1/12/2010
1
1
笫6章
调制与解调
6.1幅度调制
6.2角度调制
6.2.3实现频率调制的方法与电路
6.2.4调频波的解调方法与电路
6.3数字信号的调制
6.3.1数字调制的基本形式
6.3.2数字相位调制
6.4自动频率控制（AFC）
2
6.2.4调频波的解调方法与电路
6.2.3实现频率调制的方法与电路
6.2.3.1实现方法
6.2.3.2调频电路的技术指标
6.2.3.3变容二极管直接调频电路
6.2.3.4间接调频
6.2.4.1解调方法
6.2.4.2频率解调器的技术指标
6.2.4.3频率解调器电路1、斜率鉴频电路
2、正交鉴频电路
3、相位鉴频器
1、利用锁相环路实现解调
2、利用调频波的过零信息实现解调
3、将调频波变换为调相-调频波,然后用相位检波器解调
4、将调频波变换为调幅-调频波,然后用幅度检波器解调
6.2.1角度调制的基本概念
6.2.2频率调制信号的性质
角度调制小结
6.3数字信号的调制
如果调制信号为数字基带信号，则称为是数字调制；
•数字调制中也有调幅、调频和调相之分，被分别称为
幅移键控（ASK）
频移键控（FSK）
相移键控（PSK）
调制器
数字基带信号
载波
已调信号
6.3.1数字调制的基本形式
4
2ASK信号可以用模拟电路和数字键控方法产生
SASK(t)
c
cost
SD(t)
t
t10110SD(t)
SASK(t)
SD(t)
cosω
ct
SASK(t)
5
数字键控法FSK调制原理框图
t10110SD(t)
t
SFSK(t)
倒相器
控制门振荡器
振荡器
相加器
控制门
f1
f2
SD(t)
SFSK(t)
6
2PSK信号可以用模拟电路和数字键控方法产生
2PSK
S(t)
乘法器
(a)
SD(t)
0
cost
(b)
移相
0
p
S
2PSK
S(t)
SD(t)
0
cost
载波
2PSK
01001
SD(t)
7
6.3.2.1数字调相信号的特点及产生
用基带数字信号对载波相位进行控制是调相技术的典型应
用，是数字通信中一种非常重要的调制方式；
6.3.2数字相位调制
数字调相分为{jd1}调相和相对调相两种；
以未调载波的相位作为本码元相位基准的调制方法，称为
{jd1}调相；其示意图如下图所示。
以相邻的前一个码元的载波相位为基准来确定本码元相位
的调制方法，称为相对调相；其示意图如下图所示
2PSK信号可以用模拟电路和数字键控方法产生
)(sin)()(
sk
k
cCMpmpsk
kTtgatVtvtS
p
p
a
k
11
1
概率为
概率为
)()(
Dsk
k
kTtgatS
2PSK
S(t)
乘法器
(a)
SD(t)
(b)
移相
0
p
S
2PSK
S(t)
SD(t)
0
cost
t
c
sin
8
6.3.2.2两相调相信号的解调
带通
滤波器
低通
滤波器
2PSK信号
数字基带
信号
本地载波
载波
恢复
)(sin)(
sk
k
cCMpm
kTtgatVtv
tVtv
cCMc
sin)(
''
本地载波
2PSK信号
相乘得：)(sin)()(
2''
sk
k
cCMCMcpm
kTtgatVVtvtv
tkTtgaVVkTtgaVV
csk
k
CMCMsk
k
CMCM
2cos)(
2
1
)(
2
1''
调相信号的解调必须用同步解调方式：
9
低通输出得：)(
2
1
)(
'
sk
k
CMCMD
kTtgaVVtv
t
2PSK
信号
t乘法器
输出
t本地
载波
t
VD(t)
6.3.2.2两相调相信号的解调（续1）
带通
滤波器
低通
滤波器
2PSK信号
数字基带
信号本地载波
载波
恢复
1/12/2010
2
10
•解调过程因此也可能出现两种情况：
本地载波与信号中载波同频同相，所得的解调信号是正
确的；
本地载波与信号中载波相位差为π，故使解调信号中码
元的取值与调制信号中码元的取值相反。
•数字调相信号相干解调的关键问题是本地载波的建立。
•通常是将调相波进行全波整流，然后从整流信号中提取出
2f
c
分量，再分频，以得到频率f
c
的本地载波信号。
•由分频得到的频率为f
c
分量的初相位是不确定的
（0或π相位），这就是{jd1}调相存在的相位模糊问题。
6.3.2.2两相调相信号的解调（续2）
两相调相信号解调的讨论：
11
6.3.2.2两相调相信号的解调（续3）
{jd1}调相
)()(
'
tvtv
cpm
解调过程的两种情况
t2PSK
信号
t乘法器
输出
t
本地
载波
tVD(t)
V’c(t)
Vpm(t)
010011
解决相位模糊问题的有效办法是利用相对码。
12
•自动增益控制（AGC）电路
反馈控制系统的作用，是通过自身的调节，使输
出量与输入量之间接近或恢复到预定的关系。
比较器
可控增益
放大器
直流放大器检波器
在输入信号幅度变化很大的情况下，使输出信号幅度保持
恒定或仅在较小范围内变化的一种自动控制电路。
•自动频率控制（AFC）电路
差频
放大器
限幅
鉴频器
压控
振荡器
放大器
混频器
一种频率自动控制系统，控制的是信号的频率；
•自动相位控制（APC）电路，又叫锁相环路（Phase
LockedLoop，简称PLL）
一种相位自动控制系统，控制的是信号的相位。
鉴相器
压控
振荡器
环路
滤波器
6.4自动频率控制（AFC）
1.通信系统中三种反馈控制系统：
13
6.4自动频率控制（续1）
2.AFC的电路方框图：
频率比较器LPF可控频率电路
r
r
v
：参考信号
E
vC
v
y
y
v
：输出信号
yrdEyrE
Kvfv：：鉴频器频率比较器
svsHsv
EC
：低通滤波器
0
yCoyCy
vKvg：：压控振荡器可控频率电路
C
v
y
0y
0
0r
E
v
y
14
6.4自动频率控制（AFC）（续2）
3.AFC电路的分析方法：
•为了分析AFC电路的基本特性，通常采用两种方法，即
分析法和图解法。
•分析法是建立在AFC电路中各部件具有线性特性的基础
上，因而它只在一定的范围内适用。
•但分析法可以得出描述AFC电路特性的数学表示式，因
而易于看出各部件性能对AFC电路特性的影响。
•用分析法分析AFC电路的线性特性，包括跟踪特性、频
率特性和稳定性等。其分析过程与锁相环路类似。
•图解法可以考虑各部件的实例特性，对AFC电路进行大
范围工作状态的分析。但这种方法仅适用于比较简单的
电路。
15
0
E
v
6.4自动频率控制（AFC）（续3）
4.AFC电路的图解分析方法：
下面讨论无滤波器AFC电路的工作情况：
频率比较器可控频率电路
E
v
C
v
y
0y
0
0r
E
v
y
r
1)(sH
EC
vv00yr
yr01
02yy
上面的两个特性曲线图将改画成下面的两个图；
用图解法求联立解时，将两个特性曲线图画在同一坐标图上。
0
E
v
E
v
0
16
6.4自动频率控制（AFC）（续4）
E
v
0
M
1
1
初始失谐：
yM
1M
y
可以看出：
yM
两个特性曲线的交点M为其解
为稳态频差。
My
为了减小稳态频差，可以改变曲线的斜率。
17
6.4自动频率控制（AFC）（续5）
5.AFC电路的应用：
混频器
中频
放大器
解调器
压控
振荡器
鉴频器
混频器
中频
放大器
鉴频器
压控
振荡器
低通
滤波器
输出
信号
接收
信号
输出
信号
接收
信号
调幅接收机AFC电路方框图：
•本地振荡频率发生正偏离；
•中频放大器频率也发生正偏离；
•鉴频器输出电压降低VCO频率；
•中频频率偏离的数值减少。
调频接收机AFC电路方框图：
•调频接收机的鉴频器也是AFC电路；
•鉴频器输出信号经低通滤波器分离；
•低通滤波器输出电压改变VCO频率；
•中频频率偏离的数值减少。18
{jd1}调相信号2PSK
0Π0Π00ΠΠ0
1/12/2010
3
19
相对调相信号2DPSK
2DPSK信号并不依赖于某一固定的载波相位参考值，只要
前后码元的相对相位关系不破坏，则鉴别这个相位关系仍可正
确恢复数字信息。
返回20
tV
tV
tV
tV
tv
ccm
M
ccm
M
SSB
sin
2
sin
cos
2
cos
)(
）（
V
1
C
C0
