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1、笫笫6章章 调制与解调调制与解调 6.2 6.2 角度调制角度调制角度调制角度调制 6.2.1 6.2.1 角角角角度度调制的基本概念调制的基本概念调制的基本概念调制的基本概念6.2.2 6.2.2 频率调制信号的性质频率调制信号的性质频率调制信号的性质频率调制信号的性质 6.2.2.1 6.2.2.1 单频正弦调频单频正弦调频单频正弦调频单频正弦调频 6.2.2.2 6.2.2.2 两个正弦信号之和的调频两个正弦信号之和的调频两个正弦信号之和的调频两个正弦信号之和的调频 6.2.3 6.2.3 实现频率调制的方法与电路实现频率调制的方法与电路实现频率调制的方法与电路实现频率调制的方法与电路
2、6.2.4 6.2.4 调频波的解调方法与电路调频波的解调方法与电路调频波的解调方法与电路调频波的解调方法与电路 6.2.5 6.2.5 数字信号的调制数字信号的调制数字信号的调制数字信号的调制6.3 6.3 自动频率控制（自动频率控制（自动频率控制（自动频率控制（AFCAFC）1 6.2 角度调制角度调制 6.2.1 角角度度调制的基本概念调制的基本概念 6.2.1.1 6.2.1.1 瞬时频率和瞬时相位瞬时频率和瞬时相位瞬时频率和瞬时相位瞬时频率和瞬时相位 6.2.1.2 6.2.1.2 角度调制的瞬时频率和瞬时相位的关系角度调制的瞬时频率和瞬时相位的关系角度调制的瞬时频率和瞬时相位的关系
3、角度调制的瞬时频率和瞬时相位的关系 6.2.1.3 6.2.1.3 调频波与调相波的数学表示式，频移和相移调频波与调相波的数学表示式，频移和相移调频波与调相波的数学表示式，频移和相移调频波与调相波的数学表示式，频移和相移2角度调制调制前后频率分量不是线性对应关系，而是经调制将原来的频谱扩展到非常宽的频率范围之内，所以属于非线性调制非线性调制。角度调制在时间域上的特点：（1） 幅度始终不变（2） 只是角度（频率、相位）在变化 当载波的相位角受调制信号的控制而变化时，将产当载波的相位角受调制信号的控制而变化时，将产生有恒具定振幅和瞬时相角生有恒具定振幅和瞬时相角(t)的正弦波，称之为的正弦波，称之
4、为角度调制角度调制。 包括：相位调制包括：相位调制PM和频率调制和频率调制FM。36.2.1 6.2.1 角度调制的基本概念角度调制的基本概念角度调制的基本概念角度调制的基本概念6.2.1.1 瞬时频率和瞬时相位瞬时频率和瞬时相位余弦信号：余弦信号：全相角全相角c (t)：瞬时相位：瞬时相位：称某一时刻的全相角为瞬时相位。称某一时刻的全相角为瞬时相位。瞬时频率：瞬时频率： 称某一时刻的角频率为瞬时频率。称某一时刻的角频率为瞬时频率。46.2.1.2 6.2.1.2 角度调制的瞬时频率和瞬时相位的关系角度调制的瞬时频率和瞬时相位的关系角度调制的瞬时频率和瞬时相位的关系角度调制的瞬时频率和瞬时相位
5、的关系频率调制的定义 使余弦信号的瞬时角频率与调制信号成线性关系变化，而初始相位不变。5相位调制的定义 保持余弦信号的中心角频率不变，而使其瞬时相位与调制信号成线性关系变化。67波形ttt8举例举例举例举例 1 1：tt0t21-1-20t96.2.1.3 6.2.1.3 单一频率调角波的数学表示式、频移和相移单一频率调角波的数学表示式、频移和相移单一频率调角波的数学表示式、频移和相移单一频率调角波的数学表示式、频移和相移调频波的调制指数调频波的调制指数有如下特点：有如下特点：mF表示相位偏移表示相位偏移的最大值；的最大值；mF可以小于可以小于1，可以大于可以大于1；mF正比于频偏正比于频偏；
6、mF反比于调制信反比于调制信号频率号频率 。106.2.1.3 6.2.1.3 单一频率调角波的数学表示式、频移和相移单一频率调角波的数学表示式、频移和相移单一频率调角波的数学表示式、频移和相移单一频率调角波的数学表示式、频移和相移（续（续（续（续1 1）调相波的调制指数只调相波的调制指数只与与调制信号幅度成正比；调制信号幅度成正比；频偏频偏与与调制信号幅度成正比，调制信号幅度成正比，与与调制信号的频率也成正比调制信号的频率也成正比。116.2.1.3 6.2.1.3 单一频率调角波的数学表示式、频移和相移单一频率调角波的数学表示式、频移和相移单一频率调角波的数学表示式、频移和相移单一频率调角
7、波的数学表示式、频移和相移（续（续（续（续2 2）12FM和和PM在频率和相位上的变化规律不同。在频率和相位上的变化规律不同。 不指出不指出 时，仅从表达式或波形无法判定该信号是时，仅从表达式或波形无法判定该信号是PM还是还是FM。13例：例：已知某调角波为1如果它是调相波，并且kP =2，试求Vf (t)=?2如果它是调频波，并且kF =2，试求Vf (t)=?3它们的最大频偏为多少？解：解： 1/ PM方式，方式，kP =2由于于是有：142/ FM方式，方式，kF =2由于于是有：3/它们的最大频偏相同，都是15 角度调制分为调频和调相两种，虽然两者都有角度的角度调制分为调频和调相两种，
8、虽然两者都有角度的变化，但变化，但FM和和PM在频率和相位上的变化规律不同。在频率和相位上的变化规律不同。 不指出不指出 时，仅从表达式或波形无法判定该信号是时，仅从表达式或波形无法判定该信号是PM还是还是FM。瞬时相位瞬时相位瞬时相位瞬时相位166.2.2 6.2.2 频率调制信号的性质频率调制信号的性质频率调制信号的性质频率调制信号的性质由由于于频频率率调调制制过过程程是是非非线线性性过过程程，叠叠加加原原理理不不能能应应用用。在在本本节中，主要分析节中，主要分析单频余弦信号单频余弦信号调制下调频波的性质。调制下调频波的性质。6.2.2.1 单频余弦调频单频余弦调频假定调制信号为一单频余弦
9、波，并表示为：假定调制信号为一单频余弦波，并表示为：调频波的表示式为：调频波的表示式为：下面分析单频余弦信号调制下，调频波的频谱。下面分析单频余弦信号调制下，调频波的频谱。 上式中，出现了两个特殊函数。上式中，出现了两个特殊函数。176.2.2 6.2.2 频率调制信号的性质（续频率调制信号的性质（续频率调制信号的性质（续频率调制信号的性质（续1 1）进一步利用三角函数公式进行展开可得：进一步利用三角函数公式进行展开可得：其中，其中， 称为宗数为称为宗数为 的第一类贝塞尔函数。的第一类贝塞尔函数。18（1 1）第一类贝塞尔函数的性质）第一类贝塞尔函数的性质）第一类贝塞尔函数的性质）第一类贝塞尔
10、函数的性质19第一类贝塞尔函数表格方式第一类贝塞尔函数表格方式20（1 1）第一类贝塞尔函数的性质）第一类贝塞尔函数的性质）第一类贝塞尔函数的性质）第一类贝塞尔函数的性质（续（续1）贝塞尔函数图贝塞尔函数图 2 、1 、随着、随着 的增加，的增加， 近似周期性地变化，近似周期性地变化，且其峰值下降。且其峰值下降。3 、4、对于某一固定的、对于某一固定的 ，有如下近似关系：，有如下近似关系：5、对于某些、对于某些 值，值， 贝塞尔函数表格贝塞尔函数表格21（2 2） 调频波的频谱特点调频波的频谱特点调频波的频谱特点调频波的频谱特点1、调频波的频谱结构：、调频波的频谱结构：包含载波频率分量（但是幅
11、度小于包含载波频率分量（但是幅度小于1，与，与 mF有关）；有关）；还包含无穷多个旁频分量；还包含无穷多个旁频分量；各旁频分量之间的距离是调制信号角频率各旁频分量之间的距离是调制信号角频率；各频率分量的幅度由贝塞尔函数各频率分量的幅度由贝塞尔函数 决定；决定；奇次旁频分量的相位相反。奇次旁频分量的相位相反。ww0J0(mf)J2(mf)J-1 (mf)J1(mf)J3(mf)J-2(mf)J-3(mf)J-4(mf)J4(mf)W0+W0+3W0-2W0-W0-4W0+2W0-322（2 2） 调频波的频谱特点（续调频波的频谱特点（续调频波的频谱特点（续调频波的频谱特点（续1 1）2、调频波的
12、频谱结构与调制指数、调频波的频谱结构与调制指数mF 关系密切。关系密切。mF 愈愈大大，则则具具有有一一定定幅幅度度的的旁旁频频数数目目愈愈多多，这这是是调调频频波波频频谱的主要特点。谱的主要特点。与与标标准准调调幅幅情情况况不不同同，调调频频波波的的调调制制指指数数mF可可大大于于1，而而且且通常应用于大于通常应用于大于1的情况。的情况。3、对于某些、对于某些mF值，载频分量或某次旁频分量的幅度是零。值，载频分量或某次旁频分量的幅度是零。 举例：举例：mF=2.40, 5.52, 8.65，载频分量的幅度是零。，载频分量的幅度是零。 利用这个特点可以校正或测量频偏。利用这个特点可以校正或测量
13、频偏。贝塞尔表格贝塞尔表格23（2 2） 调频波的频谱特点（续调频波的频谱特点（续调频波的频谱特点（续调频波的频谱特点（续2 2）4、频频率率调调制制不不是是将将信信号号的的频频谱谱在在频频率率轴轴上上简简单单地地平平移移，而而是是将信号各频率分量进行将信号各频率分量进行非线性变换非线性变换。因因此此，频频率率调调制制既既是是一一种种非非线线性性过过程程，且且又又被被称称为为非非线线性调制性调制。5、各频率分量间的功率分配。、各频率分量间的功率分配。因因为为调调频频波波是是一一个个等等幅幅波波，所所以以它它的的总总功功率率为为常常数数，不不随调制指数的变化而变化，并且随调制指数的变化而变化，并
14、且等于未调载波的功率等于未调载波的功率；调调制制后后，已已调调波波出出现现许许多多频频率率分分量量，这这个个总总功功率率就就分分配配到到各各分分量量。随随mF的的不不同同，各各频频率率分分量量之之间间功功率率分分配配的的数数值不同。值不同。24（3 3） 调频波的频带调频波的频带调频波的频带调频波的频带1、调调频频波波所所占占的的带带宽宽，理理论论上上说说是是无无穷穷宽宽的的，因因为为它它包包含含有有无穷多个频率分量。无穷多个频率分量。2、但但实实际际上上，在在调调制制指指数数一一定定时时，超超过过某某一一阶阶数数的的贝贝塞塞尔尔函函数数的的值值已已经经相相当当小小，其其影影响响可可以以忽忽略
15、略，这这时时则则可可认认为为调调频频波波所具有的频带宽度是近似有限的。所具有的频带宽度是近似有限的。3、调频波的频带宽度有两种近似：、调频波的频带宽度有两种近似：忽略了小于忽略了小于0.01的分量：（集中的分量：（集中99%以上的功率）以上的功率）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）ww0J0(mf)J2(mf)J-1 (mf)J1(mf)J3(mf)J-2(mf)J-3(mf)J-4(mf)J4(mf)W0+W0+3W0-2W0-W0-425（3 3） 调频波的频带（续调频波的频带（续调频波的频带（续调频波的频带（续1 1）4、下面分三种情况，
16、说明对不同、下面分三种情况，说明对不同mF，调频波带宽的特点。，调频波带宽的特点。第一种情况第一种情况， ，这时，这时 。上式简化为。上式简化为：上上式式表表明明，在在调调制制指指数数较较小小的的情情况况下下，调调频频波波只只有有角角频频率率分分别别为为 c c 和和 c c 的的三三个个分分量量，它它与与用用同同样样调调制制信号进行标准调幅所得调幅波的频带宽度相同。信号进行标准调幅所得调幅波的频带宽度相同。通常，把这种情况的频率调制称为通常，把这种情况的频率调制称为窄带调频窄带调频。26（3 3） 调频波的频带（续调频波的频带（续调频波的频带（续调频波的频带（续2 2）上上式式表表明明，在在
17、调调制制指指数数较较大大的的情情况况下下，调调频频波波的的带带宽宽等于二倍频偏。等于二倍频偏。通通常常，把把这这种种情情况况的的频频率率调调制制称称为为宽宽带带调调频频。又又称称为为恒定带宽调频恒定带宽调频。第二种情况第二种情况， ，这时，这时 。上式简化为。上式简化为：第三种情况第三种情况，mF介于前两种情况之间。这时，调频波的介于前两种情况之间。这时，调频波的 带宽由带宽由 f 和和F共同确定。共同确定。276.2.2.2 6.2.2.2 两个正弦信号之和的调频两个正弦信号之和的调频两个正弦信号之和的调频两个正弦信号之和的调频286.2.2.2 6.2.2.2 两个正弦信号之和的调频（续两
18、个正弦信号之和的调频（续两个正弦信号之和的调频（续两个正弦信号之和的调频（续1 1）当当两两个个频频率率不不同同的的信信号号同同时时对对一一个个载载波波进进行行频频率率调调制制时时，所所得得调调频频波波的的频频谱谱中中，除除有有载载波波角角频频率率分分量量 c c及及 c c n n 1 1和和 c c k k 2 2分分量量外外，还还有有 c c n n 1 1 k k 2 2分分量量，它它们们是是两个调制信号频率之间的组合频率分量。两个调制信号频率之间的组合频率分量。频带宽度近似频带宽度近似有限有限，公式相似，公式相似。29几点补充说明：几点补充说明：几点补充说明：几点补充说明：n调频波的
19、调频波的三个频率三个频率槪念：槪念：调频波的中心角频率调频波的中心角频率 c c； 调频波的最大频偏调频波的最大频偏 m m ； 调制信号的角频率调制信号的角频率。n恒定带宽恒定带宽调频槪念：在调制指数较大的情况下，调频波的调频槪念：在调制指数较大的情况下，调频波的 带宽等于二倍频偏。带宽等于二倍频偏。 对于调频波，当对于调频波，当减小，减小，mF 增加，则具有一定幅度的旁频数目愈多，增加，则具有一定幅度的旁频数目愈多，带宽增加带宽增加。减小，则各旁频分量之间的距离减小，减小，则各旁频分量之间的距离减小，带宽减小带宽减小。30小小 结结频率调制信号的性质频率调制信号的性质频率调制信号的性质频率
20、调制信号的性质信号的数学表示式、信号的数学表示式、波形图波形图调频波的频谱特点：调频波的频谱特点： 1、调频波的频谱结构；、调频波的频谱结构； 2、调频波的频谱结构与调制指数、调频波的频谱结构与调制指数mF F关系密切；关系密切； 3、对于某些、对于某些mF F值值,载频分量或某次旁频分量的幅度是零；载频分量或某次旁频分量的幅度是零； 4、频率调制是一种、频率调制是一种非线性过程非线性过程，且又被称为，且又被称为非线性调制非线性调制；5、调频进行了各频率分量之间的功率再分配。、调频进行了各频率分量之间的功率再分配。调频波的频带：调频波的频带：1、调频波所占的带宽，理论上说是无穷宽的；、调频波所
21、占的带宽，理论上说是无穷宽的；2、因边频幅度的下降、因边频幅度的下降,可认为调频波的频带宽度是有限的；可认为调频波的频带宽度是有限的；3、调频波的频带宽度有两种近似；、调频波的频带宽度有两种近似；4、对不同、对不同mF F，调频波带宽的特点；，调频波带宽的特点；5、多、多个正弦信号之和的调频波的频带个正弦信号之和的调频波的频带个正弦信号之和的调频波的频带个正弦信号之和的调频波的频带。316.2.3 6.2.3 实现频率调制的方法与电路实现频率调制的方法与电路实现频率调制的方法与电路实现频率调制的方法与电路n调频方法总体上可分为两大类：调频方法总体上可分为两大类：n直接调频：直接调频：直接直接使
22、振荡器的频率随调制信号呈使振荡器的频率随调制信号呈线性关系变化线性关系变化。n间接调频：间接调频：先先将调制信号将调制信号积分处理积分处理后，再进行调相；后，再进行调相； 6.2.36.2.3.1 .1 实现方法实现方法实现方法实现方法326.2.3 6.2.3 实现频率调制的方法与电路（续实现频率调制的方法与电路（续实现频率调制的方法与电路（续实现频率调制的方法与电路（续1 1）1、直接调频直接调频：直接调频就是直接使振荡器的振荡频率随调制信号成线直接调频就是直接使振荡器的振荡频率随调制信号成线性关系变化。性关系变化。n特点：可变电抗在振荡回路中（特点：可变电抗在振荡回路中（变容二极管变容二
23、极管）。n优点：易于得到比较大的频偏。优点：易于得到比较大的频偏。n缺点：中心频率的稳定度不易做得很高。缺点：中心频率的稳定度不易做得很高。 有有源源电电路路可控可控电抗元件电抗元件调频输出调频输出调制信号调制信号振荡器振荡器336.2.3 6.2.3 实现频率调制的方法与电路（续实现频率调制的方法与电路（续实现频率调制的方法与电路（续实现频率调制的方法与电路（续2 2）2、间接、间接调频调频：利用调频波与调相波之间的关系，先将调制信号进行利用调频波与调相波之间的关系，先将调制信号进行积分处理，再进行调相而得到调频波。积分处理，再进行调相而得到调频波。特点：可变电抗不在振荡回路中，在振荡器后级
24、，如放大特点：可变电抗不在振荡回路中，在振荡器后级，如放大器的谐振回路中器的谐振回路中。n优点：载波中心频率稳定度较好。优点：载波中心频率稳定度较好。n缺点：缺点：频偏小频偏小。 346.2.3.2 6.2.3.2 调频电路的技术指标调频电路的技术指标调频电路的技术指标调频电路的技术指标1、调制特性、调制特性：振荡器的频率偏移与调制电压的关系称为调制特性。振荡器的频率偏移与调制电压的关系称为调制特性。在一定电压范围内，调制特性应近似为直线特性。在一定电压范围内，调制特性应近似为直线特性。2、调制灵敏度、调制灵敏度：调制电压变化单位数值所产生的频率偏移称为调制调制电压变化单位数值所产生的频率偏移
25、称为调制灵敏度。灵敏度。356.2.3.2 6.2.3.2 调频电路的技术指标（续调频电路的技术指标（续调频电路的技术指标（续调频电路的技术指标（续1 1）3、最大频偏、最大频偏 fm ：在调制电压作用下，所能达到的最大频率偏移。在调制电压作用下，所能达到的最大频率偏移。在在FM中，一般要求最大频偏在整个调制信号所占有的中，一般要求最大频偏在整个调制信号所占有的频带内保持不变频带内保持不变。不同的调频系统对最大频偏有不同的要求：调频广播：不同的调频系统对最大频偏有不同的要求：调频广播：75kHz；电视伴音：电视伴音：50kHz；无线电话：无线电话：5kHz。4、中心频率稳定度、中心频率稳定度：
26、调频信号的瞬时频率是以稳定的中心频率（载波频率）调频信号的瞬时频率是以稳定的中心频率（载波频率）为基准变化的。为基准变化的。如果中心频率不稳定，就有可能使调频信号的频谱落到如果中心频率不稳定，就有可能使调频信号的频谱落到接收机通带范围之外，以致不能保证正常通信。接收机通带范围之外，以致不能保证正常通信。366.2.3.3 6.2.3.3 变容二极管直接调频电路变容二极管直接调频电路变容二极管直接调频电路变容二极管直接调频电路（1）变容二极管的特性）变容二极管的特性：变容管是利用变容管是利用PN结来实现的。结来实现的。 PN结的结的电容包括势垒电容和扩散电容两部分。电容包括势垒电容和扩散电容两部
27、分。变容管利用的是势垒电容，所以变容管利用的是势垒电容，所以PN结结是反向偏置的。是反向偏置的。V = 0时变容管的等效电容为时变容管的等效电容为C0。变容指数为变容指数为，它是一个取决于它是一个取决于PN结的结构和杂质分布情况的系数结的结构和杂质分布情况的系数（缓变结，（缓变结，=1/3；突变结，；突变结，=1/2；超突变结，超突变结，=2）。）。接触电位差为接触电位差为，硅管约为硅管约为0.7V，锗管约为锗管约为0.2V 。37（2 2）变容二极管的调制特性分析）变容二极管的调制特性分析）变容二极管的调制特性分析）变容二极管的调制特性分析加到变容管两端的电压，它加到变容管两端的电压，它由三
28、部分组成：由三部分组成：即偏置电压；即偏置电压；调制电压；调制电压； 回路振荡电压回路振荡电压。附图一附图一通常，回路振荡电压幅度较小，可以认为变容管所呈现的电通常，回路振荡电压幅度较小，可以认为变容管所呈现的电容主要由偏置电压和调制电压决定；容主要由偏置电压和调制电压决定；假定调制信号为单频余弦信号，则加于变容管两端的电压为：假定调制信号为单频余弦信号，则加于变容管两端的电压为：38（2 2）变容二极管的调制特性分析（续）变容二极管的调制特性分析（续）变容二极管的调制特性分析（续）变容二极管的调制特性分析（续1 1）39（2 2）变容二极管的调制特性分析（续）变容二极管的调制特性分析（续）变
29、容二极管的调制特性分析（续）变容二极管的调制特性分析（续2 2）式中：式中： 表示变容管在只有偏置电压表示变容管在只有偏置电压VB作用时所作用时所呈现的电容；呈现的电容；电容调制度为：电容调制度为： ，因，因 ，故，故 mC1。40（2 2）变容二极管的调制特性分析（续）变容二极管的调制特性分析（续）变容二极管的调制特性分析（续）变容二极管的调制特性分析（续3 3）可得振荡频率的表示式为：可得振荡频率的表示式为：于是调制特性为：于是调制特性为：返回返回可展开为：可展开为：41（2 2）变容二极管的调制特性分析（续）变容二极管的调制特性分析（续）变容二极管的调制特性分析（续）变容二极管的调制特性
30、分析（续4 4）上式表明上式表明：有与调制信号成正比的成分；有与调制信号成正比的成分； 有常数成分，产生了中心频率的偏移；有常数成分，产生了中心频率的偏移；有与调制信号频率各次谐波成比例的成分，从而使频率有与调制信号频率各次谐波成比例的成分，从而使频率调制过程产生了非线性失真。调制过程产生了非线性失真。为了减小非线性失真，在变容管调频电路中，总是设法使变为了减小非线性失真，在变容管调频电路中，总是设法使变容管工作在容管工作在=2（超突变结）的区域。（超突变结）的区域。42（3 3）变容二极管的调制电路分析）变容二极管的调制电路分析）变容二极管的调制电路分析）变容二极管的调制电路分析返回返回nR
31、1, R2, R3, LP3 晶体管直流偏置晶体管直流偏置nLP2,C9,避免高频振荡避免高频振荡 进入音频调制源进入音频调制源n音频调制信号通过LP1, LP2加到变容管上nC7,C8,LP4,电源滤波电源滤波nLP1,Ed,变容管直流偏置变容管直流偏置43（3 3）变容二极管的调制电路分析（续）变容二极管的调制电路分析（续）变容二极管的调制电路分析（续）变容二极管的调制电路分析（续1 1）电路特点：电路特点：两个变容二极管，并且同极性相对接，两个变容二极管，并且同极性相对接，通常称为背靠背联接。通常称为背靠背联接。对振荡信号来说，两只变容管是串联的，对振荡信号来说，两只变容管是串联的，每个
32、变容管上所加有的振荡电压仅为谐每个变容管上所加有的振荡电压仅为谐振回路两端电压的一半。振回路两端电压的一半。上图上图对对B-B端加入的直流偏置电压和调制电端加入的直流偏置电压和调制电压来说，两只变容管相当于并联。压来说，两只变容管相当于并联。当加于变容管两端振荡电压幅度较大时，当加于变容管两端振荡电压幅度较大时，变容管可能工作于导通状态变容管可能工作于导通状态，这将降低，这将降低回路的回路的Q值值 。44电路电路电路电路分析分析分析分析举例：举例：举例：举例：求调频波的中心频率求调频波的中心频率 ；最大频偏；最大频偏； 和和 。0.260.340.490.310.130.0445举例（续举例（
33、续举例（续举例（续1 1）调频波的中心频率：调频波的中心频率：最大频偏：最大频偏：46（4）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，变容管本身体积小；工作频率高；易于优点：电路简单，变容管本身体积小；工作频率高；易于获得较大的频偏。获得较大的频偏。缺点：产生了中心频率的偏移。由于偏置电压漂移，温度缺点：产生了中心频率的偏移。由于偏置电压漂移，温度变化等会改变变容管呈现的电容，从而影响中心频率的稳变化等会改变变容管呈现的电容，从而影响中心频率的稳定度等；在频偏较大时，非线性失真较大。定度等；在频偏较大时，非线性失真较大。为了减小非线性失真，在变容管调频电路
34、中，总是设法使为了减小非线性失真，在变容管调频电路中，总是设法使变容管工作在变容管工作在=2（超突变结）的区域。（超突变结）的区域。采用两个变容二极管背靠背联接电路，可以减弱变容管对采用两个变容二极管背靠背联接电路，可以减弱变容管对回路回路Q值的影响。值的影响。可采用晶体振荡器直接调频电路：可采用晶体振荡器直接调频电路：晶体振荡器直接调频的晶体振荡器直接调频的相对频偏很小，只有相对频偏很小，只有10-4量级量级。476.2.3.5 6.2.3.5 间接调频间接调频间接调频间接调频先将调制信号进行积分处理，再进行调相而得到调频波，其先将调制信号进行积分处理，再进行调相而得到调频波，其组成如方框图
35、所示组成如方框图所示：优点：载波中心频率稳定度较好，缺点：频偏较小。优点：载波中心频率稳定度较好，缺点：频偏较小。调相器的类型：调相器的类型： 载波通过失谐回路法（载波通过失谐回路法（调制系数小：调制系数小： /6以内以内）；）； 矢量合成法，矢量合成法，又称阿姆斯特朗法又称阿姆斯特朗法（调制系数小：调制系数小： /12以内以内） ； 脉冲调相法。脉冲调相法。48获取高频率稳获取高频率稳定度的窄带信定度的窄带信号号获取需要获取需要的频偏的频偏 窄带调角信号可以通过倍频器获得宽带调角信号。窄带调角信号可以通过倍频器获得宽带调角信号。下面以产生下面以产生FM信号为例来说明，如图示。信号为例来说明，
36、如图示。频谱搬移到工作频谱搬移到工作频段频段WBFM 0 (t)N (t)N 0 N 0 rNBFM倍频NBPFf(t)cosrt移频网络移频网络NBFM信号的瞬时频率信号的瞬时频率 (t)= 0 +kFMf(t)经经N次倍频后的频率次倍频后的频率 (t)=N (t)=N 0+NkFMf(t)频偏扩展的方法频偏扩展的方法频偏扩展的方法频偏扩展的方法 倍频将利用非线性器件来实现，这样将产生一些不需要倍频将利用非线性器件来实现，这样将产生一些不需要的频率分量，载频也不一定为合适的频率，因此，倍频器之的频率分量，载频也不一定为合适的频率，因此，倍频器之后通常有移频网络以保证获得正确载频的后通常有移频
37、网络以保证获得正确载频的WBFM信号。信号。49例：例：已知调频广播的频率范围为已知调频广播的频率范围为88108MHz，某调频广播某调频广播发射机要求发射机要求FM频偏为频偏为75KHz，调制信号的最高频率为调制信号的最高频率为15KHz，第一载频为第一载频为200KHz，频偏为频偏为25Hz，试问：试问：1）倍频次数）倍频次数N=?2）是否需要移频网络？是否需要移频网络？解解：由题意知由题意知fmax=75KHz，于是有：于是有：N=7510/25=3000倍频后，倍频后， fN=200 10 3000=600 MHz需要做下变频。需要做下变频。50实现频率调制的方法与电路小结实现频率调制
38、的方法与电路小结实现方法：实现方法：直接调频直接调频直接调频直接调频间接调频间接调频间接调频间接调频调频电路的技术指标：调频电路的技术指标：1、调制特性、调制特性2、调制灵敏度、调制灵敏度3、最大频偏、最大频偏 fm 4、中心频率稳定度、中心频率稳定度51实现频率调制的方法与电路小结实现频率调制的方法与电路小结（续（续1）变容二极管直接调频电路变容二极管直接调频电路变容二极管的调制特性分析变容二极管的调制特性分析加到变容管两端的三部分电压加到变容管两端的三部分电压频偏调制特性分析频偏调制特性分析变容二极管的调制电路分析变容二极管的调制电路分析变容管两端三部分电压的分析变容管两端三部分电压的分析
39、两个变容二极管的背靠背联接两个变容二极管的背靠背联接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间接调频电路间接调频电路间接调频电路的优缺点间接调频电路的优缺点 频偏的展宽频偏的展宽52CAD10 _（补充）（补充） 单频正弦信号调制的调频波的频谱分析单频正弦信号调制的调频波的频谱分析时 习题习题： 6-14，6-15，6-17，6-23，例题，例题531.编写第一类编写第一类Bessel函数与函数与mF(0 10)的函数关系图。的函数关系图。提示：利用提示：利用MATLAB中的第一类贝塞尔函数中的第一类贝塞尔函数Besselj求得求得 Jn(mF)的值。的值。 Jn(mF) = Besselj (n,mF)2.画出画出mF = 0.5, 1.0, 3.0, 5.0时，单频正弦调制的调频波的幅度频谱。时，单频正弦调制的调频波的幅度频谱。54单频正弦信号调制的调频波的频谱分析单频正弦信号调制的调频波的频谱分析mF = 0.5mF = 3.0mF = 5.055附图一：加到变容管附图一：加到变容管两端的电压示意图两端的电压示意图返回一返回一返回二返回二56
