第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)

1、 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 3.3 非線性調(diào)制原理非線性調(diào)制原理 3.4 非線性調(diào)制抗噪聲性能非線性調(diào)制抗噪聲性能 3.5 角度調(diào)制的接收角度調(diào)制的接收 3.6 預(yù)加重和去加重技術(shù)預(yù)加重和去加重技術(shù) 第第 3 3 章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)2 學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)： v 線性模擬調(diào)制的原理及抗噪聲性能線性模擬調(diào)制的原理及抗噪聲性能 v 非線性模擬調(diào)制的原理及抗噪聲性能非線性模擬調(diào)制的原理及抗噪聲性能 v 預(yù)加重與去加重技術(shù)預(yù)加重與去加重技術(shù) 要點：要點：掌握線性調(diào)制的原理及系統(tǒng)

2、的抗噪聲性能、掌握線性調(diào)制的原理及系統(tǒng)的抗噪聲性能、 掌握非線性調(diào)制的原理掌握非線性調(diào)制的原理; ;了解非線性調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲了解非線性調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲 性能及預(yù)加重與去加重技術(shù)。性能及預(yù)加重與去加重技術(shù)。 學(xué)習(xí)目標(biāo)及要點學(xué)習(xí)目標(biāo)及要點 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)3 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.1 調(diào)制的概念調(diào)制的概念 調(diào)制是通信原理中一個十分重要的概 念，是一種信號處理技術(shù)。無論在模擬 通信、數(shù)字通信還是數(shù)據(jù)通信中都扮演 著重要角色。 那么為什么要對信號進(jìn)行調(diào)制處理？ 什么是調(diào)制呢？我們先看看下面的例子。 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)4 3

3、.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 話筒 擴音機 揚聲器 3.1.1 調(diào)制的概念調(diào)制的概念 圖21 擴音示意圖 )(105 . 1 1020 103 4 3 8 m f c 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)5 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.1 調(diào)制的概念調(diào)制的概念 n調(diào)制過程讓載波的某個參數(shù)（或幾個）隨調(diào)制信 號（原始信號）的變化而變化的過程，稱為調(diào)制。 原始（基帶）信號較低頻率分量，不宜無線傳輸。 載體（波）運載基帶信號的載體。 參數(shù)（或特征值）載波的隨基帶信號變化的參數(shù)。 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)6 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解

4、調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.1 調(diào)制的概念調(diào)制的概念 n調(diào)制的本質(zhì)： 基帶信號轉(zhuǎn)化為適合信道傳輸?shù)念l帶信號； 信道多路復(fù)用，提高信道利用率； 增強抗干擾能力； n調(diào)制（載體）方式： 形式：模擬；數(shù)字 載波選擇：正弦波連續(xù)調(diào)制 脈沖波脈沖調(diào)制 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)7 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.2 振幅調(diào)制的基本原理振幅調(diào)制的基本原理 幅度調(diào)制器的一般摸型 時域，頻域特征 AM；DSB；SSB；VSB的形成及解調(diào)機理和噪 聲分析 著重對分析方法的認(rèn)識 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)8 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)

5、 )(tU ) (tU 3.1.3 普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其頻譜普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其頻譜 q令h(t) = (t) ，調(diào)制信號 疊加直流 后 與載波相乘，就可形成標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅(AM)信號。 載波的振幅受 控制，已調(diào)波的包絡(luò)按照 的規(guī)律線性變化。 )(tU cm U 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)9 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.3 普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其頻譜普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其頻譜 n單頻信號調(diào)制 當(dāng)調(diào)制信號為單一頻率的余弦波時，其數(shù) 學(xué)表達(dá)式為： 則： 其中： 稱為調(diào)幅系數(shù) FtUtUtu mm 2coscos)( )cos()cos1 (

6、 )cos()()( ccacm ccacmAM ttmU ttukUtu cm ma a U Uk m 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)10 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.3 普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其頻譜普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其頻譜 n多頻率分量信號的調(diào)制 為分析簡單，令ka=1， ，調(diào)制信號為 f(t)，其頻譜為F()則調(diào)幅信號的時域表達(dá)式 為： 由傅里葉變換關(guān)系得到以下傅里葉變換對： f(t) F() 0 c )cos()()(ttfUtu ccmAM 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)11 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)

7、3.1.3 普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其頻譜普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其頻譜 n多頻率分量信號的調(diào)制 所以 的頻域表達(dá)式為： )()( 2 1 cos)( )()(cos ccc cccmccm FFttf UtU )(tu AM )()( 2 1 )()()( cccccmAM FFUS 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)12 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)13 n當(dāng)滿足條件|f(t)|maxUcm 時，AM信號的包絡(luò)與 調(diào)制信號成正比，所以用包絡(luò)檢波的方法很容 易恢復(fù)出原始的調(diào)制信號，否則，將會出現(xiàn)過 調(diào)幅現(xiàn)象而產(chǎn)生包絡(luò)失真。這

8、時不能用包絡(luò)檢 波器進(jìn)行解調(diào)，因基帶信號被噪聲擾亂這種現(xiàn) 象叫“門限效應(yīng)”；為保證無失真解調(diào)，可以 采用同步檢波器。AM信號是帶有載波的雙邊 帶信號，它的帶寬是基帶信號帶寬fH的兩倍， 即BAM=2fH。 HHcHcLHAM fffffffB2)()( 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)14 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.3 普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其頻譜普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其頻譜 n調(diào)幅波的功率 AM信號平均功率應(yīng)等于uAM(t)的均方值。當(dāng)f(t) 為確知信號時，uAM(t)的均方值即為其平方的時間 平

9、均， 假設(shè)調(diào)制信號f(t)不含直流分量，則可得： ttfUttftUtup ccmcccmAMAM 2222 22 cos)(2cos)(cos)( fc cm AMAM PP tfU tup 2 )( 2 )( 22 2 載波功率 邊帶功率 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)15 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) )( )( 22 2 tfU tf P P cmAM m AM 3.1.3 普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其頻譜普通調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其頻譜 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)16 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.4 雙邊帶調(diào)制（雙

10、邊帶調(diào)制（DSB） q 基本思想：抑制不攜帶信息的載波分量的功率，將有效基本思想：抑制不攜帶信息的載波分量的功率，將有效 功率用于邊帶傳輸，從而提高調(diào)制效率。功率用于邊帶傳輸，從而提高調(diào)制效率。 DSB的時域、頻域及功率的時域、頻域及功率 q 令直流信號的令直流信號的Ucm=0 ，得到，得到DSB調(diào)制信號的時域和頻域描調(diào)制信號的時域和頻域描 述述 q DSB的全部功率包含在邊帶上，即的全部功率包含在邊帶上，即 2 1 ( ) 2 DSBf PPft q DSB的調(diào)制效率的調(diào)制效率1 DSB 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)17 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.

11、4 雙邊帶調(diào)制（雙邊帶調(diào)制（DSB） 2. DSB調(diào)幅波的產(chǎn)生及頻譜分析調(diào)幅波的產(chǎn)生及頻譜分析 圖23 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅模型圖 f (t)sDSB(t) cosct 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)18 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)19 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.4 雙邊帶調(diào)制（雙邊帶調(diào)制（DSB） DSB的波形及其頻譜的波形及其頻譜 q 由由DSB的時間波形可知，的時間波形可知，DSB信號的包絡(luò)不再與調(diào)制信號信號的包絡(luò)不再與調(diào)制信號 的變化規(guī)律一致，因而不能采用簡單的包絡(luò)檢波來恢復(fù)調(diào)的變

12、化規(guī)律一致，因而不能采用簡單的包絡(luò)檢波來恢復(fù)調(diào) 制信號，需采用相干解調(diào)（同步檢波）。另外，在調(diào)制信制信號，需采用相干解調(diào)（同步檢波）。另外，在調(diào)制信 號號 f(t) 的過零點處，高頻載波相位有的過零點處，高頻載波相位有180的突變。的突變。 q 由頻譜圖可知，由頻譜圖可知，DSB信號雖然節(jié)省了載波功率，功率利用信號雖然節(jié)省了載波功率，功率利用 率提高了，但它的頻帶寬度仍是調(diào)制信號帶寬的兩倍。率提高了，但它的頻帶寬度仍是調(diào)制信號帶寬的兩倍。 DSB 信號的上、下兩個邊帶是完全對稱的，它們都攜帶了信號的上、下兩個邊帶是完全對稱的，它們都攜帶了 調(diào)制信號的全部信息，因此只需要傳輸其中一個邊帶即可。調(diào)

13、制信號的全部信息，因此只需要傳輸其中一個邊帶即可。 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)20 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.5 單邊帶調(diào)制（單邊帶調(diào)制（SSB） q 基本思想：只傳送兩個基本思想：只傳送兩個USB或兩個或兩個LSB，節(jié)省一半帶寬，節(jié)省一半帶寬， 從而提高了信道利用率。同時也更節(jié)省了功率。從而提高了信道利用率。同時也更節(jié)省了功率。 1. SSB的頻譜的頻譜 2. 單邊帶信號的產(chǎn)生單邊帶信號的產(chǎn)生 q 濾波法產(chǎn)生單邊帶信號濾波法產(chǎn)生單邊帶信號 ： 產(chǎn)生產(chǎn)生SSB信號最直觀的方法是讓信號最直觀的方法是讓 雙邊帶信號通過一個邊帶濾波器，保留所需要的一個邊

14、帶，雙邊帶信號通過一個邊帶濾波器，保留所需要的一個邊帶， 濾除不要的邊帶。濾除不要的邊帶。 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)21 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)22 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.5 單邊帶調(diào)制（單邊帶調(diào)制（SSB） 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)23 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.5 單邊帶調(diào)制（單邊帶調(diào)制（SSB） q Hd ( )是邊帶濾波器的傳輸函數(shù)，以是邊帶濾波器的傳輸函數(shù)，以 c為邊界，若具有嚴(yán)格為邊界，若具有嚴(yán)格 的高通特性，則可濾

15、除下邊帶，保留上邊帶。反過來則可的高通特性，則可濾除下邊帶，保留上邊帶。反過來則可 濾除上邊帶，保留下邊帶。濾除上邊帶，保留下邊帶。 q 用濾波法形成用濾波法形成SSB信號的技術(shù)難點是，若調(diào)制信號都具有信號的技術(shù)難點是，若調(diào)制信號都具有 豐富的低頻成分，經(jīng)調(diào)制后得到的豐富的低頻成分，經(jīng)調(diào)制后得到的DSB信號的上、下邊帶信號的上、下邊帶 之間的間隔很窄，這要求單邊帶濾波器在之間的間隔很窄，這要求單邊帶濾波器在 f0 附近具有陡峭附近具有陡峭 的截止特性，這使濾波器的設(shè)計和制作變得困難。的截止特性，這使濾波器的設(shè)計和制作變得困難。 其已調(diào)信號表達(dá)式其已調(diào)信號表達(dá)式 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬

16、調(diào)制系統(tǒng)24 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) ttttfts ccUSBf sin)( 2 1 cos)( 2 1 )( 3.1.5 單邊帶調(diào)制（單邊帶調(diào)制（SSB） 3. 單邊帶信號的表達(dá)式單邊帶信號的表達(dá)式 ttttfts ccLSBf sin)( 2 1 cos)( 2 1 )( q 單邊帶調(diào)制下邊帶時域表達(dá)式為：單邊帶調(diào)制下邊帶時域表達(dá)式為： q 上邊帶信號的表達(dá)式：上邊帶信號的表達(dá)式： 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)25 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.6 殘留邊帶調(diào)制（殘留邊帶調(diào)制（VSB） 1. VSB的頻譜的頻譜 q 殘留邊

17、帶調(diào)制是介于殘留邊帶調(diào)制是介于SSB與與DSB之間的一種調(diào)制方式，它既之間的一種調(diào)制方式，它既 克服了克服了DSB信號占用頻帶寬的缺點，又解決了信號占用頻帶寬的缺點，又解決了SSB信號實現(xiàn)信號實現(xiàn) 上的難題。在上的難題。在VSB中，不是完全抑制一個邊帶（如同中，不是完全抑制一個邊帶（如同SSB中中 那樣），而是逐漸切割，使其殘留那樣），而是逐漸切割，使其殘留小部分，如圖所示。小部分，如圖所示。 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)26 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.6 殘留邊帶調(diào)制（殘留邊帶調(diào)制（VSB） 2. VSB信號的產(chǎn)生信號的產(chǎn)生 q 用濾波法實現(xiàn)殘留邊

18、帶調(diào)制的原理如圖所示。圖中用濾波法實現(xiàn)殘留邊帶調(diào)制的原理如圖所示。圖中,濾波器濾波器 的特性的特性HVSB( )應(yīng)按殘留邊帶調(diào)制的要求來進(jìn)行設(shè)計。應(yīng)按殘留邊帶調(diào)制的要求來進(jìn)行設(shè)計。 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)27 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.6 殘留邊帶調(diào)制（殘留邊帶調(diào)制（VSB） 2. VSB信號的產(chǎn)生信號的產(chǎn)生 q 殘留邊帶信號必須使用相干解調(diào)。殘留邊帶信號必須使用相干解調(diào)。 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)28 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.6 殘留邊帶調(diào)制（殘留邊帶調(diào)制（VSB） 2. VSB濾波器的特性濾

19、波器的特性 q 為了保證相干解調(diào)的輸出無失真地重現(xiàn)調(diào)制信為了保證相干解調(diào)的輸出無失真地重現(xiàn)調(diào)制信f(t)F( ) ， 要求要求VSB濾波器傳輸特性濾波器傳輸特性HVSB( )必須遵循條件：必須遵循條件： HVSB( + c) + HVSB( c) = 常數(shù)。常數(shù)。 q 滿足上述條件的滿足上述條件的HVSB ( ) 的可能形式有兩種：低通濾波器形的可能形式有兩種：低通濾波器形 式和帶通（或高通）濾波器形式。式和帶通（或高通）濾波器形式。 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)29 3.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.7 解調(diào)解調(diào) q 信號解調(diào)的目的信號解調(diào)的目的 q 信號

20、解調(diào)的方法：相干解調(diào)和非相干解調(diào)信號解調(diào)的方法：相干解調(diào)和非相干解調(diào) 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)30 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 首先解調(diào)方框圖，如下：首先解調(diào)方框圖，如下： 圖中Sm(t)為已調(diào)信號，n(t)為加性高斯白噪聲。 Sm(t)和n(t) 首先經(jīng)過一帶通濾波器，通過全部有用信號，濾除帶外的噪 聲。經(jīng)過帶通濾波器后到達(dá)解調(diào)器輸入端的信號為Sm(t) 、噪 聲為高斯窄帶噪聲ni(t) ，顯然解調(diào)器輸入端的噪聲帶寬與已 調(diào)信號的帶寬是相同的。最后經(jīng)解調(diào)器解調(diào)輸出的有用信號 為mo(t)，噪聲為no(t)。 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)31

21、高斯窄帶噪聲 可表示為： 其中，高斯窄帶噪聲 的同相分量 和正交 分量都是高斯變量，它們的均值都為0，平均功 率都相同，即式中 ， 為解調(diào)器的輸入 噪 聲功率。 若高斯白噪聲的單邊功率譜密度為 ，帶 通濾波器的傳輸特性是高度為1、帶寬為B的理想 矩形函數(shù)，其傳輸特性為： tni )()()( 222 tntntnN iQiIii tni tniI tniQ tni ttnttntn ciQciIi sin)(cos)()( 0 n BnN i0 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 i N 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)32 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪

22、比 解調(diào)器輸入端噪聲功率 解調(diào)器輸入端信號功率 i i N S 解調(diào)器輸出端噪聲功率 解調(diào)器輸出端信號功率 0 0 N S 噪聲只對通信系統(tǒng)的接收端產(chǎn)生影響，所以調(diào)制系統(tǒng)的抗 噪聲性能，主要由解調(diào)器的抗噪聲性能來衡量。對于抗噪聲 性能通過信噪比及信噪比增益來衡量。 i i N S N S G 0 0 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)33 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 3.2.1 雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能 q 解調(diào)器輸入端的信噪比解調(diào)器輸入端的信噪比 q 線性調(diào)制系統(tǒng)相關(guān)解調(diào)方框圖線性調(diào)制系統(tǒng)相關(guān)解調(diào)方框圖 第3章 模擬調(diào)制

23、系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)34 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 )( 2 1 2cos)( 2 1 )( 2 1 cos)()( 2 22222 tm ttmtmttmtSS cc DSB i DSBmii BnfntnN 00 2 2)( 2 0 n 3.2.1 雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能 q 解調(diào)器輸入端的信噪比解調(diào)器輸入端的信噪比 解調(diào)器輸入端的DSB信號的平均功率信號為： 解調(diào)器輸入端的噪聲為窄帶高斯白噪聲，雙邊功率譜密度 為 。所以解調(diào)器輸入端的噪聲平均功率 為 ： i N 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)35 3.2

24、 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 mmi i fn tm fn tm N S 0 2 0 2 4 )( 2 )( 2 1 3.2.1 雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能 q 解調(diào)器輸入端的信噪比解調(diào)器輸入端的信噪比 則進(jìn)一步得到信噪比為： q 解調(diào)器輸出端的信噪比解調(diào)器輸出端的信噪比 先寫出輸出端信號的表達(dá)式： tttnttntm tttnttnttmttntS cciQciI cciQciIcciDSB cossin)(cos)()( cossin)(cos)(coscos 2 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)36 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信

25、噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 )( 2 1 )( 2 1 )()( 00 tntmtntS iI )( 4 1 2 1 )( 2 2 2 00 tmtmtss 3.2.1 雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能 通過相干解調(diào)，然后通過低通濾波器其表達(dá)式為： q 解調(diào)器輸出端的信噪比解調(diào)器輸出端的信噪比 解調(diào)器輸出端的信號與噪聲的平均功率分別為： )( 4 1 )( 22 00 tntnN iI 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)37 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 )()()( 222 tntntnN iQiIii mii fnNtnN 0 2

26、 0 2 1 4 1 )( 4 1 m m DSB fn tm fn tm N s 0 2 0 2 0 0 2 )( 2 1 )( 4 1 3.2.1 雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能 因為 q 解調(diào)器輸出端的信噪比解調(diào)器輸出端的信噪比 故輸出端的信噪比為： q 解調(diào)器的信噪比增益解調(diào)器的信噪比增益 2 2)( 4)( 0 2 0 2 00 m m ii DSB fntm fntm NS NS G 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)38 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 3.2.2 單邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能單邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解

27、調(diào)的抗噪聲性能 q 解調(diào)器輸入端的信噪比解調(diào)器輸入端的信噪比 解調(diào)器輸入端的SSB信號的平均功率信號為： ttmttmtS ccSSB sin)(cos)( 2 1 )( 符號“-”表示上邊帶，符號“+”表示下邊帶。 )( 4 1 sin)(cos)( 4 1 )( 2 2 2 tm ttmttmtss ccssBi 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)39 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 mssBi fnBnN 00 3.2.2 單邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能單邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能 q 解調(diào)器輸入端的信噪比解調(diào)器輸入端的信噪比 則解調(diào)器輸入端的信噪比為：

28、 SSB信號解調(diào)器輸入端的噪聲平均功率為: mi i fn tm N s 0 2 4 )( 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)40 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 ttnttnttmttmtntS ciQciIcciSSB sin)(cos)(sin)(cos)( 2 1 )()( 3.2.2 單邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能單邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能 q 解調(diào)器輸出端的信噪比解調(diào)器輸出端的信噪比 SSB信號加上噪聲的表達(dá)式： 通過乘法器及低通濾波器后，恢復(fù)的調(diào)制信號和噪聲為： )( 2 1 )( 4 1 )()( 00 tntmtnts iI 第3章 模擬調(diào)

29、制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)41 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 miI fntnN 0 2 0 4 1 )( 4 1 )( 16 1 )( 4 1 )( 2 2 2 00 tmtmtss 3.2.2 單邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能單邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能 q 解調(diào)器輸出端的信噪比解調(diào)器輸出端的信噪比 輸出端的信號平均功率為： 輸出端噪聲平均功率： 解調(diào)器輸出信噪比為： m m fn tm fn tm N S 0 2 0 2 0 0 4 )( 4 1 )( 16 1 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)42 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 3

30、.2.2 單邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能單邊帶調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能 q SSB調(diào)制增益調(diào)制增益 注意：雖然DSB是SSB調(diào)制增益的2倍，但是DSB信號的 傳輸帶寬是單邊帶的2倍，所以DSB與SSB調(diào)制的抗噪聲 性能是一樣的。 1 4 )( 4 )( 0 2 0 2 m m fn tm fn tm G 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)43 n設(shè)某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜度 在該信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號，并設(shè)調(diào)制信 號的頻帶限制在5KHz，而載波為100KHz，已調(diào)信號的 功率為10KW，若接收機的輸入信號在加至解調(diào)器之前， 先經(jīng)過一個帶寬為10KHz的理想帶通濾波器

31、濾波，試問： n(1）該理想帶通濾波器中心頻率為多大？ n(2) 解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少？ n(3) 調(diào)器輸出端的信噪功率比為多少？ n(4）求出解調(diào)器輸出端的噪聲功率譜密度？ 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 3 105 . 0)( fP n 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)44 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 3.2.3 AM調(diào)制系統(tǒng)非相干解調(diào)的抗噪聲性能調(diào)制系統(tǒng)非相干解調(diào)的抗噪聲性能 q 解調(diào)器輸入端的信噪比解調(diào)器輸入端的信噪比 q 包絡(luò)檢波法解調(diào)方框圖包絡(luò)檢波法解調(diào)方框圖 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)45 3.2 線性調(diào)制系

32、統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 )( 2 1 2 1 cos)()( 22 0 2 2 0 2 tmAttmAtSS cAMi BnNi 0 3.2.3 AM調(diào)制系統(tǒng)非相干解調(diào)的抗噪聲性能調(diào)制系統(tǒng)非相干解調(diào)的抗噪聲性能 q 解調(diào)器輸入端的信噪比解調(diào)器輸入端的信噪比 包絡(luò)檢波器輸入有用信號為：ttmAts ci cos)()( 0 輸入端的信號平均功率： 噪聲功率為： 解調(diào)器輸入端的信噪比為： Bn tmA Bn tmA N s AM i i 0 22 0 0 22 0 2 )(2/)( 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)46 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 3.2.3

33、AM調(diào)制系統(tǒng)非相干解調(diào)的抗噪聲性能調(diào)制系統(tǒng)非相干解調(diào)的抗噪聲性能 q 解調(diào)器輸出端的信噪比解調(diào)器輸出端的信噪比 包絡(luò)檢波器輸入有用信號和噪聲之和為： 則其中包絡(luò)A(t)為： 信號通過包絡(luò)檢波器，其目的是恢復(fù)輸入信號的包絡(luò)。 )(cos)(sin)(cos)()( sin)(cos)(cos)()()( 0 0 tttAttnttntmA ttnttnttmAtntS cciQciI ciQciIciAM )()()( 22 0 tnntmAtAiQ iI 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)47 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 3.2.3 AM調(diào)制系統(tǒng)非相干解調(diào)的抗噪聲性

34、能調(diào)制系統(tǒng)非相干解調(diào)的抗噪聲性能 q 解調(diào)器輸出端的信噪比解調(diào)器輸出端的信噪比 1、大信噪比情況 則其輸出包絡(luò)A(t)為： 則檢波器輸出的信號功率和噪聲功率分別為： )()( 0 tntmA i iI ntmAtA)()( 0 條件： )( 2 0 tmS BntnN iI0 2 0 )( 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)48 3.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比 3.2.3 AM調(diào)制系統(tǒng)非相干解調(diào)的抗噪聲性能調(diào)制系統(tǒng)非相干解調(diào)的抗噪聲性能 q 解調(diào)器輸出端的信噪比解調(diào)器輸出端的信噪比 1、大信噪比情況 對于AM非線性解調(diào)系統(tǒng)信噪比增益： 進(jìn)一步得到包絡(luò)檢波器輸出的信噪比為： Bn tm N s AM 0 2 0 0 )( )( )(2 22 0 2 0 0 tmA tm N