SystemView动态系统分析及通信系统仿真设计

第五章 模拟角度调制系统

模拟调制除上一章所述的线性调制外，还有非线性调制方式，如调频(FM)、调相

(PM)等。由于调频与调相存在内在的联系，并在一定的情况下可以间接转换，而且实

际应用中频率调制得到广泛使用，因此本章将主要对频率调制系统及其特性加以讨论，并

通过SystemView仿真验证。

5.1调频(FM)与调相(PM)

5. 1.1角度调制

角度调制可分为频率调制和相位调制，由于频率调制和相位调制存在内在联系，且

实际应用中频率调制得到广泛采用，因此本节以调频为主来进行分析和仿真。

在连续波调制中，载波可表示为：

c(t)=Acos(co。t+~)

其中幅度A、角频率∞。和相位中这三个参数都可以用来携带信息而构成调制信号。

如果幅度A和角频率(。保持不变，而瞬时角频率是调制信号f(t)的线性函数时，这种调

制方式称为频率调制。此时瞬时角频率偏移为

a力= KFMf(t)

瞬时角频率为

∞=∞。+ KFMf(t)

式中KFM称为频偏常数，有时也称为调频器的灵敏度，单位为弧度／秒／伏。

调频波的瞬时相位为

≯(≠)=∞。t+KFM三厂(t)dt

因此，调频波的时间表示式为

SFM (t)=Acos[co，≠+KFM三厂(t)dt

如果调制信号为单余弦时

厂(t)=Am COS co"t

则调频波的时间表示式为

SFM (t)=Acos[co。≠+KFM Am兰os CO垅tdtl

= Acos[co。≠+pFM sin (-Omt]

上式中B rM=KrMA。／∞。称为调频指数，KFMA。为最大角频率偏移。

调频波的瞬时频率偏移与调制信号f(t)成线性关系，而它的瞬时相位偏移与调制信号

f(t)的积分成线性关系。对于采用单音调制时的调相和调频信号，如果都用瞬时角频率表

第五章模拟角度调制系统

示，则分别为

SPM (t)=彳cos(co.- pPM sin (Dmt)t

SFM (t)=彳cos(co.+KFM Am COS COmt)t

从频率调制的相位与频率关系可以看出，调频信号可通过直接调频和间接调频两种

方法得到，所谓间接调频就是先对调制信号积分再调相而得到。同样，调相信号也可以通

过直接调相和间接调相两种方法得到，间接调相就是先对调制信号进行微分再进行频率调

制。

根据调制后已调信号的瞬时相位偏移的大小，可将角度调制分为宽带调制（宽带调频

和宽带调相）和窄带调制（窄带调频和窄带调相）。如果调频信号或调相信号的最大瞬时相