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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.2.2 模拟调频与解调,1.调频波的基本特性,（,1）,FM,信号时域分析,调频与调相的,定义,载波,调制信号,调频,FM,调相,PM,角度调制,调频前,调频后,频率随调制信号呈正比变化,与,调制信号幅度,成正比,最大频偏,三个频率量,1.,载频,2.,调制频率,它表示了已调信号的瞬时频率变化的快慢,3.,最大频偏,表示瞬时频率摆动的幅度,取决于调制信号的,幅度大小,与调制信号的,频率无关,一般满足,、,调相定义,高频载波的,相位偏移,与音频,调制信号成正比,调相前,调相后,高频载波,调制信号,最大相移,仅与音频调制信号的幅度有关，与其频率无关,瞬时频率与瞬时相位的关系,旋转矢量,幅度,瞬时相位,瞬时角频率,当,当,名称,调频波,调相波,幅度,恒定,恒定,定义,频率偏 移,最大频 偏,相 移,最大相 移,调频波的表达式,定义：,最大相移,为,调频指数,调频波,表达式,调相波,调相指数,（最大相移）,调频波的,相位变化规律,为：,调制信号,调频波,的调制系数 最大相移,调相波,的调制系数 最大相移,有何区别？,它们,与调制信号的参数,的关系有所不同,关键：理解调制的定义,分析,多音频,调制信号调制情况（设信号,幅度 均相等,）,调频波的波形,特征,等幅,频率变化反映调制信号,(2)调频波的频谱与带宽,频谱,将单音调制的调频波表示成指数形式,调频波的富里叶展开式为：,的周期函数,分析,调频波,的,频谱,A,.,以载频,C,为,中心,，,有,无数对,边频分量：,C,，,C,，,C,，,C,n（n,为正整数）,调制前,调制后,频谱的非线性搬移,与调幅不同,B.,调频波的每条,谱线的幅度,为,宗数为 的,n,阶,第一类贝塞尔函数,频谱以 中心对称,载频,第一对旁频,第二,对旁频,分析,第一.,载频分量 随 是变化的,导致结果:,调频波的,载频分量不一定最大,与,AM,不同,对应,小,的调频波(,窄带,调频),载频分量,大,对应,大,的调频波(,宽带,调频),载频分量,小,=2.40,，,5.52,8.65,，,载波分量,当 较小时(1),较大,特征：,第二.越大,的,非零起点,在,较大时才出现,导致结果:,小,时，包含的,旁频边带少,窄带调频,，,能量集中，载频能量大,当,1,时，可认为,=0,（,n,2,）,只有一对旁频，,类似,AM，,带宽,BW=2F,窄带调频,大,时，包含的,旁频边带多,宽带调频,，,能量,分散,，载频能量必然小,宽带调频,第三.,当 一定时,随着,n,增大,，虽然有起伏，,但总的趋势是,减少,的,导致结果：,越远离,载频,C,的,边频,的,能量越小,带宽,C,，,C,，,C,，,C,n（n,为正整数）,频谱结构：,理论上,以载频,C,为中心，有,无数对边频,分量,问题：,应考虑多少对边频？舍去多少？,带宽,其中 边频数 对,调制信号频率,实际上,远离,载频,C,的边频,的能量很小,取决于要求精度,分析函数,当,+1,时,恒小于,0.1,。,卡尔逊,带宽取,误差,（取,90,的能量）,则,边频对数,为：,L=,（1）,带宽,带宽,取决于所取边频对数、调制频率,取决于最大频偏,取决于,调制系数,与,调制频率,对,带宽公式的理解,窄带调频,1，,即,F,带宽取决于最大频偏,不同的调制频率,F,对带宽的影响,带宽与,F,成正比？,例：,调频广播规定的最大频偏为,75,KHz,，,计算：当调制频率分别为,1,KHz,和,15,KHz,时的调频波的带宽。,（假设在,F,=1,KHz,和,F,=15,KHz,时，均达到了最大频偏,75,KHz,）,解：,当,F,1,=1,KHz,时，,当,F,2,=,15,KHz,时，,结果:,带宽不与,F,成正比，,为什么？,关键：,最大频偏一样 不同调制频率，不同,用途：,调频广播限制频偏（调制信号幅度），限制带宽,（,3）调频波的功率（单位电阻）,从频谱角度看,调频波的平均功率等于各频谱分量的平均功率之和,第一类贝塞尔函数的特性是,所以调频波的功率为,从,时域角度看,调频波是一个,等幅波,，其幅度与调制前一样，,调频波的功率等于调制前载波的功率,与从频谱的角度计算的功率值相同,因为调频是角度调制，没有改变信号幅度,对,调频波功率的理解：,与,无关,，改变 的大小只改变了载波分量和各边频分量之间,功率的分配,，而不会引起总功率的变化。,调频波比调制前,增加了那么多边频,，为什么功率不变？,调频波的功率与,调制系数 的关系？,2.调频波的产生与解调,产生调频波的基本方法,直接调频,间接调频,直接调频方案,用,调制信号,直接控制,振荡器的频率,（1）调频,瞬时频率与调制信号成正比,瞬时相位与调制信号的积分成正比,由于频率是相位的微分，,的,频率是：,的,相位是,的,相位是,间接调频方案,调制信号,相位与调制信号成正比,优点：,频率稳定度很高,所以 是 的调频波,（2）调频波的解调频率检波、鉴频,功能,：将输入调频波的瞬时频率变化变换为输出电压,最主要指标是：,鉴频特性为线性,不产生失真,鉴频范围,与最大频偏相适应,鉴频灵敏度,输出电压大,鉴频器前一般要加限幅器，去除,寄生调幅,调频波小结,调频（调相）与调幅不同，它是一种,频谱的非线性搬移,理论上,有,无限多,的频谱分量，,实际上,能量大部分,集中在载频附近,卡尔逊带宽公式,调制信息包含在已调波的频率变化中，已调波的幅度是恒定的，,好处,：,可以用,高效率,的非线性放大器放大,功率有效性好,带宽大于调幅,频谱有效性不好,衡量调制方式优劣的标准,频谱有效性,功率有效性,抗,干扰性能,调频波有,较强的抗干扰性能,调制系数,越大,抗,干扰性能,越好,调频波的带宽,越宽,调频波以带宽换取抗干扰,幅度干扰,可以通过鉴频器前的,限幅器,去除,经,鉴频后，输出噪声功率谱密度由,输入时的均匀分布,变为抛物线,分布，经过低通滤波器后可滤除大量噪声，,提高信噪比,
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