角度調(diào)制可分為頻率調(diào)制(fm)和相位調(diào)制(pm)。即載波的幅度保持不變,而載波的頻率或相位隨基帶信號(hào)變化的調(diào)制方式。
角度調(diào)制信號(hào)的一般表示式為
我們稱(chēng)為瞬時(shí)相位,為瞬時(shí)相位偏移;
為瞬時(shí)角頻率,為瞬時(shí)角頻率偏移。
定義兩個(gè)參數(shù):
1)最大相移(又稱(chēng)調(diào)制指數(shù)):其含義為瞬時(shí)相位偏移的最大值。
2)最大頻偏:其含義為瞬時(shí)頻率偏移的最大值。
1.調(diào)相信號(hào)
定義:所謂的調(diào)相信號(hào)是指瞬時(shí)相位偏移隨調(diào)制信號(hào)呈線(xiàn)性關(guān)系變化的角度調(diào)制信號(hào)。
其中為調(diào)相器的靈敏度,單位為rad/v。
調(diào)相信號(hào)的時(shí)域表示式
調(diào)相波的兩個(gè)基本性質(zhì):
(1)調(diào)相波的瞬時(shí)相位偏移隨調(diào)制信號(hào)呈線(xiàn)性關(guān)系變化;
(2)調(diào)相波的瞬時(shí)角頻率偏移隨調(diào)制信號(hào)得微分呈線(xiàn)性關(guān)系變化。
2.調(diào)頻信號(hào)
定義:調(diào)頻信號(hào)是指瞬時(shí)角頻率(或瞬時(shí)頻率)偏移隨調(diào)制信號(hào)呈線(xiàn)性關(guān)系變化的角度調(diào)制信號(hào)。
其中為調(diào)頻器的靈敏度,單位為rad/s.v或hz/v。
調(diào)頻信號(hào)的時(shí)域表示式
調(diào)頻波的兩個(gè)基本性質(zhì):
(1)調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率偏移隨調(diào)制信號(hào)呈線(xiàn)性關(guān)系變化;
(2)調(diào)頻波的瞬時(shí)相位偏移隨調(diào)制信號(hào)得積分呈線(xiàn)性關(guān)系變化。
由調(diào)相與調(diào)頻信號(hào)的時(shí)域表示式可以看出,調(diào)相信號(hào)和調(diào)頻信號(hào)的區(qū)別僅僅在于調(diào)頻波的相位偏移是隨線(xiàn)性變化,而后者相位偏移是隨的積分呈線(xiàn)性關(guān)系變化。如果預(yù)先不知道信號(hào)的形式,很難判斷一個(gè)調(diào)角波是調(diào)相信號(hào)還是調(diào)頻信號(hào),下面舉例說(shuō)明。
例1 當(dāng)調(diào)制信號(hào)為時(shí)
求:1)調(diào)相信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式、調(diào)制指數(shù)、最大頻偏、時(shí)域波形;
2)調(diào)頻信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式、調(diào)制指數(shù)、最大頻偏、時(shí)域波形。
解:
1)首先看調(diào)相波
則調(diào)制指數(shù)
瞬時(shí)角頻率
最大頻偏
2)對(duì)于調(diào)頻波
調(diào)制指數(shù)
瞬時(shí)角頻率
最大頻偏
調(diào)頻波與調(diào)相波的波形是幅度恒定的、疏密程度隨瞬時(shí)頻率變化的正弦信號(hào)。單頻調(diào)制的調(diào)頻波和調(diào)相波的波形如圖1所示。
圖1 單頻調(diào)制時(shí)調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)時(shí)域波形
通過(guò)該例題,可以看出調(diào)頻波和調(diào)相波是有區(qū)別的,具體表現(xiàn)為描述調(diào)頻、調(diào)相信號(hào)調(diào)制程度的舉例來(lái)說(shuō),調(diào)制信號(hào)的頻率的改變,會(huì)影響調(diào)頻信號(hào)的調(diào)制指數(shù),對(duì)調(diào)頻信號(hào)的最大頻偏沒(méi)有影響,而對(duì)調(diào)相信號(hào)來(lái)說(shuō),調(diào)制信號(hào)的頻率的改變,會(huì)帶來(lái)調(diào)相信號(hào)的最大頻偏的改變,但不影響調(diào)相信號(hào)的調(diào)制指數(shù)。
從這個(gè)例題中,我們也看到調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)之間有密不可分的關(guān)系,參看圖1,可見(jiàn)看到調(diào)頻波與調(diào)相波在示波器上是無(wú)法區(qū)分的。由于調(diào)頻波與調(diào)相波這種關(guān)系,使得調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方法不僅有直接實(shí)現(xiàn)法,也有相應(yīng)的間接實(shí)現(xiàn)方法。
圖2 直接調(diào)頻與間接調(diào)頻
調(diào)相信號(hào)的實(shí)現(xiàn)也有直接調(diào)相法和間接調(diào)相法。為了借助調(diào)頻器實(shí)現(xiàn)調(diào)相,應(yīng)在調(diào)頻器前對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行微分。
圖3 直接調(diào)相與間接調(diào)相