调频调相及其解调共52页文档
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频率调制与解调
在工作点 EQ 处展开，可得
2
C1 C j
(t ) c (1 A1m cost A2 m cos t ) A2 2 A2 2 c m c A1mc cost m c cos2t 2 2
2
A2 A2 f (t ) m fc [ m A1 cost m cos 2t ] 2 2
制（ωc±nΩ1±kΩ2+…）分量。
调频的频谱结构与mf密切相关。mf大,频带宽。 与AM制相比,角调方式的设备利用率高,因其平 均功率与最大功率一样。
调频波与调相波的比较
第二节 调频器与调频方法
•定义：实现调频的电路或部件称为调频器（频率 调制器）或调频电路。 •调频特性：调频器的调制特性。 •对调频器的主要要求： （1）调制特性线性度要好
f m K f1 ——称为线性调频 EQ u
1 2 2 (t ) c [1 m cos t ( 1)m cos t ] 2 2! 2 2
2
c ( / 2 1)m c / 8
2
m mc / 2
2m ( / 2 1)m c / 8
--------电容调制度
Cj
Cj
CQ o
EQ
u o
t
t (a) f f0 o CQ C o t f
t (b) f f0 o EQ u o t f
变 容 管 线 性 调 频 原 理
t (c)
3、变容二极管全接入调频电路 (1)电路组成
Cc Lc Cc Rb1 C0 Rb2 VD
+
L
Re Ec
-
u Cb
uPM=Ucos(ωct+mpcosΩt) =Ucosωctcos(mpcosΩt)-Usin(mpcosΩt)sinωct
调频调相及其解调
展望
未来通信系统对信号传输速率和抗干扰能力的 要求越来越高，因此需要研究更加高效和可靠
的调制解调技术。
在未来，调频调相技术的研究将更加注重节能减排和 环保，以适应绿色通信的发展趋势。
随着通信技术的发展，调频调相技术将不断进 步和完善，进一步提高通信质量和可靠性。
随着物联网、智能家居等新兴领域的发展，无线 通信需求将不断增加，调频调相技术将在这些领 域得到更广泛的应用。
通过调制技术，可以将多个低频信号 调制到同一个载波频率上，从而实现 多路复用，提高通信系统的效率。
02
调频调相的基本原理
调频原理
01
02
03
调频信号的生成
通过改变振荡器的输入信 号的幅度或相位，从而改 变振荡器的频率，产生调 频信号。
调频信号的解调
通过滤波器或匹配滤波器 将调频信号还原为原始信 号。
在宽带通信中，调频调相技术可以用于高速数据 传输，提高通信速率和数据吞吐量。
雷达领域的应用
距离测量
调频调相技术可以用于雷达中，通过测量信号的往返时间来计算 目标距离。
速度测量
雷达通过多普勒效应可以测量目标的相对速度，调频调相技术可 以提高测速的精度和分辨率。
目标识别
调频调相技术可以提高雷达的目标识别能力，通过对回波信号的 分析和处理，实现对目标类型的识别和分类。
调频调相及其解调
• 引言 • 调频调相的基本原理 • 调频的实现方法 • 调相的实现方法 • 解调技术 • 调频调相的应用场景 • 总结与展望
01
引言
背景介绍
调频调相技术是通信领域中的 重要技术之一，广泛应用于广 播、电视、无线通信等领域。
调频调相技术能够实现信号的 调制和解调，从而实现对信号 的传输和接收。
频率调制与解调
连续波雷达
通过连续发射载波信号并调制频率，实现目标的测距和定位。
雷达测距与定位的优点
高精度、远距离、实时性强。
05 频率调制与解调的优缺点
优点
抗干扰能力强
频率调制技术通过改变信号的频率来传输信息，能够有效抵抗各种 干扰，如噪声和多径干扰，从而提高信号的传输质量和可靠性。
频带利用率高
频率调制技术可以在有限的频带内传输更多的信息，提高了频谱利 用率。
卫星通信
1 2
卫星电视信号传输
通过将视频和音频信号调制到高频载波上，实现 卫星电视信号的传输。
卫星电话通信
利用频率调制技术，实现远距离的语音通信。
3
卫星导航定位
通过频率调制技术，实现高精度的定位和导航服 务。
雷达测距与定位
脉冲雷达
利用频率调制技术，发射脉冲信号并接收反射回来的信号，通过 测量信号往返时间来计算目标距离。
动态频谱管理
利用智能化的动态频谱管 理技术，实现频谱资源的 灵活分配和高效利用。
新技术的应用与展望
人工智能与机器学习
利用人工智能和机器学习技术对调频信号进行智能分析和优化， 提高信号处理效率和可靠性。
物联网与5G通信
结合物联网和5G通信技术，实现大规模、高密度、低延迟的调 频信号传输和处理。
软件定义无线电
01
03
调频信号的解调方法有多种，包括相干解调、非相干 解调等。相干解调需要使用到载波信号的相位信息，
而非相干解调则不需要。
04
频率调制的基本原理是将输入信号控制载波的频率变 化，从而实现信息的传输。解调则是通过检测载波的 频率变化来还原出原始信息。
对实际应用的指导意义
01
02
03
通过连续发射载波信号并调制频率，实现目标的测距和定位。
雷达测距与定位的优点
高精度、远距离、实时性强。
05 频率调制与解调的优缺点
优点
抗干扰能力强
频率调制技术通过改变信号的频率来传输信息，能够有效抵抗各种 干扰，如噪声和多径干扰，从而提高信号的传输质量和可靠性。
频带利用率高
频率调制技术可以在有限的频带内传输更多的信息，提高了频谱利 用率。
卫星通信
1 2
卫星电视信号传输
通过将视频和音频信号调制到高频载波上，实现 卫星电视信号的传输。
卫星电话通信
利用频率调制技术，实现远距离的语音通信。
3
卫星导航定位
通过频率调制技术，实现高精度的定位和导航服 务。
雷达测距与定位
脉冲雷达
利用频率调制技术，发射脉冲信号并接收反射回来的信号，通过 测量信号往返时间来计算目标距离。
动态频谱管理
利用智能化的动态频谱管 理技术，实现频谱资源的 灵活分配和高效利用。
新技术的应用与展望
人工智能与机器学习
利用人工智能和机器学习技术对调频信号进行智能分析和优化， 提高信号处理效率和可靠性。
物联网与5G通信
结合物联网和5G通信技术，实现大规模、高密度、低延迟的调 频信号传输和处理。
软件定义无线电
01
03
调频信号的解调方法有多种，包括相干解调、非相干 解调等。相干解调需要使用到载波信号的相位信息，
而非相干解调则不需要。
04
频率调制的基本原理是将输入信号控制载波的频率变 化，从而实现信息的传输。解调则是通过检测载波的 频率变化来还原出原始信息。
对实际应用的指导意义
01
02
03
调相调频
(t ) c k f u (t ) c k f Um cost
k f Um
c cos t
SCUT DT&P Labs
频偏 角频率偏移程度由调制信号幅度决定
2001 Copyright
（已调波）
调频波： u(t ) U cos (t ) m
Flash
2001 Copyright
——统称为角度调制
SCUT DT&P Labs
原 因：
u(t ) U m cos (t )
(t ) t dt
瞬时相角：
瞬时角频率：
d (t ) (t ) dt
t
0
为积分常数， 即初始相角
u(t ) U mcos( t dt )
2001 Copyright
SCUT DT&P Labs
结论：
1 mf相同时，贝塞尔函数阶数升高，其值变化 不一定越小。这意味着，调频波的频谱幅度不是 线性递减的。 2 mf值越大，贝塞尔函数的阶数将增多。这意 味着，调频波频谱中的边频数目增多，从而使频 带加宽。
2001 Copyright
SCUT DT&P Labs
0
2001 Copyright
t
SCUT DT&P Labs
一、调频及数学表达：
6.2 调角波的性质
u (t ) U m cos t
设调制信号为单一频率的正弦波： c为常数，不 随时间变化
பைடு நூலகம்
载波信号： uc (t ) U cm cosct
调制后瞬时角频率：（受调制信号控制，随时间变化）
本章主要内容：
关于调频、调幅、调相
关于调频、调幅、调相关于调频、调幅、调相2008-03-26 09:54调幅：调制信号使载波的幅度随之变化；而调频：是使频率或相位随之变化。
发——调频，收——调幅：在特定的条件下应该可以接收到，只是检波效率不一定高。
比如：接收机（调幅）的回路对调频信号来讲处在斜率检波（参见有关无线电资料）状态时，就可以低效率的接收到调频信号。
调频和调相不同，调相的同时，频率一定会变化，但是调频的时候相位不一定变化。
++++++++++++++++++++++++++++++++幅与调频有什么区别?1．调频比调幅抗干扰能力强外来的各种干扰、加工业和天电干扰等，对已调波的影响主要表现为产生寄生调幅，形成噪声。
调频制可以用限幅的方法，消除干扰所引起的寄生调幅。
而调幅制中已调幅信号的幅度是变化的，因而不能采用限幅，也就很难消除外来的干扰。
另外，信号的信噪比愈大，抗干扰能力就愈强。
而解调后获得的信号的信噪比与调制系数有关，调制系数越大，信噪比越大。
由于调频系数远大于调幅系数，因此，调频波信噪比高，调频广播中干扰噪声小。
2．调频波比调幅波频带宽频带宽度与调制系数有关，即：调制系数大，频带宽。
调频中常取调频系数大于1，而调幅系数是小于1的，所以，调频波的频带宽度比调幅波的频带宽度大得多。
3．调频制功率利用率大于调幅制发射总功率中，边频功率为传送调制信号的有效功率，而边频功率与调制系数有关，调制系数大，边频功率大。
由于调频系数mf大于调幅系数ma，所以，调频制的功率利用率比调幅制高。
++++++++++++++++++++++++++++++调频和调幅区别就像是手机的GSM和CDMA一样，是不同的传输方式，CDMA的技术要比GSM先进的不知多少，但是133的手机信号未必比139的手机信号强，反而不如。
为什么同样的139的手机，有些厂家的信号强，有些厂家的信号弱呢？就是说一个产品的好与坏不是传输方式决定的，而是由厂家的技术能力和产品完成度来决定的。
第7章频率调制与解调
2024/8/8
16
间接调频中的调相方法： (1) 矢量合成法：针对窄带调相。
uPM (t) Uc cos(ct mp cost)
Uc cosct cos(mp cost) Uc sinct sin(mp cost) 当m p π/12时：uPM (t) U c cosct U cmp cost sin ct
本章的重点是调频和鉴频。
2024/8/8
1
1、调频信号的时域分析
调制信号： u U cost；载波信号 ：uc Uc cosct； 瞬时频率： (t) c (t) c k fU cost c m cost
k f :比例常数 (调制灵敏度 ); m k fU : 峰值角频偏。
调频信号瞬时相位： (t )
变容二极管调频器：用调制信号去控制振荡器的变容二极管的 结电容，是最常用的调频方法，本章要重点讲这种调频电路。
电抗管调频：用电子管、晶体管或场效应管作为振荡器的等效 可控电抗，在调制信号控制下实现调频，目前这种调频方法已 很少使用。
(2) 间接法：对调制信号先积分，再调相可以实现调频。
间接法的关键是如何调相，调相方法包括：矢量合成法、 可变移相法和可变延时法。
J
2 n
(mf
)
n
Uc2 2RL
Pc ,
J
2 n
(mf
)
1
n
说明：调频波的平均功率和未调载波的平均功率相等。因此调
频器可以理解为功率分配器，它的功能是将载波功率分配给每
个边频分量，而分配的原则与调频指数mf有关。
4、调频波和调相波的比较
调制信号：u U cost 载波信号：uc Uc cosct
Δfm＝75kHz，Fmax=15kHz，Bs=180kHz>>2Fmax=30kHz。 适用频段：由于FM信号的带宽较宽，因此FM只用于超短 波和频率更高的波段。
调频、调相电路
FM
其中的f为最大频率偏移 t t ct ct FM dt sin st sin st 0 s s 0
已调波
vFM vFM Vcm sin FM
Vcmcm sin c mf sin sst V sin ct t sin t s
PM=ct+ cos st= ct+mPcos st
已调波
vPM Vcm sin PM Vcm sinct mP cosst
调相波的波形
为了画出调相波，需计算调相波角频率
的瞬时值： d PM d ct mP cos st PM c mP s sin st
V体振荡器加调相电路进行间接调频或等 cm sin c t kVsm cos s t Vcm sin c t kvs
调相电路
阿姆斯特朗调相
由矢量合成形成的调相 锯齿波调制
阿姆斯特朗调相
调幅波的矢量表示 阿姆斯特朗调相方法 阿姆斯特朗调相的问题
4 c s
1 cos c s t cos c s t 那样的三角变换 2 3 t sin 3 t
c s
其中x sin xsin 2 J 2 n1 x sin 2n 1 mf
cosxsin 即调制指数的变化 振幅大小, 它们随x, J 0 x 2 J 2 n x cos2n
vAM Vcm 1 m cos st sin ct
调幅波的矢量表示
m m Vcm sin ct Vcm sin c s t Vcm sin c s t 2 2
如果将上式放到极坐标(角度，长度)中如何表示？
调频、调相的解调电路
调原理
调频、调相的解调原理
♦ 调频解调的基本思路 ♦ 用调谐电路实现鉴频 ♦ 调相波的解调
调频解调的基本思路
♦ 调频：将信号波的振幅变化转变为载波
的频率偏移 V/F变换器 ♦ 调频解调：将载波的频率偏移转变为信 号波的振幅变化 F/V变换器 ♦ 如何实现？ AM波 利用线性 的f-V特性 进行F/V 变换
MC 3362低功率窄带FM接收器
♦ 简介 ♦ 封装和引脚 ♦ 典型应用电路
MC 3362简介
♦ 它是具有振荡器、混频器、正交鉴别器和表驱
动载波检测电路的双FM变换电路。MC 3362也 有缓冲的第一和第二本机振荡器和一个用于 FSK(频移键控)检测的比较电路。 ♦ 常规性能
(1) 完整的双变换电路 (2) 低电压：VCC＝2.0到6.0Vdc (3) 很小的漏电流：典型值为3.6mA＠VCC＝3.0Vdc (4) 很高的灵敏度：对于12dB SINAD(信噪失真比)输人电压 0.6µVrms(均方根值) (5) 外部可调的载波检测功能 (6) 只需很少数量的外部元件 (7) 用MOTOROLA的MOSAIC工艺制造 (8) MC 13135优先用于新设计
矩形波 PPM-脉位调制波 PWM 输入 限 幅 放大器 微分 电路 单稳态 多谐振 荡器 输出
LPF 积分低通
♦ 其它调频检波电路的S形f-V特性难以得到
完全的线性，而该电路却是完全线性的， 故失真小
PLL检波电路
FM波 PC 相 位 放大器 LPF VCO 压 控 振荡器 解调输出
♦ 由多功能集成电路NE564来实现，经常
FM波
用调谐电路实现鉴频
AM波
FM波
♦ 如何才能实现？
谐振电路工作于失 谐状态 ♦ 若调频波的频率偏移比较大，调谐特性的斜坡不能保 持线性，将使输出波形产生失真，故不能使用上述电 路来实现调频解调 ♦ 实际中一般用线性更好的电路实现调频解调，并称这 样的电路为鉴频器
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45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
调频调相及其解调
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
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调频调相及其解调
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒