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1、高频电子技术,第七章 角度调制与解调,第七章 角度调制与解调,应知应会要求： 1了解角度调制与解调的基本概念及在通信系统中的作用。 2. 掌握调角信号的定义、表达式、波形、频谱等基本特征和原理实现方法。 3. 熟悉典型的角度调制与解调电路的典型电路组成、工作原理、分析方法和性能特点。 4. 熟悉直接调频电路和间接调频电路以及扩展线性频偏的方法。 5. 会正确使用集成电路实现调频和调相，并完成安装、检测。,第七章 角度调制与解调,7.1 角度调制概念 调角包括调频和调相 若用调制信号去控制高频载波的频率，使高频载波的频率随调制信号的变化而变化，则称为调频 若用调制信号去控制高频载波的相位，使高频
2、载波的相位随调制信号的变化而变化，则称为调相 调角的主要优点是抗干扰能力强，但是，为此付出的代价是传输信号的频带加宽了。,第七章 角度调制与解调,7.2 调角波的基本性质 7.2.1 调频波的数学表达式和波形 7.2.2 调相波的数学表达式和波形,第七章 角度调制与解调,第七章 角度调制与解调,7.2.3 调频波与调相波的比较 调频波与调相波都属于等幅波 调频是用瞬时频率的变化反映调制信号的信息 调相是用瞬时相位的变化反映调制信号的信息 因此调频波与调相波瞬时频率都是变化的，只是调频波和调相波瞬时频率的变化规律不同。,第七章 角度调制与解调,7.2.4 调频波的频谱与带宽 单音调制时调频波有如
3、下特点： 1.已调频波频谱是非线性搬移，它由载频分量和无数对边频分量组成。 当n为偶数时，上、下边频分量振幅相等，极性相同 当为n奇数时，上、下边频分量振幅相等，极性相反。 2.边频分量的振幅随而变化，调制系数越大，具有较大振幅的边频分量越多。,第七章 角度调制与解调,7.3调频电路 对调频电路主要的要求是： (1)已调波的瞬时频偏与调制信号成正比； (2)获得尽可能大的频偏，且频偏与调制信号频率无关； (3)载波频率或调频波的中心频率尽可能稳定； (4)寄生调幅尽可能小。,第七章 角度调制与解调,7.3.1 压控振荡器 要求振荡器的频率受控，这就需要由压控振荡器来实现 压控振荡器简称VCO，
4、是一个“电压频率”转换装置，它将电压信号的变化转换成频率的变化。 1.VCO原理 通过一个特殊器件变容二极管来实现的,第七章 角度调制与解调,2.VCO 实际应用 常用压控振荡器提供高精度的频率振荡，或实现信道（频率）搜索等系统功能。 实际中，除了分立式晶振VCO外，还常常将VCO做成一个组件。,第七章 角度调制与解调,7.3.2 直接调频电路 1.直接调频原理 用调制信号去改变振荡器的振荡频率，使其频率随调制信号线性变化，以产生调频信号。 优点：频偏大，调制灵敏度高和电路简单等 缺点：中心频率稳定度差 2.变容二极管直接调频电路,第七章 角度调制与解调,7.3.3 间接调频电路 1.间接调频
5、原理 先将调制信号积分，再对载波信号进行调相，即可实现调频，这种方法称为间接调频。 可采用石英晶体振荡器作为主振，使载波信号的频率十分稳定。,第七章 角度调制与解调,2.调相电路 （1）可变移相法调相电路 可控移相网络通常用LC谐振回路或RC网络构成 应用最多的是用变容二极管控制谐振回路相移的调相电路。 （2）可变时延法调相电路 将载波信号通过可控时延网络构成,第七章 角度调制与解调,7.4 鉴频电路 从调频信号中取出原来的调制信号的过程，称为鉴频。 调频信号若在传输、变换、处理的过程中，调频信号的幅度会出现变化，这种振幅的变化称为寄生调幅。 鉴频器在解调时，寄生调幅会反应在输出信号上，并在输
6、出端形成噪声和失真。,第七章 角度调制与解调,7.4.1 鉴频方法分类 鉴频器从工作原理区分主要有四种： （1）斜率鉴频器 它先将等幅调频波变换为调频调幅波，然后采用包络检波的方法检出调制信号。 （2）相位鉴频器 它先将等幅的调频波变换为调相波，然后采用相位检波的方法检出原调制信号,第七章 角度调制与解调,第七章 角度调制与解调,(3) 脉冲计数式鉴频器 它先将调频波进行波形变换，得到重复频率受调的矩形脉冲序列，然后在单位时间内对脉冲序列计数，即可检出调制信号。,第七章 角度调制与解调,7.4.2鉴频器的主要性能指标 鉴频器的输出信号随输入调频波频偏的变化称为鉴频特性 鉴频特性常用直角坐标系来
7、描述，称为鉴频特性曲线。 对鉴频器的主要性能指标有： （1）灵敏度。 （2）线性范围。 （3）非线性失真。,第七章 角度调制与解调,7.4.3鉴频电路原理 1.斜率鉴频器 可以使谐振回路工作在失谐状态即可以完成频幅转换功能 （1）单失谐回路斜率鉴频器 单失谐回路斜率鉴频器由LC和二极管包络检波器或者同步检波器构成。,第七章 角度调制与解调,（2）双失谐回路斜率鉴频器 单失谐回路斜率鉴频器的非线性失真较为严重，线性鉴频范围很窄。 为改善单失谐回路斜率鉴频器的上述缺点，提出了双失谐回路斜率鉴频器。,第七章 角度调制与解调,2.相位鉴频器 相位鉴频器是将输入的调频波转换为调频调相波，再利用相位检波的方法进行解调。 （1）乘积型相位鉴频器 鉴相器由集成模拟乘法器构成，称为乘积型鉴相器。 1）频相转换网络 由电容C1和LCR单谐振回路构成的分压电路,第七章 角度调制与解调,2）乘积型相位鉴频器 乘积型相位鉴频器由模拟乘法器和低通滤波器构成 (2)叠加型相位鉴频器 设频相转换网络是理想的，即频相转换网络的输出信号瞬时相位与输入信号的瞬时相位之差与输入信号的频偏成正比，而频相转换网络的输出信号振幅与输入信号振幅相同。,
