1.调频（调频（FM）：）：载信号的频率变化量与调制信号成正比载信号的频率变化量与调制信号成正比 （振幅保持恒定）（振幅保持恒定） 调频信号的解调称为鉴频或频率检波调频信号的解调称为鉴频或频率检波 2.调相（调相（PM）：）：载波信号的相位变化量与调制信号成正比载波信号的相位变化量与调制信号成正比 （振幅保持不变）（振幅保持不变） 调相信号的解调称为鉴相或相位检波调相信号的解调称为鉴相或相位检波 第第7章章 角度调制与解调角度调制与解调 幅幅度度调调制制角角度度调调制制调频FM调相PM载波信号载波信号的受控参量的受控参量振幅振幅频率频率相位相位解调方式解调方式包络检波包络检波同步检波同步检波鉴频或鉴频或频率检波频率检波鉴相或鉴相或相位检波相位检波解调方式解调方式的差别的差别频谱频谱线性搬移线性搬移频谱结构不变频谱结构不变频谱频谱非线性非线性搬移搬移频谱结构改变化频谱结构改变化特点特点频带窄频带窄频带利频带利用率高用率高频带宽频带宽频带利频带利用率低、用率低、抗干扰强抗干扰强用途用途广播广播电视电视通信通信遥测遥测数字数字通信通信调幅AM表 调幅（AM）与角度调制的比较本章知识点：本章知识点： 1. 角度调制信号分析角度调制信号分析 2. 调频器与调频方法、调频电路调频器与调频方法、调频电路 3. 鉴频器与鉴频方法、鉴频电路鉴频器与鉴频方法、鉴频电路则：则：FM信号的信号的瞬时角频率瞬时角频率 FM信号的信号的瞬时相位：瞬时相位： 7.1 角度调制信号的基本特性角度调制信号的基本特性一、一、FM波表达式（时域分析）、基本参数波表达式（时域分析）、基本参数知识点：知识点：FM波的表达式、频谱、带宽、功率波的表达式、频谱、带宽、功率图图7.1 FM波波形波波形2.FM信号的信号的基本参数：基本参数：可得可得FM波表示式：波表示式： ：相对于载频的相对于载频的最大角频偏最大角频偏( (峰值角频偏峰值角频偏) )。
衡量衡量 受调制信号控制的程度受调制信号控制的程度 各种干扰主要影响振幅，故各种干扰主要影响振幅，故FM信号抗干扰能力较强信号抗干扰能力较强二、二、FM波的频谱（频域分析）波的频谱（频域分析）1.FM波的级数展开式波的级数展开式图图7.3 第一类贝塞尔函数曲线第一类贝塞尔函数曲线 图图7.4 FM波的振幅谱波的振幅谱(单频调制时单频调制时)2.FM波波频谱的特点：频谱的特点：图图7.5 FM信号的矢量表示信号的矢量表示 根据实际,FM信号的带宽应包括信号的绝大部分功率,又没有可觉察的失真. 通通常常规规定定：振振幅幅大大于于未未调调载载波波振振幅幅10%的的边边频频分分量量所所占占据据的的频率范围，为频率范围，为FM信号的频带宽度即信号的频带宽度即三、三、FM波的信号带宽波的信号带宽调制信号为调制信号为复杂信号时，其频谱分析比较烦琐，但实践表明：复杂信号时，其频谱分析比较烦琐，但实践表明：FM波波更准确的更准确的带宽计算公式为：带宽计算公式为：注：注：FM的带宽比的带宽比AM、DSB、SSB的带宽大得多，通常只用于的带宽大得多，通常只用于 超短波以上波段超短波以上波段图图7.6 |n(mf)|0.01时的时的n/mf曲线曲线 对于不同mf,有用边频的数目(2n)可通过贝塞尔函数表得到。
调频信号调频信号uFM(t)在电阻在电阻RL上的平均功率为：上的平均功率为：四、四、FM波的功率波的功率 则：则：PM信号的信号的瞬时相位瞬时相位 五、五、FM波与波与PM波的比较波的比较PM波：波：载波瞬时相位的变化量与调制信号成正比的调制方式载波瞬时相位的变化量与调制信号成正比的调制方式1）PM波波瞬时频率：瞬时频率：图图7.8 PM波波fm、mp与与F的关系的关系 图图7.7 PM波波形波波形PM波波形与波波形与FM波类似图图7.9 FM与与PM的关系的关系 模拟系统中很少使用调相方式原因：系统频带的利用不充分模拟系统中很少使用调相方式原因：系统频带的利用不充分FM波与PM波可以相互转化： PM波的带宽：（分析方法与FM相同） （2）FM波与波与PM波的比较波的比较1.角度调制是非线性调制角度调制是非线性调制 单频调制时会出现（单频调制时会出现（cn）分量；）分量； 多频调制时还会出现交叉调制分量多频调制时还会出现交叉调制分量 2.FM频谱结构与频谱结构与mf密切相关：密切相关：mf大大,则频带宽，且抗干扰能力也强则频带宽，且抗干扰能力也强 3.与与AM制相比制相比,角调方式的设备利用率高角调方式的设备利用率高,原因是其平均功率与最大原因是其平均功率与最大功率一样。
功率一样 角度调制的特点：角度调制的特点：一、调频器的调频一、调频器的调频特性特性 调频器：调频器：实现调频的电路或部件，也称调频电路实现调频的电路或部件，也称调频电路 2.对调频特性的主要要求：对调频特性的主要要求： （1）线性度要好、线性范围要大）线性度要好、线性范围要大（2）调制灵敏度要高）调制灵敏度要高 （即：特性曲线的斜率要大）（即：特性曲线的斜率要大）（3）载波性能要好载波性能要好 1.1.调频特性：调频特性： 图7.10 调频特性曲线调频特性曲线 7.2 调频特性、调频方法调频特性、调频方法1.直接调频法直接调频法 二、调频方法二、调频方法 用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使振荡频率随调制用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使振荡频率随调制信号线性变化信号线性变化电路特点：调频器和振荡器合二为一电路特点：调频器和振荡器合二为一2.间接调频法（间接调频法（ Armstrong法法） 先对调制信号积分，再用积分信号对载波调相先对调制信号积分，再用积分信号对载波调相 间接调频法的关键：是如何调相？有间接调频法的关键：是如何调相？有3种方法：种方法： 电路特点：调频器和振荡器是分开的。
电路特点：调频器和振荡器是分开的矢量合成法矢量合成法可变移相法可变移相法可变延时法可变延时法图图7.11 7.11 矢量合成法调频矢量合成法调频 （1）矢量合成法）矢量合成法（适用于窄带调频或调相）（适用于窄带调频或调相）（3）可变延时法）可变延时法 将将载载波波信信号号通通过过一一可可控控延延时时网网络络，延延时时时时间间受受调调制制信信号号控控制，即制，即 （2）可变移相法）可变移相法 利用调制信号控制移相网络或谐振回路的电抗或电阻元件来实现利用调制信号控制移相网络或谐振回路的电抗或电阻元件来实现调相 三、扩大调频器线性频偏的方法三、扩大调频器线性频偏的方法 最大频偏和调制线性是调频器的两个相互矛盾的指标最大频偏和调制线性是调频器的两个相互矛盾的指标1.变容二极管调频电路变容二极管调频电路 一、直接调频电路一、直接调频电路7.3 调频电路调频电路变容二极管的特性变容二极管的特性特点：特点：频率范围宽、损耗小、电路简单频率范围宽、损耗小、电路简单设：变容二极管上加的反向偏压为设：变容二极管上加的反向偏压为调频原理调频原理 则：则：变变容容管管线线性性调调频频原原理理图图7.13 变容管作为回路总电容变容管作为回路总电容 全部接入回路全部接入回路 3 3、调频性能分析、调频性能分析 分析：分析：二次谐波失真系数定义：二次谐波失真系数定义： 调频灵敏度定义：调频灵敏度定义：图图7.16 变容二极管调频电路（变容二极管调频电路（50100MHz）实际电路实际电路等效电路等效电路fmfm是全接入时的是全接入时的1/p1/p，调频灵敏度，调频灵敏度下降为全接入时的下降为全接入时的1/p1/p 提高了中心频率稳定度，提高了中心频率稳定度，减少寄生调制。
减少寄生调制 其中：其中：例例1 : 调频振荡回路由电感调频振荡回路由电感L和变容二极管组成和变容二极管组成L=2H；变；变容二极管参数：容二极管参数：Co=225pF，U=0.6V，EQ= 6V；调；调制信号制信号u（t）=3sin（100000t）（）（V） 求：输出求：输出FM波的波的 （1）载波）载波fc； （2）由调制信号引起的载频漂移）由调制信号引起的载频漂移fc； （3）最大频偏）最大频偏fm； （4）调频系数）调频系数kf； （5）二阶失真系数）二阶失真系数Kf2 讨论一：讨论一：分析电路工作原理分析电路工作原理 8MHz变容二极管调频振荡电路变容二极管调频振荡电路分析：电路为电容三点式振荡电路分析：电路为电容三点式振荡电路 振荡频率为振荡频率为 中心频率为中心频率为8MHz8MHz，最大线性频偏为最大线性频偏为200kHz200kHz讨论二：分析电路工作原理讨论二：分析电路工作原理 变容二极管调频振荡电路变容二极管调频振荡电路变容二极管直接调频电路的优缺点：变容二极管直接调频电路的优缺点：优点：电路简单，工作频率高，易于获得大的频偏在频优点：电路简单，工作频率高，易于获得大的频偏。
在频偏小时，非线性失真很小所需调制信号功率很小偏小时，非线性失真很小所需调制信号功率很小缺点：中心频率稳定度不高频偏较大时，非线性失真较缺点：中心频率稳定度不高频偏较大时，非线性失真较大2、晶体振荡器直接调频电路、晶体振荡器直接调频电路 变容管（对变容管（对LCLC振荡器）直接调频电路的中心频率稳定度较差振荡器）直接调频电路的中心频率稳定度较差 稳频方法：直接对晶体振荡器调频；稳频方法：直接对晶体振荡器调频；间接对晶体振荡器调频间接对晶体振荡器调频3.3.电容话筒调频电路电容话筒调频电路 电容话筒在声波作用下，内部的金属薄膜产生振动，引电容话筒在声波作用下，内部的金属薄膜产生振动，引起薄膜与另一电极之间电容量变化起薄膜与另一电极之间电容量变化 电容式话筒调频发射机实例：电容式话筒调频发射机实例：电容式话筒直接接到电容式话筒直接接到振荡器的谐振回路中作为回路电抗振荡器的谐振回路中作为回路电抗,构成调频电路构成调频电路 对调制信号先积分，再去调相，可得FM信号因此，间接调频间接调频的关键是调相的关键是调相 常用的调相电路有：常用的调相电路有：回路参数移相电路、回路参数移相电路、RCRC网络移相电路、可变延时法调相电路网络移相电路、可变延时法调相电路 二、间接调频电路二、间接调频电路概念：概念：调频波的解调称为调频波的解调称为频率检波器频率检波器或或鉴频器鉴频器（FD），）， 调相波的解调称为调相波的解调称为相位检波器相位检波器或或鉴相器鉴相器（PD）。
调频接收机一般也采用超外差式调频接收机一般也采用超外差式FM广播的中频频率为广播的中频频率为10.7MHz 干扰和噪声对干扰和噪声对FM信号的影响：使信号的影响：使FM信号出现寄生调幅和寄生信号出现寄生调幅和寄生调频寄生调幅可通过限幅器消除限幅和鉴频一般是连用的，故调频寄生调幅可通过限幅器消除限幅和鉴频一般是连用的，故称为称为限幅鉴频器限幅鉴频器FM信号的调频指数较大时，信号本身就可抑制信号的调频指数较大时，信号本身就可抑制寄生调制寄生调制 7.4 鉴频特性与鉴频方法鉴频特性与鉴频方法鉴频器性能指标：鉴频器性能指标： （1 1）鉴频器中心频率）鉴频器中心频率 （2 2）鉴频带宽）鉴频带宽 （3 3）线性度）线性度 （4 4）鉴频跨导（鉴频灵敏度）鉴频跨导（鉴频灵敏度） 一、鉴频器功能：一、鉴频器功能：将输入将输入FM波的瞬时频率（或频偏波的瞬时频率（或频偏 ）变换为）变换为 相应的解调输出电压相应的解调输出电压鉴频器的门限效应：鉴频器的门限效应：鉴频器输入信噪比低于规定的门限值，则鉴频器输入信噪比低于规定的门限值，则 输出信噪比将急剧下降，甚至无法接收的现象输出信噪比将急剧下降，甚至无法接收的现象。
二、鉴频方法二、鉴频方法直接鉴频：直接从调频信号频率中提取原调制信号的方法直接鉴频：直接从调频信号频率中提取原调制信号的方法 间接鉴频：对调频信号进行变换，从而间接地恢复原调制信号间接鉴频：对调频信号进行。