角度调制

连续波调制中的另一种调制类型是角度调制。角度调制是载波频率或相位根据消息信号而变化的过程。这进一步分为频率和相位调制。

• 频率调制是载波信号频率随消息信号线性变化的过程。

• 相位调制是载波信号相位随消息信号线性变化的过程。

现在让我们更详细地讨论这些主题。

频率调制

在幅度调制中，载波的幅度会发生变化。但在频率调制 (FM) 中，载波信号的频率根据调制信号的瞬时幅度而变化。

载波信号的幅度和相位保持不变，而载波的频率会发生变化。通过观察下图可以更好地理解这一点。

当消息信号为零时，调制波的频率与载波频率保持不变。当消息信号达到其最大幅度时，频率会增加。

这意味着，随着调制或消息信号幅度的增加，载波频率也会增加。同样，随着调制信号幅度的减小，频率也会减小。

数学表示

设载波频率为f_c

消息信号幅度最大时的频率 = f_c + Δf

消息信号幅度最小时的频率 = f_c − Δf

FM 调制频率与正常频率之间的差异称为频率偏差，用Δf表示。

载波信号频率从高到低或从低到高的偏差可以称为载波摆动。

载波摆动 = 2 × 频率偏差

= 2 × Δf

FM 波的方程式

FM 波的方程式为 −

$$s(t) = A_ccos[W_ct + 2\pi k_fm(t)]$$

其中，

A_c = 载波的幅度

w_c = 载波的角频率 = 2πf_c

m(t) = 信息信号

FM 可分为 窄带 FM 和 宽带FM。

窄带FM

窄带FM的特点如下 −

• 此频率调制带宽较小。

• 调制指数较小。

• 其频谱由载波、USB 和 LSB 组成。

• 这用于移动通信，例如警用无线、救护车、出租车等。

宽带 FM

宽带 FM 的特点如下 −

• 此频率调制带宽无限。

• 调制指数很大，即高于 1。

• 其频谱由载波和位于其周围的无数个边带组成。

• 这用于娱乐广播应用，例如 FM 广播、电视、等。

相位调制

在频率调制中，载波的频率会发生变化。但在相位调制 (PM)中，载波信号的相位会根据调制信号的瞬时幅度而变化。

载波信号的幅度和频率保持不变，而载波的相位会发生变化。通过观察以下图表可以更好地理解这一点。

调制波的相位有无限多个点，波中的相移可能发生在这些点上。调制信号的瞬时幅度会改变载波的相位。当幅度为正时，相位会朝一个方向变化，如果幅度为负，相位会朝相反方向变化。

PM 和 FM 之间的关系

相位的变化会改变调制波的频率。波的频率也会改变波的相位。虽然它们相关，但它们的关系并不是线性的。相位调制是产生 FM 的间接方法。相位调制器产生的频移量会随着调制频率的增加而增加。采用音频均衡器来补偿这一点。

PM 波方程

PM 波方程为 −

$$s(t) = A_ccos[W_ct + k_pm(t)]$$

其中，

A_c = 载波的幅度

w_c = 载波的角频率 = 2πf_c

m(t) = 消息信号

相位调制用于移动通信系统，而频率调制主要用于 FM 广播。