调角波性质.pptx
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1、15.1 15.1 概述概述 频率调制:简称频率调制:简称调频(调频(FMFM),使载波信号的,使载波信号的频率按调制信号规律变化的调制方式。频率按调制信号规律变化的调制方式。相位调制:简称相位调制:简称调相(调相(FMFM),使载波信号的,使载波信号的相位按调制信号规律变化的调制方式。相位按调制信号规律变化的调制方式。角度调制:简称角度调制:简称调角调角,调频与调相均使载,调频与调相均使载波信号的瞬时相位受到调变,统称调角。波信号的瞬时相位受到调变,统称调角。调角波的性质调角波的性质式中式中kf为比例常数,为比例常数,m为最大角频偏。为最大角频偏。调频信号的瞬时角频率为:调频信号的瞬时角频率
2、为:调制信号为调制信号为 u(t)=Umcost 载波信号为载波信号为 uc=Ucmcosct 15.215.2 调频信号的参数与波形调频信号的参数与波形调角波的性质调角波的性质 调频信号的瞬时相位调频信号的瞬时相位 式中式中,0为信号的起始角频率。当为信号的起始角频率。当0=0时,时,式中,式中,mf 为调频指数。此处,也是最大相偏。为调频指数。此处,也是最大相偏。调角波的性质调角波的性质单音单音FM波的表示式为:波的表示式为:最大角频偏、调频指数与调制信号角频率之最大角频偏、调频指数与调制信号角频率之间的关系式为:间的关系式为:调角波的性质调角波的性质图151调频波fm、mf与F的关系最大
3、频偏一定最大频偏一定输入电压振幅一定输入电压振幅一定调角波的性质调角波的性质图152调频波波形FMFM的的波波形形图图频频率率变变化化幅幅度度不不变变15.315.3 调频波的频谱调频波的频谱1 调频波的展开式调频波的展开式 是周期函数,展开,有:是周期函数,展开,有:调角波的性质调角波的性质 因而因而,调频波的级数展开式为:调频波的级数展开式为:调角波的性质调角波的性质Jn(mf)是是宗宗数数为为mf的的n阶阶第第一一类类贝贝塞塞尔尔函函数数,当当mf确定后,只与确定后,只与n有关,是具体的实数值有关,是具体的实数值。图153第一类贝塞尔函数曲线Jn(mf)具有以下特性具有以下特性:Jn(m
4、f)=J-n(mf)n为偶数为偶数 Jn(mf)=-J-n(mf)n为奇数为奇数2 调频波的频谱结构和特点调频波的频谱结构和特点调角波的性质调角波的性质uFM(t)=UCJ0(mf)cosct+J1(mf)cos(c+)t -J1(mf)cos(c-)t+J2(mf)cos(c+2)t +J2(mf)cos(c-2)t+J3(mf)cos(c+3)t -J3(mf)cos(c-3)t+调角波的性质调角波的性质 单频调角信号频谱具有以下几个特点单频调角信号频谱具有以下几个特点:(1)由载频和无穷多组上、下边频组成由载频和无穷多组上、下边频组成,这这些频率分量满足些频率分量满足cn,振幅为振幅为J
5、n(M)Ucm,n=0,1,2,。当当n为偶数为偶数时时,两边频分量两边频分量振幅同振幅同,相位同;相位同;当当n为奇数为奇数时时,两边频分量两边频分量振幅同振幅同,相位反。相位反。调角波的性质调角波的性质调角波的性质调角波的性质各边频分量振幅值与对应阶贝塞尔函数成正比。各边频分量振幅值与对应阶贝塞尔函数成正比。各阶贝塞尔函数随各阶贝塞尔函数随mf增大变化的规律均是衰减增大变化的规律均是衰减振荡振荡,能量较为集中。能量较为集中。(2)当当mf确定后确定后,各边频分量振幅值不是随各边频分量振幅值不是随n单调变化单调变化,且有时候为零。且有时候为零。(3)对于一般情况对于一般情况,带宽为带宽为BW
6、=2LF=2(mf+1)FL L为有效的上、下边频数目,约为为有效的上、下边频数目,约为mf+1。调角波的性质调角波的性质 (4)对于多频的调制信号来说对于多频的调制信号来说,调频信号的调频信号的总频谱不仅仅是调制信号中每个频率分量单独总频谱不仅仅是调制信号中每个频率分量单独调制时所得频谱的组合调制时所得频谱的组合,而且又新增了许多频而且又新增了许多频率分量。率分量。例如例如,若调制信号由角频率为若调制信号由角频率为1,2的两个单的两个单频正弦波组成频正弦波组成,则对应调角信号的频率分量不则对应调角信号的频率分量不但有但有cn1和和cn2,还会出现还会出现 cn1p2,n、p=0,1,2,。调
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