第五章 模拟调制系统――非线性调制

第四章模拟调制系统通信原理及实验2008电子信息工程4.3.1角度调制邯郸学院回顾调制的概念：将基带信号进行各种变换后再传输的过程（1）波形特点：幅度随基带信号变化呈正比变化（2）频谱特点：从基带简单的搬移到频带上——频谱的搬移是线性的，所以称为线性调制线性调制——幅度调制(线性调制)AMDSB-SCSSBVSB邯郸学院m(t)OtOtOOttcosc(t)sAM(t)1M()A0£HH£ccA0SAM()0210Ac+m(t)上边带下边带下边带上边带twtmAtucccos)]([)()]()([21)]()([)(cccccMMAu邯郸学院cos0tOttOm(t)sDSB(t)OtO－ccM()OH－HSDSB()O－cc载波反相点2Hm(t)M(ω)twtmtScDSBcos)()()(21)(21)(ccDSBwwMwwMwS邯郸学院F()－HHSDSB()－ccOO上边带下边带下边带上边带－ccO上边带频谱O－cc下边带频谱)()()(wHwSwSSSBDSBSSB邯郸学院M()－2B2BODSB()－ccO(a)(b)SSB()O－cc－ccVSB()O(c)(d))()]()([21)(wHwwMwwMwSVSBccVSB邯郸学院引言角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。邯郸学院引言2.分类频率调制：改变载波的瞬时频率相位调制：改变载波的瞬时相位均为角度变化，统称角度调制1.对比线性调制：改变信号幅度进行频谱搬移，基带频谱结构不变非线性调制：频谱搬移后基带谱结构改变，是非线性变换邯郸学院010203§4.3.1角度调制的基本概念§4.3.2窄带调频§4.3.3宽带调频04§4.3.4调频信号的产生与解调邯郸学院§4.3.1角度调制的基本概念dttdw/)(调频波时域表达式：)]([cos)(ttwAtacc瞬时频率偏移w是调制信号m(t)的线性函数：)(tmKwf调频灵敏度：fK（起始相位设为零）1、调频波的时域表达式dttmktf)()(邯郸学院则调频信号的一般表达式为：])([cos])(cos[)(dttmKtwAdttwAtufccc下面研究调制信号为单一频率余弦波的特殊情况：()cosmmtUtcosccmcuUwt即：则单一频率余弦调制的调频波电压表示为：cos(sin)cmcfuUwtmt其中，.mfmfwkUm为调频波的最大相位偏移又称调频指数1、调频波的时域表达式§4.3.1角度调制的基本概念邯郸学院mwfm.mfmwkU是表征调频波的两个重要参数。与调制信号幅度成正比而与调制信号频率无关；与有调制信号幅度引起的最大频偏成正比，而与调制信号频率成反比。1、调频波的时域表达式.mfmfwkUm§4.3.1角度调制的基本概念邯郸学院调频波波形ut0tu(t)ooo–mo+m2to(t)to(t)omf(a)(b)(c)(d)m()cosmmtUtcos(sin)cmcfuUwtmtdttdwtmKwwtwcfc)()()(tfsinm邯郸学院2、调相波的时域表达式瞬时相位偏移)(t是调制信号m(t)的线性函数：)()(tmKtp调相灵敏度：pK瞬时相位：为载波相位twtmKtwtcPc)()(则调相信号的一般表达式为：)]([cos)(tmKtwAtuPcc§4.3.1角度调制的基本概念调相波时域表达式：)]([cos)(ttwAtacc邯郸学院2、调相波的时域表达式则单一频率余弦调制的调相波电压表示为：cos(cos)cmcpuUwtmt其中ppmmkU是调相波最大相位偏移又称调相指数。()cosptmt瞬时相位偏移：.mpmpwkUm其中§4.3.1角度调制的基本概念()cosmmtUtcosccmcuUwt即：邯郸学院调相波vt02to(t)to(t)o(a)(c)(d)m()cosmmtUt()sincmwtwwtcos(cos)cmcpuUwtmtcospmt可以看到调频波和调相波在当调制信号为单一频率音频信号时，两种已调波的频谱结构是类似的。邯郸学院2、调相波的时域表达式mwpmmwmUpmmU、是表征调相波的两个重要参数，与调制信号幅度、频率成正比；只与调制信号幅度成正比而与调制频率无关与调频波不同。.mpmpwkUmppmmkU§4.3.1角度调制的基本概念邯郸学院2、调相波的时域表达式tdtt0)(t）（dttdtw)()(是角度调制的两个基本关系式，它说明了瞬时相位是瞬时角速度对时间的积分，同样，瞬时角频率为瞬时相位对时间的变化率。由于频率与相位之间存在着微积分关系，因此不论是调频还是调相，结果使瞬时频率和瞬时相位都发生变化。只是变化规律与调制信号的关系不同。§4.3.1角度调制的基本概念邯郸学院2、调相波的时域表达式对调频而言mfmwkU.mfmfwkUm.mpmpwkUm频偏调相指数对调相而言ppmmkU§4.3.1角度调制的基本概念邯郸学院由此可知，调频波的频偏与调制频率无关，调频指数mf则与成反比；调相波的频偏p与成正比，调相指数则与无关。这是调频、调相二种调制方法的根本区别。它们之间的关系参见下图。om=KfUmmf.fmkUmΩW=omp=KpUmm=KpUm·(a)(b)频偏和调制指数与调制频率的关系(当U恒定时)(a)调频波；(b)调相波§4.3.1角度调制的基本概念邯郸学院表1FM波和PM波的比较[调制信号m(t)，载波Umcos0(t)]FM波PM波数学表达式瞬时频率瞬时相位最大频偏调制指数])([cosdttmKtwAfcc)(tmKwfcdttmKtwfc)(.mfmwkU10()ffmKutdt)]([costmKtwAPcc()cpdmtwkdt)(tmKtwPc.mpmpwkUmppmmkU§4.3.1角度调制的基本概念THANKS