調(diào)頻與調(diào)相課件

幾個概念信號瞬時相位瞬時相移（相偏）瞬時角頻率瞬時角頻偏幾個概念信號1調(diào)相信號瞬時相偏與信號成正比KpM稱為調(diào)相指數(shù)調(diào)相信號瞬時相偏與信號成正比2調(diào)頻信號瞬時角頻偏與信號成正比調(diào)頻信號瞬時角頻偏與信號成正比3單頻信號調(diào)頻設(shè)單頻信號則單頻調(diào)頻信號為這里假設(shè)當t<0時，m(t)=0（因果信號）則單頻信號調(diào)頻設(shè)單頻信號4這里稱為調(diào)頻指數(shù)（最大頻偏/信號最高頻率）。這里5單頻調(diào)頻信號波形其中稱為第一類n階貝賽爾函數(shù)。單頻調(diào)頻信號波形其中稱為第一類n階貝賽6第一類n階貝賽爾函數(shù)第一類n階貝賽爾函數(shù)7單頻調(diào)頻由上可以得到：單頻信號經(jīng)過調(diào)頻之后，其頻譜分量為無窮多個，即產(chǎn)生了新的頻率分量。每個頻率分量的大小不一。

單頻調(diào)頻由上可以得到：8單頻調(diào)頻波形示意單頻頻率0.5,載波50Hz，KFM=5(

FM=1.59),KPM=5(上圖調(diào)頻，下圖調(diào)相）單頻調(diào)頻波形示意單頻頻率0.5,載波50Hz，KFM=5(9單頻調(diào)頻頻譜單頻調(diào)頻頻譜10調(diào)頻信號帶寬理論上，調(diào)頻后信號帶寬為無限寬。實際上，Jn(BFM)隨著n的增加衰減，因此高頻分量功率呈衰減趨勢。如果認為后的頻率分量不計，則可以得到單頻調(diào)頻后的信號帶寬。經(jīng)驗公式：卡森公式調(diào)頻信號帶寬理論上，調(diào)頻后信號帶寬為無限寬。11窄帶調(diào)頻當KFM<<1時，類似DSB調(diào)制信號。窄帶調(diào)頻當KFM<<1時，12隨機信號調(diào)頻信號經(jīng)過調(diào)頻后成為非平穩(wěn)過程（非線性變化），信號的帶寬分析困難。但經(jīng)驗公式－卡森公式仍然適用其中，fm是輸入信號的最高頻率；

fmax是最大頻偏。隨機信號調(diào)頻信號經(jīng)過調(diào)頻后成為非平穩(wěn)過程（非線性變化），信號13調(diào)相信號由于頻率的變化等效于相位變化，實質(zhì)上調(diào)相信號與調(diào)頻信號一樣。令則對m(t)’調(diào)相等價于對m(t)調(diào)頻。其相應(yīng)的調(diào)相指數(shù)?PM=最大相偏調(diào)相信號的帶寬也可以用卡森公式，只是公式中的調(diào)頻指數(shù)變?yōu)檎{(diào)相指數(shù)。即B=2(

PM+1)fm調(diào)相信號由于頻率的變化等效于相位變化，實質(zhì)上調(diào)相信號與調(diào)頻信14調(diào)頻器和解調(diào)器直接調(diào)頻法壓控振蕩器VCO斜率為KFM調(diào)頻器和解調(diào)器直接調(diào)頻法壓控振蕩器斜率為KFM15間接調(diào)頻法倍頻方式VCO的頻率變化范圍小，因此直接調(diào)頻法得到的信號多為窄帶調(diào)頻信號。寬帶調(diào)頻信號可以對窄帶調(diào)頻信號進行倍頻得到。由于倍頻，最大頻偏變大，而輸入信號的最高頻率沒變，因此成倍增加了調(diào)頻指數(shù)。可以通過直接倍頻、鎖相倍頻方式（如書例）間接調(diào)頻法倍頻方式16例：寬帶調(diào)頻我們以一種調(diào)頻廣播發(fā)射機為例，在這種發(fā)射機中，首先以200KHz為載頻，最高調(diào)制信號為15KHz時頻偏僅為25Hz，調(diào)頻指數(shù)為0.00167。而調(diào)頻廣播的最終頻偏為75KHz，因此需要經(jīng)過倍頻。倍頻后新的載頻為600MHz，然后用下變頻的方法將發(fā)射頻率搬移到88-108MHz的調(diào)頻廣播頻帶內(nèi)。

例：寬帶調(diào)頻我們以一種調(diào)頻廣播發(fā)射機為例，在這種發(fā)射機中，首17調(diào)頻解調(diào)鑒頻器帶通及限幅微分包絡(luò)檢波低通鑒頻調(diào)頻解調(diào)鑒頻器帶通及微分包絡(luò)檢波低通鑒頻18鑒頻原理調(diào)頻信號經(jīng)過微分后得經(jīng)過包絡(luò)檢波、低通后得鑒頻原理調(diào)頻信號經(jīng)過微分后得19其它解調(diào)方法*調(diào)頻負反饋解調(diào)加入負反饋（重新調(diào)頻得到的信號）使鑒頻器輸入端得調(diào)制指數(shù)很小，因此可以使帶通濾波器帶寬很小，起到抑制噪聲的作用。利用鎖相環(huán)作調(diào)頻解調(diào)器鎖相環(huán)跟蹤頻率變化的能力其它解調(diào)方法*調(diào)頻負反饋解調(diào)20調(diào)頻信號的抗噪性能分析模型輸入信號功率噪聲功率調(diào)頻信號的抗噪性能分析模型輸入信號功率噪聲功率21經(jīng)過帶通后令經(jīng)過帶通后令22或或23因鑒頻器的輸出正比于瞬時頻偏，所以只考慮合成信號的瞬時相位。（一）大信噪比下，A>>V(t)

解調(diào)器的輸出電壓與輸入信號的瞬時頻偏成正比，所以

解調(diào)器輸出信號分量為輸出信號平均功率為因鑒頻器的輸出正比于瞬時頻偏，所以只考慮合成信號的瞬時相位。24解調(diào)器輸出噪聲為信噪比較高的情況下，可以證明是均勻分布，因此no(t)可以看成ns(t)經(jīng)過微分器，而是一個均值為0，功率為N0BFM的低通型窄帶噪聲，其帶寬范圍。微分器的傳輸響應(yīng)函數(shù)為所以，經(jīng)過微分后噪聲的功率譜密度為經(jīng)過低通[-fm,fm]后，噪聲概率為解調(diào)器輸出噪聲為信噪比較高的情況下，可以證明25解調(diào)后，輸出信噪比為因為單頻情況解調(diào)后，輸出信噪比為因為單頻情況26討論當時，我們可以得到，所以調(diào)頻方式具有很好的抗噪聲性能。調(diào)頻的良好抗噪聲性能是通過增加傳輸頻帶帶寬換來的

討論當時，我們可以得到27（二）小信噪比下微分后，沒有單獨存在的信號項，因此，解調(diào)器輸出幾乎全由噪聲決定。因此，調(diào)頻也存在門限效應(yīng)，當信噪比低于一定值時，解調(diào)器輸出信噪比急劇惡化的現(xiàn)象，叫“門限效應(yīng)”。一般調(diào)頻的門限為10dB左右。

（二）小信噪比下微分后，沒有單獨存在的信號項，因此，解調(diào)器輸28改善門限效應(yīng)的方法加重和去加重鎖相環(huán)解調(diào)*負反饋解調(diào)等*改善門限效應(yīng)的方法加重和去加重29加重和去加重輸出噪聲呈拋物線形式經(jīng)過鑒頻器后，噪聲的功率譜密度變?yōu)閽佄锞€）型，即在信號的低頻處，噪聲的功率譜密度小，而在信號的高頻處，信號的功率譜密度大。由于一般信號在高頻分量處，信號的功率本身就小，因此高頻分量處的信噪比就較差。這實際上影響著調(diào)頻的輸出信噪比。

如果在輸入端對信號的高頻分量放大，而對低頻分量不變，叫預(yù)加重，則這種信號經(jīng)過鑒頻器后的輸出信噪比應(yīng)該是均勻的。經(jīng)過低通濾波后，用相反的手段復(fù)原高頻分量的大?。ㄈゼ又兀瑥亩謴?fù)原始信號，并且改善了輸出信噪比，也降低了調(diào)頻的門限。

加重和去加重輸出噪聲呈拋物線形式30頻分復(fù)用基本思路多個用戶同時通過一個信道，每個用戶通過劃分不同的頻帶來區(qū)分，以達到互不干擾的目的。例：FM立體聲廣播信號全電視信號123456f頻分復(fù)用基本思路123456f31調(diào)頻與調(diào)相課件32小結(jié)各種調(diào)制、解調(diào)方法調(diào)制信號形式、調(diào)制方法、解調(diào)方法各種調(diào)制解調(diào)性能比較分析調(diào)制解調(diào)性能的方法小結(jié)各種調(diào)制、解調(diào)方法33各種調(diào)制性能比較DSB：輸入信號功率

輸出信噪比SSB：輸入信號功率

輸出信噪比AM：輸入信號功率

輸出信噪比FM：輸入信號功率

輸出信噪比各種調(diào)制性能比較DSB