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模拟非线性调制系统
文章目录
一、角调制的基本概念
按已调信号频谱和基带信号频谱之间的关系，模拟调制分为线性调制与非线性调制。
- 线性调制：已调信号频谱是基带信号频谱的线性搬移；不产生新的频率分量。
- 非线性调制：一条型号频谱不是随基带信号频谱的线性搬移；会产生新的频率分量。
- 模拟线性调制信号的实现方法简单，带宽不超过基带信号带宽的2倍，抗噪声性能较差。
- 宽带调频信号的实现方法比模拟线性调制信号复杂，带宽超过基带信号带宽的2倍，抗噪声性能较强。
1. 角调制
对任意正弦信号，若有： c ( t ) = A c o s [ θ ( t ) ] c(t)=Acos[\theta(t)] c(t)=Acos[θ(t)],则称之为调角信号。
瞬时频率： ω ( t ) = d θ ( t ) d t \omega(t)=\frac{d\theta(t)}{dt} ω(t)=dtdθ(t)
瞬时相角： θ ( t ) = ∫ ω ( t ) d t \theta(t)=\int\omega(t)dt θ(t)=∫ω(t)dt （总相角）
角度调制信号的一般表达式为： s ( t ) = A c o s [ ω c ∗ t + ϕ ( t ) + θ 0 ] s(t)=Acos[\omega_c*t+\phi(t)+\theta_0] s(t)=Acos[ωc∗t+ϕ(t)+θ0]
其中：A， ω c ω_c ωc和 θ 0 θ_0 θ0均为常数。 ϕ ( t ) \phi(t) ϕ(t)为瞬时相位偏移， d ϕ ( t ) / d t d\phi(t)/dt dϕ(t)/dt为瞬时频率偏移。
2. 相位调制（PM）
瞬时相位偏移随调制信号做线性变化。 ϕ ( t ) = K P M f ( t ) \phi(t)=K_{PM}f(t) ϕ(t)=KPMf(t)式中 K P M K_{PM} KPM相移常数，调相灵敏度，含义是单位调制信号幅度引起PM信号的相位偏移量，单位是rad/V。
3. 频率调制（FM）
瞬时频率便宜随调制信号成比例变化。即 ϕ ( t ) d t = K F M f ( t ) \frac{\phi(t)}{dt}=K_{FM}f(t) dtϕ(t)=KFMf(t)式中 K P M K_{PM} KPM是调频灵敏度，单位是rad/s·V。
则瞬时相位偏移 ϕ ( t ) = K F M ∫ f ( t ) d t \phi(t)=K_{FM}\int f(t)dt ϕ(t)=KFM∫f(t)dt
得到FM信号表达式 s F M ( t ) = A c o s [ ω c t + K F M ∫ f ( t ) ] s_{FM}(t)=Acos[\omega_ct+K_{FM}\int f(t)] sFM(t)=Acos[ωct+KFM∫f(t)]
4. PM 与FM 的区别
s P M ( t ) = A c o s [ ω c t + K P M f ( t ) ] s_{PM}(t)=Acos[\omega_ct+K_{PM}f(t)] sPM(t)=Acos[ωct+KPMf(t)]
s F M ( t ) = A c o s [ ω c t + K F M ∫ f ( t ) ] s_{FM}(t)=Acos[\omega_ct+K_{FM}\int f(t)] sFM(t)=Acos[ωct+KFM∫f(t)]
- PM是相位偏移随调制信号f(t)线性变化，FM是相位偏移随f(t)的积分呈线性变化。
- 如果预先不知道调制信号f(t)的具体形式，则无法判断已调信号是调相信号还是调频信号。
5. 单频调制的FM与PM
6. FM与PM之间的关系
角调制信号带宽取决于相位偏移的大小
7.NBFM窄带调频
B N B F M = 2 f m B_{NBFM}=2f_m BNBFM=2fm
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