第5章 角度调制与解调电路

1．某超外差接收机的中频为465kHz，当接收931kHz的信号时，还收到1kHz的干扰信号，此干扰为                                                         （  A  ）

A．干扰哨声                  B．中频干扰

C．镜像干扰                  D．交调干扰 

2．MC1596集成模拟乘法器不可以用作                                  （ C   ）

A．振幅调制       B．调幅波的解调      C．频率调制     D．混频

3．若载波uC(t)=UCcosωCt,调制信号uΩ(t)= UΩcosΩt，则调频波的表达式为  （ A   ）

A．uFM(t)=UCcos（ωCt＋mfsinΩt）     B．uFM(t)=UCcos（ωCt＋mpcosΩt）

C．uFM(t)=UC（1＋mpcosΩt）cosωCt    D．uFM(t)=kUΩUCcosωCtcosΩt

4．单频调制时，调相波的最大相偏Δφm正比于                             （  A  ）

A．UΩ                  B．uΩ(t)            C．Ω 

5．某超外差接收机的中频fI＝465kHz，输入信号载频fc＝810kHz，则镜像干扰频率为                                       （ C  ）

A．465kHz              B．2085kHz            C．1740kHz                 

6．调频收音机中频信号频率为                                         （  A  ）

    A．465kHz            B．10.7MHz        C．38MHz      D．不能确定

7．直接调频与间接调频相比，以下说法正确的是                          （  C ）

A．直接调频频偏较大，中心频率稳定       B．间接调频频偏较大，中心频率不稳定

C．直接调频频偏较大，中心频率不稳定     D．间接调频频偏较大，中心频率稳定

8．鉴频特性曲线的调整内容不包括                                       （ B  ）

A．零点调整                      B．频偏调整

C．线性范围调整                  D．对称性调整

9．某超外差接收机接收930kHz的信号时，可收到690kHz和810kHz信号，但不能单独收到其中一个台的信号，此干扰为                                     （ D  ）

A．干扰哨声                  B．互调干扰

C．镜像干扰                  D．交调干扰

10．调频信号uAM(t)=UCcos（ωCt＋mfsinΩt）经过倍频器后，以下说法正确的是（ C  ）

A．该调频波的中心频率、最大频偏及Ω均得到扩展，但mf不变

B．该调频波的中心频率、mf及Ω均得到扩展，但最大频偏不变

C．该调频波的中心频率、最大频偏及mf均得到扩展，但Ω不变

D．该调频波最大频偏、Ω及mf均得到扩展，但中心频率不变

11．关于间接调频方法的描述，正确的是                                 （ B  ）

A．先对调制信号微分，再加到调相器对载波信号调相，从而完成调频

B．先对调制信号积分，再加到调相器对载波信号调相，从而完成调频 

C．先对载波信号微分，再加到调相器对调制信号调相，从而完成调频

D．先对载波信号积分，再加到调相器对调制信号调相，从而完成调频

12、变频器的工作过程是进行频率变换，在变换频率的过程中，只改变_____A_____频率,而______C_____的规律不变。

    （A）载波     （B）本振       （C）调制信号      （D）中频

13、调频系数与___B__、A___有关,当调制信号频率增加时,调频系数____E____,当调制信号幅度增加时,调频系数___D_______。

      A）UΩm   B) Ω　C)Ucm   D)增大    E)减小  F)不变

二、填空题

1．调频有两种方法，分别称为 直接调频  和  间接调频   。

2．无论是调频信号还是调相信号，它们的ω（t）和φ（t）都同时受到调变，其区别仅在于按调制信号规律线性变化的物理量不同，这个物理量在调相信号中是  （t）  ，在调频信号中是    （t）    。

3．调频和调幅相比，调频的主要优点是 抗干扰性强  、 信号传输保真度高 和

      调频发射机的功率放大管的利用率高 。

4、有一中频fI＝465kHz的超外差接收机，当接收信号频率fc＝1200kHz，则其本振频率fLO＝  1665kHz     ，镜像干扰频率为   2130kHz    。

5．调频的主要优点是抗干扰能力强、 功率管利用率高 和 信号传输保真度高 。

6．直接调频的优点是  频偏大  ，间接调频的优点是  中心频率稳定度高    。

7．调频波的频偏与调制信号的 幅度 成正比，而与调制信号的  频率 无关，这是调频波的基本特征。

    8、鉴频特性曲线的调整内容包括三方面即对称性、线性范围和中心频率。

9、鉴频特性曲线的调整内容包括三方面即__线性范围、对称性、_中心频率。

三、简答题

1．基带数字信号有哪几种基本调制方式？它们的调制和解调与模拟信号的调制和解调在原理和电路有有什么区别？ 

解：有三种。ASK，FSK，PSK。 

在原理和电路上没有什么区别。只不过由于具体条件不同，调制和解调过程中存在特殊的处理方法。如模拟信号的调制需要对载波振荡的参数连续进行调制，模拟信号的解调需要对载波振荡调制参量连续进行估值，而数字信号的调制要用载波振荡的某些离散状态(如载波有、无,载波频率的离散、跳变，载波相位的离散、跳变等)表征所传送的信息，数字信号的解调要对载波振荡的调制参量进行离散的检测来判别传送的信息。 

四、计算题

1、已知：载波uC=10cos2π×50×106t (V),调制信号uΩ(t)=5cos2π×103t (V)

    调频灵敏度Sf＝10kHz/V

    求:1. 调频波表达式；

      2．最大频偏Δfm； 

      2. 调频系数mf和有效带宽BW。                               （15分）

解: 1. 调频系数mf=Δfm/F=SfUm/F=50rad

调频波表达式uFM(t)=10cos（2π×50×106t＋50sin2π×103t）

   2.  最大频偏Δfm= SfUm =50kHz

3. 调频系数mf=Δfm/F= SfUm/F=50rad  有效带宽BW=2(mf+1)F=102kHz

2、频率为100MHz的载波被频率为5kHz的正弦信号调频，最大频偏Δfm＝50kHz，求：

1．调频指数mf及调频波有效带宽BW

2．如果调制信号的振幅加倍，频率不变时，调频指数mf及调频波有效带宽BW

3．如果调制信号的振幅和频率均加倍时，调频指数mf及调频波有效带宽BW  （12分）

解：1．调频系数mf=Δfm/F=10rad     有效带宽BW=2(mf+1)F=110kHz

2．调频系数mf=Δfm/F=20rad     有效带宽BW=2(mf+1)F=210kHz

3．调频系数mf=Δfm/F=10rad     有效带宽BW=2(mf+1)F=220kHz

3、给定调频波的中心频率fc＝50MHz，最大频偏Δfm＝75kHz，求：

1．当调制信号频率F＝300Hz时，调频指数mf及调频波有效带宽BW

2．当调制信号频率F＝15kHz时，调频指数mf及调频波有效带宽BW     （10分）

解：1. 调频指数mf=Δfm/F=250rad   BW=2(Δfm+F)=150.6kHz

    2. 调频指数mf=Δfm/F=5rad   BW=2(Δfm+F)=180kHz

4、载波uC=5cos2π×108t (V),调制信号uΩ(t)=cos2π×103t (V)

   最大频偏Δfm＝20kHz

   求:1.调频波表达式； 

      2.调频系数mf和有效带宽BW；

3.若调制信号uΩ(t)=3cos2π×103t (V)，则m`f＝？ BW`＝？     （15分）

解：1. 调频系数mf=Δfm/F=20rad     

调频波表达式uFM(t)=UCcos（ωCt＋mfsinΩt）

=5cos（2π×108t＋20sin2π×103t）V

   2. 调频系数mf=Δfm/F=20rad     有效带宽BW=2(mf+1)F=42kHz

   3.  m`f＝Δf`m/F=60rad    BW`＝2(m`f+1)F=122kHz

 5．有一调角波，其数学表达式为u(t)=10cos[2π×105t+6cos(2π×104)t]V， 

(1)若调制信号uΩ(t)=3cos(2π×104)t，指出该调角信号是调频信号还是调相信号？若 

uΩ(t)=3sin(2π×104)t呢？ 

(2)载波频率fc是多少？调制信号频率F是多少？ 

解：(1)当uΩ(t)=3cos(2π×104)t时， 

u(t)中的附加相位偏移△φ(t)=6cos(2π×104)t= 2uΩ(t)，与uΩ(t)成正比，故为调相波。 

当uΩ(t)=3sin(2π×104)t时 

    u(t)中的附加相位偏移△φ(t)=6cos(2π×104)t=6×2π×104 (2π×104)tdt=4π×104 (2π×104)tdt 

    即△φ(t)与uΩ(t)的积分成正比，则u(t)为调频波。 

    (2)载波频率：ωc=2π×105 (rad/s)    故fc=105 (HZ) 

    调制信号频率F= =104(HZ) 

6．设调制信号uΩ(t)=2sin104tV，调频灵敏度Kf为2π×20×103 ，若载波频率为10MHZ，载波振幅为6V。试求： 

(1)调频波的表达式； 

(2)调制信号的角频率Ω，调频波的中心角频率ωc ； 

(3)最大频率偏△fm ； 

(4)调频指数mf ； 

(5)最大相位偏移为多少？ 

(6)最大角频偏和最大相偏与调制信号的频率变化有何关系？与振幅变化呢？ 

解：(1)因调制信号为正弦波，故调频波的表达式为： 

    uFM(t)=Ucmcos(ωct- ) 

将各已知条件代入上式得 

uFM(t)=6cos(2π×10×106t- ) 

          =6cos(2π×107t-25.12cos104t) 

(2)调制信号角频率Ω=104 rad/s ；调频波的中心角频率 

ωc=2π×10×106 rad/s =2π×107 rad/s 

    (3)最大频偏△fm= = =4×104(HZ) 

    (4)调频指数mf= =25.12(rad) 

(5)最大相位偏移可用调频指数表示，故为25.12rad 

(6)因为最大角频偏△ωm=KfUΩm，最大相位偏移△φm=KfUΩm/Ω 

所以调制信号的频率变化时，最大角频偏不变，最大相位偏移与频率是反比的关系。 

调制信号的振幅变化时，最大角频偏、最大相位偏移均与振幅成正比。 

7．已知调制频率为2kHZ的单音调频波，调频指数mf=12 rad，试求 

(1)调频波的最大频偏△fm 

(2)调频波的带宽BW 

(3)若Kf=2π×6×103rad/s.v，则调制信号的振幅UΩm为多少？ 

解：(1)因为mf= ，所以△fm=mf·F=12×2 kHZ =24 kHZ 

(2)因为BW=2(mf+1)F，故BW=2(12+1)2=52kHZ 

(3)因为△ωm=2π△fm=KfUΩm，所以UΩm= = =4(V) 

8．如图11.12所示电路，读图回答下列问题： 

(1)电路名称是什么？ 

(2)C1的作用是什么？ 

(3)L1的作用是什么？ 

(4)L1、C2、C3作用是什么？ 

(5)电感L和变容管C3构成什么电路？ 

解：(1)变容二极管直接调频电路 

(2)C1对输入信号起耦合作用 

(3) L1是高频扼流圈，主要是防止调制信号和高频信号互相影响 

(4) L1、C2、C3组成π型滤波器 

(5) L、C3构成振荡电路 

9．如图11.13所示电路为晶振调频电路，组成无线话筒中的发射机，看图回答下列问题： 

(1)R5、R6、R7作用是什么？ 

(2)振荡回路的组成元件有哪些？ 

(3)V1的作用是什么？ 

(4)L1的作用是什么？ 

(5)晶振谐振回路的组成元件有哪些？它谐振在几次谐波上、实现三倍频，扩大了调频波的频偏。 

解：(1) R5、R6、R7构成V2的偏置电路 

(2)振荡回路的组成元件有石英晶体、变容管、C1、C2 

(3)V1是将话筒提供的音频信号放大后作为调制信号 

(4)L1起高频扼流作用 

(5)晶振谐振回路的组成元件是L、C3，它谐振在三次谐波上，用以实现三倍频、扩大调频波的频偏。 

10．鉴频器的鉴频特性如图11.14所示，鉴频器的输出电压为uo(t)=cos4π×103tV，试问： 

(1)鉴频灵敏度SD； 

(2)带宽BW 

(3)写出原调制信号的表达式及输入信号uFM(t)的表达式 

解：(1)由图知，△f= -100kHZ时，△uo=1V 

    故SD= V/kHZ 

(2)因为带宽指鉴频特性近似为直线时所允许的最大频率变化范围 

故BW=2△fmax=2×100kHZ=200kHZ 

(3) f(t)= kHZ 

    故，原调制信号uΩ=-UΩmcos4π×103t V 

由ω(t)=ωc+△ω(t)知，φ(t)= =ωct+ 

所以 

uFM(t)=Ucmcos(ωct+ )=Ucmcos(ωct-mfsinΩt)=Ucmcos(ωct- sinΩt) 

=Ucmcos(ωct- sin4π×103t)=Ucmcos(ωct-50 sin4π×103t) 

11．已知二进制数字信号在1.5min内共传送了54000个码元。 

(1)问其码元速率和信息速率各为多少？ 

(2)若码元宽度不变(即码元速率不变)，但改为四进制数字信号，则其码元速率为多少？信息速率又为多少？ 

解：(1)在1.5×60s内传送了54000个码元 

    RBN=54000/(1.5×60)=600(B) 

    Rb=RBNlog22=RBN=600(b/s) 

(2)若改为四进制，则 

    RBN=54000/(1.5×60)=600(B) 

    Rb4=RBNlog24=600×log24=1200(b/s) 

12．已知某系统的码元速率为3600kB，接收端在1h内共收到了1296个错误码元，试求系统的误码率。 

解： 

            = 

            =1×10-7 

13．设二进制数字信号序列为010*********，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性脉冲，双极性脉冲、单极性归零脉冲、双极性归零脉冲。 

解：如图13. 7所示 

图13.7  二进制基带数字信号波形 

(a)单极性脉冲 （b）双极性脉冲  （c）单极性归零脉冲  （d）双极性归零脉冲 

14．如图13. 8所示，为调幅信号产生的两种简单电路，试分别简述其原理。 

图13.8 调幅信号产生的原理图 

（a）二极管调幅电路       （b）三极管调幅电路 

解：图13. 8(a)中，两个二极管的导通截止受基带信号控制。当基带信号S(t)为高电平时，二极管导通，有正弦载波输出，当S(t)为低电平时，二极管截止，无正弦载波输出。 

图13.8(b)中三极管受基带信号控制，当S(t)为高电平时三极管截止有正弦载波输出；当S(t)为低电平时，三极管导通，相当于输出端短路，无正弦载波输出。

15、一调频设备，采用间接调频电路。已知间接调频电路输出载波频率为200kHz，最大频偏为25Hz。要求产生载波频率为91.2MHz，最大频偏为75kHz的调频波。试画出扩展最大频偏的框图。要求应写出基本分析过程。 （10分）

解: 

16、已知调频波表达式为u(t)= 10cos（2π×50×106t ＋5sin2π×103t） (V)    

    调频灵敏度Sf=10kHz/V

    求:1.该调频波的最大相位偏移mf、最大频偏Δf和有效带宽BW 

       2.写出载波和调制信号的表达式                            (13分)

解：1. 调频系数mf=5rad       又因为mf=Δfm/F

所以最大频偏Δfm= mfF =5kHz     有效带宽BW=2(mf+1)F=12kHz

2.载波表达式uc(t)=UCcosωCt

=10cos（2π×50×106t）V

      调制信号的表达式u(t)=0.5cos2π×103t  V

17、试画出双失谐回路斜率鉴频器的原理图，并定性画出其鉴频特性曲线。如果图中两个二极管均反接，鉴频特性变为怎样？                  （12分）

解:  双失谐回路斜率鉴频器的原理图如下:

如果图中两个二极管均反接，鉴频特性将倒相