调频和调相信号波形特征分析

频率调制信号的特点是：载波信号的频率随调制信号的变化而变化。相位调制信号的特点是：载波信号的相位随调制信号的变化而变化。在无线通信系统中，频率调制信号用来发射调频广播信号和电视伴音信号。频率调制和相位调制信号的波形如图10-16所示。

图10-16 频率调制（FM）和相位调制（PM）信号的波形

图10-16中的受控电压源为压控信号源，该器件可以产生输出信号的频率随输入信号的幅度变化而变化的信号。图10-16中示波器屏幕上的第一个波形是输入的调制信号，第二个波形是输出的调频或调相信号。由图10-16可见，调频和调相信号的特点是：载波信号的幅度不变，信号的频率或相位随调制信号的变化而变化。因为频率的变化可归结为相位的变化，所以调频信号和调相信号的波形差别不明显。

调频信号的特点是：载波信号的频率随调制信号的变化而变化。根据调频信号的特点可得，当调制信号的值为零时，调频信号的频率ω=ω_c，该频率称为调频信号的中心角频率。

在调频技术中，当有调制信号输入时，调频波信号的角频率为ω（t）=ω_c+Δω，式中的Δω称为调频信号的角频率偏移。在图10-16中，为了保证调频信号的角频率偏移在调制信号的作用下为正值，在调制信号上叠加了直流信号U_s，根据调频信号的特点可得调频信号的角偏移与调制信号的关系为

Δω=U_s+kU_2mcos（Ωt）(www.xing528.com)

当cos（Ωt）=1时，角频偏有最大值Δω_max=U_s+kU_2m，称为最大角频偏，最大角频偏携带着调制信号振幅的信息；当cos（Ωt）=-1时，角频偏有最小值Δω_min=U_s-kU_2m，称为最小角频偏。

在图10-16中，调制信号波峰所在处的电压为直流加交流幅值电压，该电压将产生调频信号的最大频偏，输出信号的频率最高，信号最密；调制信号谷底所在处的电压为直流减交流幅值电压，该电压将产生调频信号的最小频偏，调频信号的频率最低，信号最疏。

调相信号的特点是：载波信号的相位随调制信号的变化而变化。根据调相信号的特点可得，当调制信号的值为零时，调相信号的相位θ_c=ω_ct+θ₀，称为调相信号的中心相位。

当有调制信号输入时，调相波信号的相位为θ（t）=θ_c+Δθ，式中的Δθ称为调相信号的相位偏移。调相信号的相位偏移与调制信号的关系为

Δθ=kU_2mcos（Ωt）

当cos（Ωt）=1时，相位偏移有最大值Δθ_max=kU_2m，称为调相指数，调相指数携带着调制信号振幅的信息。