射頻通信電路第三章-調頻-3-2

3.2.2模擬調頻與解調1.調頻波的基本特性（1）FM信號時域分析①

調頻與調相的定義載波調制信號調頻FM調相PM角度調制調頻前調頻后頻率隨調制信號呈正比變化與調制信號幅度成正比最大頻偏三個頻率量1.載頻2.調制頻率它表示了已調信號的瞬時頻率變化的快慢3.最大頻偏表示瞬時頻率擺動的幅度,取決于調制信號的幅度大小與調制信號的頻率無關一般滿足、調相定義高頻載波的相位偏移與音頻調制信號成正比

調相前調相后高頻載波調制信號最大相移僅與音頻調制信號的幅度有關，與其頻率無關②瞬時頻率與瞬時相位的關系旋轉矢量幅度瞬時相位瞬時角頻率當當

名稱

調頻波

調相波

幅度

恒定

恒定

定義

頻率偏移最大頻偏

相移

最大相移

③調頻波的表達式定義：最大相移為調頻指數

調頻波表達式調相波調相指數（最大相移）調頻波的相位變化規(guī)律為：調制信號

調頻波的調制系數——最大相移調相波的調制系數——最大相移有何區(qū)別？它們與調制信號的參數

的關系有所不同關鍵：理解調制的定義分析多音頻調制信號調制情況（設信號幅度均相等）④調頻波的波形特征等幅頻率變化反映調制信號(2)調頻波的頻譜與帶寬①頻譜將單音調制的調頻波表示成指數形式調頻波的傅立葉展開式為：的周期函數分析調頻波的頻譜A.以載頻ωC為中心，有無數對邊頻分量：ωC，ωC±Ω，ωC±２Ω，……ωC±nΩ（n為正整數）

調制前調制后頻譜的非線性搬移——與調幅不同B.

調頻波的每條譜線的幅度為——宗數為的n階第一類貝塞爾函數

頻譜以中心對稱載頻第一對旁頻第二對旁頻分析第一.載頻分量隨是變化的

導致結果:①

調頻波的載頻分量不一定最大,與AM不同②對應小的調頻波(窄帶調頻),載頻分量大③對應

大的調頻波(寬帶調頻),載頻分量小=2.40，5.52,8.65……，載波分量＝０

當較小時(<1),較大特征：第二.越大,的非零起點在較大時才出現導致結果:

①

小時，包含的旁頻邊帶少——窄帶調頻，能量集中，載頻能量大當

<<1時，可認為

=0（n≥2）

只有一對旁頻，——類似AM，帶寬BW=2F

窄帶調頻②

大時，包含的旁頻邊帶多——寬帶調頻，

能量分散，載頻能量必然小寬帶調頻第三.當一定時,隨著n增大，雖然有起伏，但總的趨勢是減少的導致結果：越遠離載頻ωC的邊頻的能量越小②帶寬ωC，ωC±Ω，ωC±２Ω，……ωC±nΩ（n為正整數）

頻譜結構：理論上——以載頻ωC為中心，有無數對邊頻分量

問題：應考慮多少對邊頻？舍去多少？帶寬其中——邊頻數對——調制信號頻率實際上——遠離載頻ωC的邊頻的能量很小——取決于要求精度分析函數當

＞+1時恒小于0.1。卡爾遜帶寬——取誤差（取90﹪

的能量）則邊頻對數為：L=＝（＋1）帶寬帶寬取決于所取邊頻對數、調制頻率取決于最大頻偏取決于調制系數與調制頻率對帶寬公式的理解①窄帶調頻

<<1，BW=2F

——類似

AM調制

②寬帶調頻

>>1，即

>>F

——帶寬取決于最大頻偏③不同的調制頻率F對帶寬的影響——帶寬與F成正比？例：調頻廣播規(guī)定的最大頻偏為75KHz，計算：當調制頻率分別為1KHz

和15KHz

時的調頻波的帶寬。（假設在F=1KHz和F=15KHz時，均達到了最大頻偏75KHz）解：當F1=1KHz時，

當

F2=15KHz時，結果:帶寬不與F成正比，為什么？關鍵：最大頻偏一樣不同調制頻率，不同用途：調頻廣播——限制頻偏（調制信號幅度），限制帶寬（3）調頻波的功率（單位電阻）①從頻譜角度看調頻波的平均功率等于各頻譜分量的平均功率之和第一類貝塞爾函數的特性是

所以調頻波的功率為②從時域角度看調頻波是一個等幅波，其幅度與調制前一樣，調頻波的功率等于調制前載波的功率與從頻譜的角度計算的功率值相同因為調頻是角度調制，沒有改變信號幅度對調頻波功率的理解：與無關，改變的大小只改變了載波分量和各邊頻分量之間功率的分配，而不會引起總功率的變化。調頻波比調制前增加了那么多邊頻，為什么功率不變？

調頻波的功率與調制系數的關系？2.調頻波的產生與解調產生調頻波的基本方法直接調頻間接調頻直接調頻方案用調制信號直接控制振蕩器的頻率（1）調頻——

瞬時頻率與調制信號成正比瞬時相位與調制信號的積分成正比由于頻率是相位的微分，的頻率是：的相位是的相位是間接調頻方案調制信號相位與調制信號成正比

優(yōu)點：頻率穩(wěn)定度很高所以是的調頻波（2）調頻波的解調——頻率檢波、鑒頻功能：將輸入調頻波的瞬時頻率變化變換為輸出電壓最主要指標是：鑒頻特性為線性——不產生失真鑒頻范圍——與最大頻偏相適應鑒頻靈敏度——輸出電壓大鑒頻器前一般要加限幅器，去除寄生調幅將輸入信號頻率變化轉換為輸出電壓的能力調頻波小結①調頻（調相）與調幅不同，它是一種頻譜的非線性搬移

理論上有無限多的頻譜分量，實際上能量大部分集中在載頻附近卡爾遜帶寬公式

②調制信息包含在已調波的頻率變化中，已調波的幅度是恒定的，好處：可以用高效率的非線性放大器放大——功率有效性好

帶寬大于調幅——頻譜有效性不好衡