本次探討了使用正交解調對頻率調制和相位調制信號進行處理的方法。
從上一頁面我們了解到，正交解調會產(chǎn)生兩個基帶波形，這兩個波形共同傳遞了接收信號載波中所編碼的信息。具體來說，這兩個I和Q波形相當于一個復數(shù)的實部和虛部。調制信號中包含的基帶波形對應于原始數(shù)據(jù)的幅度加相位表示法，而正交解調則將這種幅度加相位表示法轉換為I和Q信號，這兩種信號對應于笛卡爾表示法。

考慮到正交解調器只是由兩個相位差為90°的載波頻率參考信號驅動的幅度解調器組成，因此我們可以使用正交解調來解調調幅信號，這或許并不令人驚訝。然而，正交解調最重要的特性之一是它的通用性。它不僅適用于幅度調制，還適用于頻率調制和相位調制。

正交頻率解調
首先，我們來看看對頻率調制信號應用正交解調時產(chǎn)生的I和Q波形。接收到的調頻波形是一個由100 Hz正弦波調制的100 kHz載波。我們使用的是與調幅模擬中相同的正交解調器；它有兩個用于執(zhí)行乘法的任意行為電壓源，每個電壓源后面都跟著一個兩極點低通濾波器（截止頻率約為1 kHz）。有關如何在LTspice中創(chuàng)建調頻信號的信息，您可以參考“如何解調調頻波形”頁面。

對于這張圖，人們的第一反應可能是困惑。這些看起來奇怪的信號與解調過程中應該產(chǎn)生的恒頻正弦波有什么關系呢？首先，我們有兩個觀察結果：

顯然，I和Q信號的頻率不是恒定的。這可能會讓人一開始感到困惑，因為我們知道I/Q調制涉及到正交載波的幅度調制。為什么頻率也在變化呢？重要的是要記住，這些I/Q信號對應的是調制信號，而不是在正交調制器中相加的正交正弦波。被調制的正交載波的頻率不會改變，但是作為幅度調制信號的基帶波形不一定具有恒定頻率。

盡管我們無法直觀地解釋這張圖中的信息，但我們可以看到信號表現(xiàn)出周期性變化，并且這些變化與100 Hz基帶信號的周期（=10毫秒）相對應。

確定角度
現(xiàn)在我們有了I/Q信號，我們需要以某種方式將它們處理成正常的解調波形。首先，我們嘗試在幅度調制中使用的方法：用一點數(shù)學方法來提取幅度數(shù)據(jù)。

顯然，這不起作用：幅度信號（紅色軌跡）看起來不像正弦波，頻率也不對（200 Hz而不是100 Hz）。然而，經(jīng)過進一步考慮，這并不奇怪。原始數(shù)據(jù)由幅度和相位組成；當我們應用√(I2 + Q2)計算時，我們提取的是幅度。問題在于，原始數(shù)據(jù)并不是編碼在載波的幅度上——而是編碼在角度上（記得頻率調制和相位調制是角度調制的兩種形式）。

所以，讓我們嘗試另一種計算方式。讓我們提取I/Q數(shù)據(jù)的角度而不是幅度。如上面的直角三角形圖所示，我們可以通過應用以下方程來實現(xiàn)這一點：

以下是結果：