课程 课题 高频电子技术 章节 6.1节 角度调制 教 师 王建国 审批 课时 2 授课日期 授课班级 教学目的 与要求 1、 掌握角度调制的概念及其特点。 2、 掌握调频信号和调相信号。 3、 掌握调频波的频谱和频带宽度。 重点 难点 授课类型 教 具 作 业 晶调频信号和调相信号。 调频信号和调相信号。 讲练 多媒体 教材150页第5-2-3题 教学进程和时间分配表（可略去，直接填写教学内容） 序号 1 2 3 4 5 6 教 学 内 容 复习混频器电路。 角度调制的概念及其特点。 调频信号。 调相信号。 调频波的频谱和频带宽度。 课堂练习 时间分配 10 15 15 20 20 10 提问 讲授 讲授 讲授 讲授 提问 教学内容： 一、角度调制的概念及其特点 角度调制是频率调制和相位调制的合称。所谓频率调制是指用调制信号控制载波的瞬时频率,使之与调制信号的变化规律成线性关系；所谓相位调制是指用调制信号控制载波的瞬时相位，使之与调制信号的变化规律成线性关系。 事实上，无论是调频波还是调相波，它们的振幅均不改变，而频率的变化和相位的变化均表现为相角的变化，故调频和调相统称为 角度调制或调角。下图给出了调幅、调频、调相三种信号的波形。 我们知道，调幅实际上是将调制信号的频谱搬移到载频的两边且其频谱结构没有改变，因此，调幅属于线性调制。角度调制中已调信号不再保持调制信号的频谱结构，因而角度调制属于非线性调制。 调角制由于其优越的性能而获得了广泛应用，调频主要应用于调频广播、广播电视、通信及遥测等，调相主要应用于数字通信系统中的移相键控。 和调幅制相比，调角制具有以下优点。 1.抗干扰能力强 从第4章的讨论中我们知道,调幅信号的边频功率最大只能等于载波功率的一半 (当调幅系数Ma=1时)，而调角信号的边频功率远较调幅信号强。边频功率是运载有用信号的，因此调角制具有更强的抗干扰能力。另外，对于信号传输过程中常见的寄生调幅，调角制可以通过限幅的方法加以克服，而调幅制则不行。 2.设备的功率利用率高 因为调角信号为等幅信号，最大功率等于平均功率，所以不论调制度为多少，发射机末级功放管均可工作在最大功率状态，功率管得到了充分利用。而调幅制则不然，调幅制的平均功率远低于最大功率，因而功率管的利用率不高。 3.调角信号传输的保真度高 因为调角信号的频带宽且抗干扰能力强，因而具有较高的保真度。 二、调频信号与调相信号 如前所述，调频就是用调制信号控制载波的角频率，使之随调制信号而变化。设载波为一余弦信号 uc(t)=Ucmcos(?ct+?0)=Ucmcos ?(t) 式中，Ucm为载波振幅，ωc为载波角频率， ? 0为载波的初始相位。 在没有进行调制时，uc(t)的角频率ωc和初始相位? 0均为常数，ωc亦称为中心角频率；在进行调频时，载波的角频率会发生变化，这个角频率则称为瞬时角频率，用ω(t)表示，瞬时频率则用f(t)表示。 当载波的瞬时角频率变化时，其瞬时相位亦随之而变化，它们的关系可用下式表t示 ?(t)= ? ω (t ) d t 0 根据调频的定义，调频信号的瞬时角频率为?(t)=?c+Sf u?(t) =?c+??(t) 式中，ωc为未调制时的载波中心角频率；Sf表示瞬时角频率增量与调制信号成正比关系的比例常数，称为调制灵敏度。瞬时角频率的增量可用Δω(t)表示，称为瞬时角频偏。 瞬时角频偏的最大值称为最大角频偏，即??=|??(t)|max=|Sfu?(t)|max 则调频信号的瞬时相位 tttt)?(t)= ? ω ( d t ? ? [ω c ? S f u Ω ( t) ] d t ? ? ct ? S f ? u Ω ( t) d t 000 同理，调频信号的瞬时相偏和最大相偏分别为 tt??(t)= ?? = Sf?uΩ(t)dtSf?uΩ(t)dt00 max如果调制信号uΩ(t)为单一频率的余弦信号，即 u? (t)=U?mcos?t 则调频波的瞬时角频偏为 ? (t)=?c+SfU?mcos?t 最大角频偏为 ??=Sf U?m 瞬时相偏为 tSfUΩm??ctsinΩtSf?UΩmcosΩtdt ?(t)=?ct + Ω0 最大相偏为 SfUΩm??? ??= ΩΩ下图给出了调制信号为余弦波和方波的调频波波形及其瞬时频率的变化示意图。
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