北航通信電路原理課件ch065

1、2021年10月25日通信電路原理-北航06年1 6.1 幅度調(diào)制 2021年10月25日通信電路原理-北航06年2 種種1、利用鎖相環(huán)路利用鎖相環(huán)路實(shí)現(xiàn)解調(diào)。有關(guān)這種解調(diào)方法的內(nèi)容將在實(shí)現(xiàn)解調(diào)。有關(guān)這種解調(diào)方法的內(nèi)容將在第第7章鎖相環(huán)路中討論。章鎖相環(huán)路中討論。2、利用調(diào)頻波的過零信息利用調(diào)頻波的過零信息實(shí)現(xiàn)解調(diào)實(shí)現(xiàn)解調(diào)： 因為調(diào)頻波的頻率是隨調(diào)制信號變化的，所以它們在相因為調(diào)頻波的頻率是隨調(diào)制信號變化的，所以它們在相同的時間間隔內(nèi)過零點(diǎn)的數(shù)目將不同；同的時間間隔內(nèi)過零點(diǎn)的數(shù)目將不同；當(dāng)瞬時頻率高時，過零點(diǎn)的數(shù)目就多；瞬時頻率低時，當(dāng)瞬時頻率高時，過零點(diǎn)的數(shù)目就多；瞬時頻率低時，過零點(diǎn)的數(shù)目

2、就少；過零點(diǎn)的數(shù)目就少；利用調(diào)頻波的這個特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)解調(diào)。例如利用調(diào)頻波的這個特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)解調(diào)。例如be1調(diào)制調(diào)制度測量儀。度測量儀。2021年10月25日通信電路原理-北航06年33、將、將調(diào)頻波變換為調(diào)相調(diào)頻波變換為調(diào)相調(diào)頻波調(diào)頻波，使相位的變化與瞬時頻，使相位的變化與瞬時頻率的變化成正比，然后率的變化成正比，然后用相位檢波器解調(diào)用相位檢波器解調(diào)，即可得到所需，即可得到所需信號。這種方法的方框圖如下圖所示信號。這種方法的方框圖如下圖所示：為了為了實(shí)現(xiàn)調(diào)頻波到調(diào)相實(shí)現(xiàn)調(diào)頻波到調(diào)相調(diào)頻波的變換，通常是用將調(diào)調(diào)頻波的變換，通常是用將調(diào)頻波頻波延時延時 t0 時間的方法；時間的方法；在在 t0

3、 滿足一定條件時，可以得到相位變化與瞬時頻率滿足一定條件時，可以得到相位變化與瞬時頻率變化成正比的調(diào)相變化成正比的調(diào)相調(diào)頻波；調(diào)頻波；相位檢波器可相位檢波器可采用模擬乘法器采用模擬乘法器。對于對于由單頻余弦信號對載波調(diào)頻所得到的調(diào)頻信號，由單頻余弦信號對載波調(diào)頻所得到的調(diào)頻信號，再再將將其其延時延時 t0 后可表示為后可表示為：tvtvmfcos)()()(sin)(cos)(000vttmttttvfcfm如果如果t0的值較小，的值較小，t0 0.2(rad)，即即要求延時要求延時 t0 0.2/，則上式可簡化為則上式可簡化為：)cossincos)(000ttmttmtttvfcfcfm該

4、式表明，調(diào)頻波延時該式表明，調(diào)頻波延時 t0 后，得到一個調(diào)相后，得到一個調(diào)相-調(diào)頻波。調(diào)頻波。其中其中前面前面為原調(diào)頻信號的為原調(diào)頻信號的全全相角；相角；而而后面后面則為一附加相位，該附加相位與調(diào)制信號成正比。則為一附加相位，該附加相位與調(diào)制信號成正比。因此，這個附加相位部分包含了調(diào)制信號的信息。因此，這個附加相位部分包含了調(diào)制信號的信息。2021年10月25日通信電路原理-北航06年54、將、將等幅調(diào)頻波等幅調(diào)頻波變換為幅度變化與頻率變化成正比的變換為幅度變化與頻率變化成正比的調(diào)幅調(diào)幅-調(diào)頻波調(diào)頻波。這種方法的方框圖如下圖所示。這種方法的方框圖如下圖所示：因為調(diào)頻波的頻率變化與調(diào)制信號成正

5、比，所以變換后因為調(diào)頻波的頻率變化與調(diào)制信號成正比，所以變換后信號的幅度變化也與調(diào)制信號成正比；信號的幅度變化也與調(diào)制信號成正比；然后用幅度解調(diào)器解調(diào)，即可得到所需信號。然后用幅度解調(diào)器解調(diào)，即可得到所需信號。為了實(shí)現(xiàn)調(diào)頻波到調(diào)幅為了實(shí)現(xiàn)調(diào)頻波到調(diào)幅調(diào)頻波的變換，可以采用：調(diào)頻波的變換，可以采用：時間域微分時間域微分（差分）的辦法；（相位鑒頻器）（差分）的辦法；（相位鑒頻器）頻率域微分頻率域微分（差分）的辦法。（雙失諧回路鑒頻器）（差分）的辦法。（雙失諧回路鑒頻器）2021年10月25日通信電路原理-北航06年6 f cf dv 2dcbwf 2dcbwf 將頻率解調(diào)器稱為頻率檢波器或鑒頻器。

6、它的主要特性是將頻率解調(diào)器稱為頻率檢波器或鑒頻器。它的主要特性是鑒頻特性（鑒頻特性（s曲線曲線），），衡量鑒頻特性的主要指標(biāo)有：衡量鑒頻特性的主要指標(biāo)有：1、靈敏度、靈敏度：鑒頻器鑒頻特性的靈敏度通常用：鑒頻器鑒頻特性的靈敏度通常用 fc 處鑒頻處鑒頻特性的特性的斜率斜率定義，鑒頻靈敏度的單位為定義，鑒頻靈敏度的單位為v/hz。cffdfvs2、線性范圍、線性范圍：鑒頻特性近似為直線的范圍，如：鑒頻特性近似為直線的范圍，如下下圖圖bwd所示，應(yīng)該大于調(diào)頻信號最大頻偏的兩倍。所示，應(yīng)該大于調(diào)頻信號最大頻偏的兩倍。3、非線性失真、非線性失真：由于鑒頻：由于鑒頻特性不是理想直線，而使解特性不是理想直

7、線，而使解調(diào)信號產(chǎn)生的失真稱為鑒頻調(diào)信號產(chǎn)生的失真稱為鑒頻器的非線性失真。器的非線性失真。74、限幅限幅鑒頻鑒頻：調(diào)頻接收機(jī)中，天線接收到的調(diào)頻信號有可能受到干擾調(diào)頻接收機(jī)中，天線接收到的調(diào)頻信號有可能受到干擾信號的信號的附加幅度調(diào)制附加幅度調(diào)制和相位調(diào)制；和相位調(diào)制；即使接收到的是等幅調(diào)頻波，通過鑒頻器前面各級電路即使接收到的是等幅調(diào)頻波，通過鑒頻器前面各級電路后，也會因后，也會因電路頻率特性不均勻電路頻率特性不均勻而導(dǎo)致調(diào)頻信號頻譜結(jié)而導(dǎo)致調(diào)頻信號頻譜結(jié)構(gòu)的變化，從而造成調(diào)頻信號的振幅發(fā)生變化；構(gòu)的變化，從而造成調(diào)頻信號的振幅發(fā)生變化；調(diào)頻波是等幅波，調(diào)頻波是等幅波，若若振幅發(fā)生了變化，稱

8、之為振幅發(fā)生了變化，稱之為寄生調(diào)幅寄生調(diào)幅；寄生調(diào)幅會反映到鑒頻器的解調(diào)電壓上，從而產(chǎn)生解調(diào)寄生調(diào)幅會反映到鑒頻器的解調(diào)電壓上，從而產(chǎn)生解調(diào)失真；失真；因此因此，一般必須在鑒頻前加一限幅器以消除寄生調(diào)幅，一般必須在鑒頻前加一限幅器以消除寄生調(diào)幅，保證加到鑒頻器上的調(diào)頻電壓是等幅的。保證加到鑒頻器上的調(diào)頻電壓是等幅的。8鑒頻電路鑒頻電路的工作原理可分為四類：的工作原理可分為四類：斜率鑒頻電路斜率鑒頻電路：將將等幅調(diào)頻波等幅調(diào)頻波的頻率變化規(guī)律轉(zhuǎn)移到幅的頻率變化規(guī)律轉(zhuǎn)移到幅度的變化上，成為度的變化上，成為調(diào)幅調(diào)幅- -調(diào)頻波調(diào)頻波，然后用包絡(luò)檢波器檢，然后用包絡(luò)檢波器檢出幅度變化（出幅度變化（頻率

9、域微分頻率域微分）。）。相位鑒頻器相位鑒頻器是用是用時間域微時間域微分分的辦法的辦法。正交鑒頻電路正交鑒頻電路：將將等幅調(diào)頻波等幅調(diào)頻波的頻率變化規(guī)律轉(zhuǎn)換為附的頻率變化規(guī)律轉(zhuǎn)換為附加相位變化，成為加相位變化，成為調(diào)相調(diào)相- -調(diào)頻波調(diào)頻波，然后用相位檢波器檢，然后用相位檢波器檢出它同原調(diào)頻波的相位差。出它同原調(diào)頻波的相位差。正交鑒頻是目前集成電路中用得最多的鑒頻方法。正交鑒頻是目前集成電路中用得最多的鑒頻方法。過零鑒頻電路過零鑒頻電路：利用調(diào)頻波的過零信息實(shí)現(xiàn)頻率解調(diào)：利用調(diào)頻波的過零信息實(shí)現(xiàn)頻率解調(diào)：過零點(diǎn)越多，頻率越高，過零點(diǎn)越少，頻率越低。過零點(diǎn)越多，頻率越高，過零點(diǎn)越少，頻率越低。鎖相

10、鑒頻電路鎖相鑒頻電路：利用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)頻率解調(diào)。：利用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)頻率解調(diào)。2021年10月25日通信電路原理-北航06年9線性變換網(wǎng)絡(luò)線性變換網(wǎng)絡(luò)包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器等幅調(diào)頻波調(diào)幅調(diào)頻波解調(diào)輸出為了為了實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)等幅等幅調(diào)頻波到調(diào)幅調(diào)頻波到調(diào)幅調(diào)頻波的變換，可以采用對調(diào)頻波的變換，可以采用對調(diào)頻波進(jìn)行調(diào)頻波進(jìn)行頻率域微分頻率域微分（或或時間時間域域微分）的方法；微分）的方法；如果如果線性網(wǎng)絡(luò)的傳輸函數(shù)和頻率成正比關(guān)系，則可實(shí)現(xiàn)線性網(wǎng)絡(luò)的傳輸函數(shù)和頻率成正比關(guān)系，則可實(shí)現(xiàn)頻頻率域率域微分：斜率鑒頻。微分：斜率鑒頻。將將等幅等幅調(diào)頻波調(diào)頻波和和延時延時后后的的調(diào)相調(diào)相- -調(diào)頻波調(diào)頻波相加相加，實(shí)現(xiàn)，

11、實(shí)現(xiàn)等幅等幅調(diào)頻調(diào)頻波到調(diào)幅波到調(diào)幅調(diào)相調(diào)相調(diào)頻波的變換：調(diào)頻波的變換：相位相位鑒頻鑒頻為了實(shí)現(xiàn)調(diào)頻波到調(diào)相為了實(shí)現(xiàn)調(diào)頻波到調(diào)相調(diào)頻波的變換，通常是用將調(diào)調(diào)頻波的變換，通常是用將調(diào)頻波頻波延時延時 t0t0 時間的方法時間的方法2021年10月25日通信電路原理-北航06年10單失諧回路的單失諧回路的頻域頻域微分特性：微分特性： fmi dv 1caa a 0 2 2 c ccctn 微分微分n 延時延時n 相移相移微分變換微分變換 包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波附近 cn 調(diào)諧曲線中心位置右側(cè)是否 具有微分特性？1c2021年10月25日通信電路原理-北航06年11單失諧回路鑒頻單失諧回路鑒頻器器：準(zhǔn)靜態(tài)

12、條件下的鑒頻特性。：準(zhǔn)靜態(tài)條件下的鑒頻特性。 f dv 0f cf 單失諧回路鑒頻器單失諧回路鑒頻器 線性范圍有限線性范圍有限 tf tvd輸入輸入調(diào)頻波信號和線性變換網(wǎng)絡(luò)調(diào)頻波信號和線性變換網(wǎng)絡(luò)滿足以下兩個條件，稱之為滿足了滿足以下兩個條件，稱之為滿足了準(zhǔn)靜態(tài)條件：準(zhǔn)靜態(tài)條件：調(diào)頻調(diào)頻波的波的瞬時瞬時頻率變化相對于頻率變化相對于載頻是很慢的，也是很小的：載頻是很慢的，也是很小的： c , c；網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的的3db帶寬大于調(diào)頻波的帶寬大于調(diào)頻波的有效頻譜帶寬。有效頻譜帶寬。準(zhǔn)靜態(tài)條件下，網(wǎng)絡(luò)的輸出響應(yīng)準(zhǔn)靜態(tài)條件下，網(wǎng)絡(luò)的輸出響應(yīng)能夠跟得上輸入調(diào)頻波瞬時頻率的能夠跟得上輸入調(diào)頻波瞬時頻率的變化。變

13、化。2021年10月25日通信電路原理-北航06年12雙失諧回路鑒頻雙失諧回路鑒頻器器： f 2, 1dv 01f cf 02f f f f dv 01f cf 02f 1dv 2dv dv fmv 01f 02f 1d 2d 21dddvvvmff33. 1由于由于采用了平衡電路，上下兩采用了平衡電路，上下兩個失諧回路特性的非線性可以個失諧回路特性的非線性可以互相補(bǔ)償，互相補(bǔ)償，所以所以鑒頻器輸出非鑒頻器輸出非線性失真減少，線性鑒頻范圍線性失真減少，線性鑒頻范圍擴(kuò)大，鑒頻靈敏度提高。擴(kuò)大，鑒頻靈敏度提高。問題：問題：如果如果取取f01fc，是是否還可以鑒頻否還可以鑒頻？2021年10月25日

14、通信電路原理-北航06年13線性變換網(wǎng)絡(luò)線性變換網(wǎng)絡(luò)相位檢波器相位檢波器調(diào)頻波調(diào)相調(diào)頻波解調(diào)輸出為了為了實(shí)現(xiàn)調(diào)頻波到調(diào)相實(shí)現(xiàn)調(diào)頻波到調(diào)相調(diào)頻波的變換，通常是將調(diào)頻波調(diào)頻波的變換，通常是將調(diào)頻波延時某一時間，使得相位變化和瞬時頻率變化成正比；延時某一時間，使得相位變化和瞬時頻率變化成正比；前已說明，將調(diào)頻波延時前已說明，將調(diào)頻波延時 t0 ，當(dāng)滿足一定條件，當(dāng)滿足一定條件（ t0 0.2/）時，可以得到相位變化規(guī)律與調(diào)制信號變化規(guī)律基時，可以得到相位變化規(guī)律與調(diào)制信號變化規(guī)律基本相同的調(diào)相波本相同的調(diào)相波；檢測出這個相位變化就可獲得解調(diào)信號。一種相位檢測方檢測出這個相位變化就可獲得解調(diào)信號。一種

15、相位檢測方法是將調(diào)頻信號與其延時后的信號法是將調(diào)頻信號與其延時后的信號相乘相乘，其方框圖如上圖，其方框圖如上圖所示。這種方案多用于集成電路鑒頻器中。所示。這種方案多用于集成電路鑒頻器中。2021年10月25日下面分析相乘過程下面分析相乘過程：調(diào)頻波為一單頻余弦信號調(diào)制的信號，表示為：調(diào)頻波為一單頻余弦信號調(diào)制的信號，表示為：延時延時t0后的調(diào)頻波可表示為：后的調(diào)頻波可表示為：sincos)(tmtvtvfccmfm)(sin)(cos)(000ttmttvttvfccmfm若若 t0 0.2/，將調(diào)頻信號與其延時后的信號，將調(diào)頻信號與其延時后的信號相乘相乘可得：可得：0200200200( )

16、( )()cossincossincos1cos(cos)21cos2(sin)cos2ofmfmcmcfcfcfcmcfcmcfcfv tvtvttvtmttmttmttvtmttvtmttmtt 通信電路原理-北航06年152002001( )cos(cos)21cos2(sin)cos2ocmcfcmcfcfv tvtmttvtmttmtt上式表明，相乘結(jié)果的上式表明，相乘結(jié)果的第二部分為一在第二部分為一在2 c處處的的調(diào)頻調(diào)相波，它將被低調(diào)頻調(diào)相波，它將被低通濾波器濾除。僅第一通濾波器濾除。僅第一部分信號被輸出，即：部分信號被輸出，即：)cossin()sin()coscos()cos

17、(21)coscos()(00002002ttmtttmtvttmtvtvfcfccmfccmd假定假定 ct0=/2（正交正交鑒頻電路鑒頻電路）；）；并假定并假定t0 0.2/mf，則，則上式可近似為：上式可近似為：ttmvtvfcmdcos21)(02上式表明，這種鑒頻方法可以得到與調(diào)制信號成正比的解上式表明，這種鑒頻方法可以得到與調(diào)制信號成正比的解調(diào)信號。鑒頻器中所用的延時電路可用耦合回路和失諧回調(diào)信號。鑒頻器中所用的延時電路可用耦合回路和失諧回路實(shí)現(xiàn)。路實(shí)現(xiàn)。通信電路原理-北航06年16舉例：舉例：圖圖6.3.27所示為利用相位解調(diào)器的鑒頻器的電路所示為利用相位解調(diào)器的鑒頻器的電路。n

18、延時電路延時電路用失諧回用失諧回路實(shí)現(xiàn)路實(shí)現(xiàn)n將調(diào)頻信將調(diào)頻信號與其延號與其延時后的信時后的信號相乘號相乘n在在2 2 c c處處的調(diào)頻調(diào)的調(diào)頻調(diào)相波將被相波將被低通濾波低通濾波器濾除器濾除2021年10月25日通信電路原理-北航06年17（1）工作過程）工作過程：用用延時延時電路將等幅調(diào)頻波變換為等幅電路將等幅調(diào)頻波變換為等幅調(diào)相調(diào)相調(diào)頻波；調(diào)頻波；用用相加電路相加電路將調(diào)頻信號與其延時后的信號將調(diào)頻信號與其延時后的信號相加相加，將等幅調(diào)，將等幅調(diào)相相調(diào)頻波變換為調(diào)頻波變換為調(diào)幅調(diào)幅調(diào)相調(diào)相調(diào)頻波；調(diào)頻波；然后然后用用幅度解調(diào)器幅度解調(diào)器解調(diào)，即可得到所需信號。解調(diào)，即可得到所需信號。202

19、1年10月25日通信電路原理-北航06年18 f cf ov 2dcbwf 2dcbwf （2）電路定性說明）電路定性說明：v1是等幅調(diào)頻波；是等幅調(diào)頻波；v2是調(diào)相是調(diào)相調(diào)頻波；調(diào)頻波；vao和和vbo是調(diào)幅是調(diào)幅調(diào)相調(diào)相調(diào)頻波；調(diào)頻波；s曲線的方向取決于曲線的方向取決于m； s曲線過零點(diǎn)主要取決于曲線過零點(diǎn)主要取決于c2 ； s曲曲線的對稱性主要取決于線的對稱性主要取決于c1 。19 解調(diào)解調(diào) 利用鎖相環(huán)路利用鎖相環(huán)路實(shí)現(xiàn)解調(diào)實(shí)現(xiàn)解調(diào) 利用調(diào)頻波的過零信息利用調(diào)頻波的過零信息實(shí)現(xiàn)解調(diào)實(shí)現(xiàn)解調(diào) 將將調(diào)頻波變換為調(diào)相調(diào)頻波變換為調(diào)相調(diào)頻波調(diào)頻波，使相位的變化，使相位的變化與瞬時頻率的變化成正比

20、，然后與瞬時頻率的變化成正比，然后用相位檢波用相位檢波器解調(diào)器解調(diào) 將將等幅調(diào)頻波等幅調(diào)頻波變換為幅度變化與頻率變化成變換為幅度變化與頻率變化成正比的正比的調(diào)幅調(diào)幅-調(diào)頻波調(diào)頻波，然后，然后用幅度檢波器解調(diào)用幅度檢波器解調(diào) 鑒頻特性（鑒頻特性（s曲線曲線）的主要指標(biāo)有的主要指標(biāo)有 1、靈敏度、靈敏度 2、線性范圍、線性范圍 3、非線性失真、非線性失真 4、限幅限幅鑒頻鑒頻 f cf dv 2dcbwf 2dcbwf 20調(diào)頻波的解調(diào)方法與調(diào)頻波的解調(diào)方法與 鑒頻電路鑒頻電路的工作原理可分為四類：的工作原理可分為四類： 斜率鑒頻電路斜率鑒頻電路：將：將等幅調(diào)頻波等幅調(diào)頻波的頻率變化規(guī)的頻率變化規(guī)

21、律轉(zhuǎn)移到幅度的變化上，成為律轉(zhuǎn)移到幅度的變化上，成為調(diào)幅調(diào)幅-調(diào)頻波調(diào)頻波 雙失諧回路鑒頻器雙失諧回路鑒頻器 正交鑒頻電路正交鑒頻電路：將：將等幅調(diào)頻波等幅調(diào)頻波的頻率變化規(guī)的頻率變化規(guī)律轉(zhuǎn)換為附加相位變化，成為律轉(zhuǎn)換為附加相位變化，成為調(diào)相調(diào)相-調(diào)頻波調(diào)頻波 相位鑒頻器相位鑒頻器： 用用延時延時電路將調(diào)頻波變換為電路將調(diào)頻波變換為調(diào)相調(diào)相調(diào)頻波；調(diào)頻波； 用用相加電路相加電路將等幅調(diào)相將等幅調(diào)相調(diào)頻波變換為調(diào)頻波變換為調(diào)幅調(diào)幅調(diào)相調(diào)相調(diào)頻波；調(diào)頻波； 然后用然后用幅度解調(diào)器幅度解調(diào)器解調(diào)。解調(diào)。 過零鑒頻電路過零鑒頻電路：利用調(diào)頻波的過零信息實(shí)現(xiàn)：利用調(diào)頻波的過零信息實(shí)現(xiàn)頻率解調(diào)頻率解調(diào) 鎖

22、相鑒頻電路鎖相鑒頻電路：利用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)頻率解調(diào)：利用鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)頻率解調(diào)2021年10月25日通信電路原理-北航06年21數(shù)字信號調(diào)制，特別是正交幅度調(diào)制和相位調(diào)制，應(yīng)用十?dāng)?shù)字信號調(diào)制，特別是正交幅度調(diào)制和相位調(diào)制，應(yīng)用十分廣泛，并且新技術(shù)不斷出現(xiàn)；分廣泛，并且新技術(shù)不斷出現(xiàn)；這部分的內(nèi)容將在后續(xù)課程現(xiàn)代通信原理這部分的內(nèi)容將在后續(xù)課程現(xiàn)代通信原理中有詳盡的中有詳盡的討論，這里僅做一些基本的概念性的討論討論，這里僅做一些基本的概念性的討論；如果調(diào)制信號為數(shù)字基帶信號，則稱為是數(shù)字調(diào)制如果調(diào)制信號為數(shù)字基帶信號，則稱為是數(shù)字調(diào)制；此時，載波被數(shù)字基帶信號調(diào)制，即載波的參數(shù)隨數(shù)字此時，載波被數(shù)字基帶

23、信號調(diào)制，即載波的參數(shù)隨數(shù)字信號而變化信號而變化。數(shù)字調(diào)制中也有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相，被分別稱為移幅數(shù)字調(diào)制中也有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相，被分別稱為移幅鍵控（鍵控（ask），），移頻鍵控（移頻鍵控（fsk）和移相鍵控（和移相鍵控（psk）。）。2021年10月25日通信電路原理-北航06年2205101520253035-0.500.511.505101520253035-1.5-0.7500.751.505101520253035-1.5-0.7500.751.505101520253035-1.5-0.7500.751.5askfskpsk23用基帶數(shù)字信號對載波相位進(jìn)行控制是調(diào)相技術(shù)的典型應(yīng)用基帶

24、數(shù)字信號對載波相位進(jìn)行控制是調(diào)相技術(shù)的典型應(yīng)用，是數(shù)字通信中一種非常重要的調(diào)制方式；用，是數(shù)字通信中一種非常重要的調(diào)制方式；數(shù)字信號調(diào)相也稱數(shù)字信號調(diào)相也稱“相位鍵控相位鍵控”，簡記為，簡記為psk；數(shù)字調(diào)相分為絕對調(diào)相和相對調(diào)相兩種數(shù)字調(diào)相分為絕對調(diào)相和相對調(diào)相兩種；以未調(diào)載波的相位作為基準(zhǔn)的調(diào)制，稱為絕對調(diào)相；以未調(diào)載波的相位作為基準(zhǔn)的調(diào)制，稱為絕對調(diào)相；其示其示意圖如下圖所示意圖如下圖所示。相對調(diào)相就是各碼元的載波相位，不是以未調(diào)載波相位為相對調(diào)相就是各碼元的載波相位，不是以未調(diào)載波相位為基準(zhǔn)，而是以相鄰的前一個碼元的載波相位為基準(zhǔn)來確定；基準(zhǔn)，而是以相鄰的前一個碼元的載波相位為基準(zhǔn)來確

25、定；例如：當(dāng)碼元為例如：當(dāng)碼元為“1”時（時（“0”），它的載波相位取與前），它的載波相位取與前一個碼元的載波相位相同（相反）。一個碼元的載波相位相同（相反）。其示意圖如下圖所示其示意圖如下圖所示。兩相絕對調(diào)相信號相當(dāng)于抑制載波調(diào)幅。兩相絕對調(diào)相信號相當(dāng)于抑制載波調(diào)幅。2021年10月25日通信電路原理-北航06年242021年10月25日通信電路原理-北航06年2526兩相調(diào)相信號解調(diào)的討論兩相調(diào)相信號解調(diào)的討論： 數(shù)字調(diào)相信號相干解調(diào)的關(guān)鍵問題是數(shù)字調(diào)相信號相干解調(diào)的關(guān)鍵問題是本地載波的建立本地載波的建立。通常是將調(diào)相波進(jìn)行全波整流，然后從整流信號中提取通常是將調(diào)相波進(jìn)行全波整流，然后從整

26、流信號中提取出出2fc 分量，再分頻，以得到頻率分量，再分頻，以得到頻率fc 的本地載波信號。的本地載波信號。由分頻得到的頻率為由分頻得到的頻率為fc 分量的初相位是不確定的（分量的初相位是不確定的（0或或 ），這就是），這就是恢復(fù)載波的恢復(fù)載波的 0，模糊度問題模糊度問題。解調(diào)過程也可能出現(xiàn)兩種情況解調(diào)過程也可能出現(xiàn)兩種情況：一是本地載波與信號中一是本地載波與信號中載波同頻同相，所得的解調(diào)信號是正確的；二是本地載載波同頻同相，所得的解調(diào)信號是正確的；二是本地載波與信號中載波相位差為波與信號中載波相位差為，故使解調(diào)信號中碼元的取，故使解調(diào)信號中碼元的取值與調(diào)制信號中碼元的取值相反。值與調(diào)制信號

27、中碼元的取值相反。解決恢復(fù)載波的模糊度問題的有效辦法是利用相對碼。解決恢復(fù)載波的模糊度問題的有效辦法是利用相對碼。實(shí)用數(shù)字調(diào)相系統(tǒng)均采用相對調(diào)相實(shí)用數(shù)字調(diào)相系統(tǒng)均采用相對調(diào)相。2021年10月25日通信電路原理-北航06年2710111100)(tvpm絕對調(diào)相絕對調(diào)相實(shí)線實(shí)線 0虛線虛線 )()(tvtvcpm)(tvd101101001基帶數(shù)基帶數(shù)字信號字信號)(tvc0281。通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)中中三種反饋控制系統(tǒng)三種反饋控制系統(tǒng)： 自動增益控制（自動增益控制（agc）電路：在輸入信號幅度變化很大電路：在輸入信號幅度變化很大的情況下，使輸出信號幅度保持恒定或僅在較小范圍內(nèi)的情況下，使輸出

28、信號幅度保持恒定或僅在較小范圍內(nèi)變化的一種自動控制電路。變化的一種自動控制電路。自動頻率控制（自動頻率控制（afc）電路：是一種頻率反饋控制系統(tǒng)，電路：是一種頻率反饋控制系統(tǒng)， afc電路控制的是信號的頻率；誤差信號是頻率。電路控制的是信號的頻率；誤差信號是頻率。自動相位控制（自動相位控制（apc）電路：又叫鎖相環(huán)路。（電路：又叫鎖相環(huán)路。（phase locked loop，簡稱簡稱pll ），），是一種相位反饋控制系統(tǒng)，是一種相位反饋控制系統(tǒng)，鎖相環(huán)路控制的是信號的相位；鎖相環(huán)路控制的是信號的相位； 誤差信號是相位。誤差信號是相位。與負(fù)反饋放大器比較與負(fù)反饋放大器比較：皆是負(fù)反饋?zhàn)詣诱{(diào)節(jié)系

29、統(tǒng)：皆是負(fù)反饋?zhàn)詣诱{(diào)節(jié)系統(tǒng)，但是但是調(diào)節(jié)對象不同（有頻率調(diào)節(jié)對象不同（有頻率f與相位與相位p），），而且負(fù)反饋控制系而且負(fù)反饋控制系統(tǒng)統(tǒng)中中有非線性部件。有非線性部件。2021年10月25日通信電路原理-北航06年292。afc的電路的電路方框圖方框圖：頻率比較器頻率比較器lpf可控頻率電路可控頻率電路rrv ：參考信號evcvyyv ：輸出信號yrdeyrekvfv：鑒頻器頻率比較器 svshsvec：低通濾波器0 ycoycyvkvg：壓控振蕩器可控頻率電路 cv y 0y 0 0r ev 303。afc電路的分析方法電路的分析方法： 為了分析為了分析afc電路的基本特性，通常采用兩種方法

30、，即電路的基本特性，通常采用兩種方法，即分析法分析法和和圖解法圖解法。 分析法是建立在分析法是建立在afc電路中各部件具有線性特性的基礎(chǔ)電路中各部件具有線性特性的基礎(chǔ)上，因而它只在一定的范圍內(nèi)適用。上，因而它只在一定的范圍內(nèi)適用。但分析法可以得出描述但分析法可以得出描述afc電路特性的數(shù)學(xué)表示式，因電路特性的數(shù)學(xué)表示式，因而易于看出各部件性能對而易于看出各部件性能對afc電路特性的影響。電路特性的影響。用分析法分析用分析法分析afc電路的線性特性，包括跟蹤特性、頻電路的線性特性，包括跟蹤特性、頻率特性和穩(wěn)定性等。率特性和穩(wěn)定性等。其分析過程與鎖相環(huán)路類似其分析過程與鎖相環(huán)路類似。 圖解法可以考

31、慮各部件的實(shí)例特性，對圖解法可以考慮各部件的實(shí)例特性，對afc電路進(jìn)行大電路進(jìn)行大范圍工作狀態(tài)的分析。但這種方法僅適用于比較簡單的范圍工作狀態(tài)的分析。但這種方法僅適用于比較簡單的電路。電路。2021年10月25日通信電路原理-北航06年31 0 ev 4。afc電路的電路的圖解圖解分析方法分析方法：下面下面討論討論無無濾波器濾波器afc電路的工作情況：電路的工作情況：頻率比較器頻率比較器可控頻率電路可控頻率電路ev cv y 0y 0 0r ev yr1)(shecvv 00yryr0102yy上面上面的的兩個特性曲線兩個特性曲線圖圖將改畫成下面將改畫成下面的的兩個兩個圖；圖；用圖解用圖解法法

32、求聯(lián)立解時，將兩個特性曲線求聯(lián)立解時，將兩個特性曲線圖圖畫在畫在同一同一坐標(biāo)坐標(biāo)圖圖上。上。 0 ev ev 0 5。afc電路的電路的應(yīng)用應(yīng)用：混頻器混頻器中頻中頻放大器放大器解調(diào)器解調(diào)器壓壓控控 振蕩器振蕩器鑒頻鑒頻器器混頻器混頻器中頻中頻放大器放大器鑒頻鑒頻器器壓壓控控 振蕩器振蕩器低通低通濾波器濾波器 輸出輸出信號信號 接收接收信號信號 輸出輸出信號信號 接收接收信號信號 調(diào)幅調(diào)幅接收機(jī)接收機(jī)afc電路方框圖：電路方框圖：本地振蕩頻率發(fā)生本地振蕩頻率發(fā)生正偏離正偏離；中頻放大器頻率也發(fā)生中頻放大器頻率也發(fā)生正偏離正偏離；鑒頻鑒頻器器輸出輸出電壓電壓降低降低 lo頻率；頻率；中頻頻率中頻

33、頻率偏離偏離的數(shù)值的數(shù)值減少。減少。調(diào)頻調(diào)頻接收機(jī)接收機(jī)afc電路方框圖：電路方框圖：調(diào)頻調(diào)頻接收機(jī)的接收機(jī)的鑒頻鑒頻器也器也是是 afc電路；電路；鑒頻鑒頻器器輸出信號經(jīng)低通濾波器分離輸出信號經(jīng)低通濾波器分離；低通濾波器輸出低通濾波器輸出電壓電壓降低降低 lo頻率；頻率；中頻頻率中頻頻率偏離偏離的數(shù)值的數(shù)值減少。減少。33一、調(diào)角波的性質(zhì)一、調(diào)角波的性質(zhì)：1、基本定義、基本定義：數(shù)學(xué)表示式；瞬時頻率；瞬時相位；最大頻：數(shù)學(xué)表示式；瞬時頻率；瞬時相位；最大頻移；最大相移移；最大相移mf；2、頻譜結(jié)構(gòu)、頻譜結(jié)構(gòu)：包含載波分量，還包含無窮多個旁頻分量，各旁頻分量包含載波分量，還包含無窮多個旁頻分量

34、，各旁頻分量之間的距離是之間的距離是 ，各頻率分量的幅度由貝塞爾函數(shù)決定；各頻率分量的幅度由貝塞爾函數(shù)決定；調(diào)頻波的頻譜結(jié)構(gòu)與調(diào)制指數(shù)調(diào)頻波的頻譜結(jié)構(gòu)與調(diào)制指數(shù)mf 關(guān)系密切。關(guān)系密切。mf 愈大，愈大，則具有一定幅度的旁頻數(shù)目愈多；則具有一定幅度的旁頻數(shù)目愈多；對于某些對于某些mf 值，載頻分量或旁頻分量的幅度是零；值，載頻分量或旁頻分量的幅度是零；頻率調(diào)制是一種非線性過程頻率調(diào)制是一種非線性過程，又稱為非線性調(diào)制；又稱為非線性調(diào)制；調(diào)制先后總功率為常數(shù)。調(diào)制先后總功率為常數(shù)。34二、調(diào)頻波的產(chǎn)生二、調(diào)頻波的產(chǎn)生：1、變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路：電路簡單；工作頻率高；易、變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路：電路簡單；工作頻率高；易于獲得較大的頻偏。于獲得較大的頻偏。2、晶體直接調(diào)頻電路：頻偏小，但中心頻率穩(wěn)定度高。、晶體直接調(diào)頻電路：頻偏小，但中心頻率穩(wěn)定度高。3、間接調(diào)頻：載波中心頻率穩(wěn)定度較好。、間接調(diào)頻：載波中心頻率穩(wěn)定度較好。3、頻帶、頻帶：理論上說是無窮寬的；是近似有限的；理論上說是無窮寬的；是近似有限的；忽略了小于忽略了小于 0.1的分量（集中的分量（集中98-99%的功率）：的功率）：窄帶調(diào)頻（窄帶調(diào)頻（mf1 ）：）：寬帶調(diào)頻（恒定帶寬調(diào)頻）：寬帶調(diào)頻（恒定帶寬調(diào)頻）： )( 2) 1( 21 . 0fffmbwmffbw21 . 0mfbw21 . 03