8.第八章总结1

在本章中，我们主要探讨了两种主要的调制方式：频率调制（FM）和角度调制（包括相位调制，PM）。这两种调制技术广泛应用于无线通信，特别是广播和移动通信系统中。 频率调制（FM）是通过改变载波信号的瞬时角频率来实现的。在FM中，高频载波信号可以表示为 $v_c(t) = V_cm \cos(\phi(t))$，其中 $\phi(t)$ 是全相角，通常包含载波角频率 $\omega_c t$ 和初始相位 $\phi_0$。瞬时角频率 $\omega(t)$ 可以通过全相角的导数得到，即 $\omega(t) = d\phi(t)/dt$。调制信号 $v_\omega(t) = V_\omega m \cos(\omega t)$ 对高频载波信号的频率进行改变，导致频偏 $\Delta\omega(t)$，线性调频情况下，频偏与调制信号成正比，即 $\Delta\omega(t) = k_f V_\omega m \omega$。 相位调制（PM）则是在调制信号作用下改变载波的相位。同样地，调制信号会引起相位的变化 $\Delta\phi(t)$，这也可以通过线性关系表示，如 $\Delta\phi(t) = k_p V_\omega m \omega$。最大相偏 $\Delta\phi_{max}$ 与调制指数 $m_p$ 或最大频偏 $\Delta\omega_m$ 有关，它们分别与调制电压 $V_\omega m$ 和调制信号频率 $\omega$ 成正比。 调频（FM）的几个关键参数包括调制指数 $m_f$（频率调制程度）、卡森带宽（BW）以及最大频偏。卡森带宽公式为 $BW = 2(m + 1)F$，其中 $m$ 是调制指数，$F$ 是调制信号的最高频率。调频电路的实现方法有直接调频和间接调频，例如变容二极管调频、晶体振荡器调频以及张弛振荡器调频。 对于间接调频（调相电路），阿姆斯特朗法和可变相移法是常见的实现手段，这些方法通过改变谐振网络中的电容来控制谐振频率。然而，间接调频可能会出现寄生调幅现象，解决办法是采用多级谐振回路以增加最大频偏。 解调是调制的逆过程，常见的解调方式包括鉴频（如PLL）、鉴频包络检波和相位检波。鉴频过程中，调频信号先转化为调频调幅（FM-AM）或调频调相（FM-PM），然后通过特定的解调电路（如三极管或二极管电路）进行处理。 在实际应用中，为了扩大最大频偏，可以通过倍频和混频相结合的方式来实现。先通过倍频增大载波角频率和最大角频偏，然后利用混频器在保持最大角频偏不变的情况下调整载波角频率。 第八章总结了频率调制和角度调制的基本原理、实现方法和关键参数，同时也探讨了解调技术和相关问题的解决策略，这些都是理解无线通信系统中调制和解调技术的基础。