频器实现宽带调频。
针对倍频产生的载波频率变化,采用混频解决,下图为混频搬移模型。
调频信号的解调
鉴频器(微分+包络检波),
其示意图如右图所示。
调频信号为
加上限幅和去噪,其过程系统示意图如下图所示。
窄带调频信号的相干解调,窄带调频信号的近似值为
混频搬移模型
相位调制
窄带调相
宽带调相及其带宽
调频信号和调相信号的比较
调频与调相信号的关系
主要共同点和差别;
用调相器产生调频信号(间接调频);
用调频起产生调相信号(间接调相)。
调频和调相的性能比较
两者近似带宽都是
两者带宽的差别
本章小结
调频信号的瞬时角频率偏移与基带信号成正比,其比例称为频率偏移常数。
调相信号的瞬时相位偏移与基带信号成正比,其比例称为相位偏移常数。
当频角信号的最大相位偏移远远小于,称为窄带调角信号。
角度调制可以用直接调制法,也可以用间接调制法,即由调频信号得到调相信号或由调相信号得到调频信号。