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)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(diǎn)：要點(diǎn)：掌握線性調(diào)制的原理及系統(tǒng)的抗噪聲性能、掌握線性調(diào)制的原理及

2、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(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)及要點(diǎn)第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)33.1 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(gè)十分重要的概念，是一種信號(hào)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(duì)信號(hào)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)43.1 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(kuò)音機(jī)揚(yáng)聲器 3.1.1 調(diào)制的概念調(diào)制的概念

3、圖21 擴(kuò)音示意圖 )(105 . 11020103438mfc第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)53.1 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(gè)參數(shù)（或幾個(gè)）隨調(diào)制信號(hào)（原始信號(hào)）的變化而變化的過程，稱為調(diào)制。 原始（基帶）信號(hào)較低頻率分量，不宜無線傳輸。 載體（波）運(yùn)載基帶信號(hào)的載體。 參數(shù)（或特征值）載波的隨基帶信號(hào)變化的參數(shù)。第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)63.1 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) 調(diào)制的概念調(diào)制的概念n調(diào)制的本質(zhì)： 基帶信號(hào)轉(zhuǎn)化為適合信道傳輸?shù)念l帶信號(hào)； 信道多路復(fù)用，提高信道利用率； 增強(qiáng)抗干擾能力；n調(diào)制（載體）方式： 形

4、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)73.1 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(shí)域，頻域特征AM；DSB；SSB；VSB的形成及解調(diào)機(jī)理和噪聲分析著重對(duì)分析方法的認(rèn)識(shí)第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)83.1 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)1. 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(hào) 疊加直流 后與載波相乘，就可形成標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅(AM)信號(hào)。 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。cmU)(tf)(tf)(tf第3

5、章 模擬調(diào)制系統(tǒng)93.1 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) n單頻信號(hào)調(diào)制 當(dāng)調(diào)制信號(hào)為單一頻率的余弦波時(shí)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：則：其中： 稱為調(diào)幅系數(shù)FtUtUtumm2coscos)()cos()cos1 ()cos()()(ccacmccacmAMttmUttukUtucmmaaUUkm第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)103.1 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) 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(hào)的調(diào)制 為分析簡單，令ka=1， ，調(diào)制信號(hào)為f(t)，其頻譜為F()則調(diào)幅信號(hào)的時(shí)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(duì)： f(t) F()

6、0c)cos()()(ttfUtuccmAM第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)113.1 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) 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(hào)的調(diào)制 所以 的頻域表達(dá)式為：)()(21cos)()()(cosccccccmccmFFttfUtU)(tuAM)()(21)()()(uCCCCCMAMFFU第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)123.1 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)13n當(dāng)滿足條件|f(t)|maxUcm 時(shí)，AM信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)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(hào)，否則，將會(huì)出現(xiàn)過調(diào)幅現(xiàn)象而

7、產(chǎn)生包絡(luò)失真。這時(shí)不能用包絡(luò)檢波器進(jìn)行解調(diào)，因基帶信號(hào)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(hào)是帶有載波的雙邊帶信號(hào)，它的帶寬是基帶信號(hào)帶寬fH的兩倍，即BAM=2fH。HHcHcLHAMfffffffB2)()(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)143.1 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) 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(hào)平均功率應(yīng)等于uAM(t)的均方值。當(dāng)f(t)為確知信號(hào)時(shí)，uAM(t)的均方值即為其平方的時(shí)間平均，假設(shè)調(diào)制信號(hào)f(t)不含直流分量，則可

8、得： ttfUttftUtupccmcccmAMAM222222cos)(2cos)(cos)(fccmAMAMPPtfUtup2)(2)(222載波功率邊帶功率第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)153.1 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))()(222tfUtfPPcmAMmAM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)163.1 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 雙邊帶調(diào)制（雙邊帶調(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

9、帶傳輸，從而提高調(diào)制效率。1. DSB的時(shí)域、頻域及功率的時(shí)域、頻域及功率q 令直流信號(hào)的令直流信號(hào)的Ucm=0 ，得到，得到DSB調(diào)制信號(hào)的時(shí)域和頻域描調(diào)制信號(hào)的時(shí)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21( )2DSBfPPftq DSB的調(diào)制效率的調(diào)制效率1DSBttftcDSBcos)()(u)()(21)(CCDSBFFU第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)173.1 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 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 第3章 模擬調(diào)制系

10、統(tǒng)183.1 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)193.1 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 雙邊帶調(diào)制（雙邊帶調(diào)制（DSB）1. DSB的波形及其頻譜的波形及其頻譜q 由由DSB的時(shí)間波形可知，的時(shí)間波形可知，DSB信號(hào)的包絡(luò)不再與調(diào)制信號(hào)信號(hào)的包絡(luò)不再與調(diào)制信號(hào)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(hào)，需采用相干解調(diào)（同步檢波）。另外，在調(diào)制信制信號(hào)，需采用相干解調(diào)（同步檢波）。另外，在調(diào)制信號(hào)號(hào) f(t) 的過零點(diǎn)處，高頻載波相位有的過零點(diǎn)處，高頻載波相位有180的突變。的突變

11、。q 由頻譜圖可知，由頻譜圖可知，DSB信號(hào)雖然節(jié)省了載波功率，功率利用信號(hào)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(hào)帶寬的兩倍。率提高了，但它的頻帶寬度仍是調(diào)制信號(hào)帶寬的兩倍。 DSB 信號(hào)的上、下兩個(gè)邊帶是完全對(duì)稱的，它們都攜帶了信號(hào)的上、下兩個(gè)邊帶是完全對(duì)稱的，它們都攜帶了調(diào)制信號(hào)的全部信息，因此只需要傳輸其中一個(gè)邊帶即可。調(diào)制信號(hào)的全部信息，因此只需要傳輸其中一個(gè)邊帶即可。第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)203.1 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 單邊帶調(diào)制（單邊帶調(diào)制（SSB）q 基本思想：只傳送兩個(gè)基本思想：只傳送兩個(gè)USB或兩個(gè)或兩個(gè)LSB，節(jié)省一

12、半帶寬，節(jié)省一半帶寬，從而提高了信道利用率。同時(shí)也更節(jié)省了功率。從而提高了信道利用率。同時(shí)也更節(jié)省了功率。1. SSB的頻譜的頻譜2. 單邊帶信號(hào)的產(chǎn)生單邊帶信號(hào)的產(chǎn)生q 濾波法產(chǎn)生單邊帶信號(hào)濾波法產(chǎn)生單邊帶信號(hào) ： 產(chǎn)生產(chǎn)生SSB信號(hào)最直觀的方法是讓信號(hào)最直觀的方法是讓雙邊帶信號(hào)通過一個(gè)邊帶濾波器，保留所需要的一個(gè)邊帶，雙邊帶信號(hào)通過一個(gè)邊帶濾波器，保留所需要的一個(gè)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)213.1 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)223.1 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 單邊帶調(diào)制（單邊帶調(diào)制（SSB）

13、)()()(UHUDSBSSB第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)233.1 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 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(hào)的技術(shù)難點(diǎn)是，若調(diào)制信號(hào)都具有信號(hào)的技術(shù)難點(diǎn)是，若調(diào)制信號(hào)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(hào)的上、下邊帶信號(hào)的上、下

14、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(jì)和制作變得困難。的截止特性，這使濾波器的設(shè)計(jì)和制作變得困難。其已調(diào)信號(hào)表達(dá)式其已調(diào)信號(hào)表達(dá)式第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)243.1 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)ttttftsccUSBfsin)(21cos)(21)( 3.1.3 單邊帶調(diào)制（單邊帶調(diào)制（SSB）3. 單邊帶信號(hào)的表達(dá)式單邊帶信號(hào)的表達(dá)式ttttftsccLSBfsin)(21cos)(21)(q 單邊帶調(diào)制下邊帶時(shí)域表達(dá)式為：單邊帶調(diào)制下邊帶時(shí)域表達(dá)式為：q 上邊帶信號(hào)的表達(dá)式：上邊帶信

15、號(hào)的表達(dá)式：第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)253.1 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 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(hào)占用頻帶寬的缺點(diǎn)，又解決了信號(hào)占用頻帶寬的缺點(diǎn)，又解決了SSB信號(hào)實(shí)現(xiàn)信號(hào)實(shí)現(xiàn)上的難題。在上的難題。在VSB中，不是完全抑制一個(gè)邊帶（如同中，不是完全抑制一個(gè)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)263.1 線性系統(tǒng)

16、的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào) 3.1.4 殘留邊帶調(diào)制（殘留邊帶調(diào)制（VSB）2. VSB信號(hào)的產(chǎn)生信號(hào)的產(chǎn)生q 用濾波法實(shí)現(xiàn)殘留邊帶調(diào)制的原理如圖所示。圖中用濾波法實(shí)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(jì)。應(yīng)按殘留邊帶調(diào)制的要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)。 第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)273.1 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 殘留邊帶調(diào)制（殘留邊帶調(diào)制（VSB）2. VSB信號(hào)的產(chǎn)生信號(hào)的產(chǎn)生q 殘留邊帶信號(hào)必須使用相干解調(diào)。殘留邊帶信號(hào)必須使用相干解調(diào)。第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)283.1 線性系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)線性系統(tǒng)的調(diào)制

17、與解調(diào) 3.1.4 殘留邊帶調(diào)制（殘留邊帶調(diào)制（VSB）2. VSB濾波器的特性濾波器的特性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)293.1 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 解

18、調(diào)解調(diào)q 信號(hào)解調(diào)的目的信號(hào)解調(diào)的目的q 信號(hào)解調(diào)的方法：相干解調(diào)和非相干解調(diào)信號(hào)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)303.1 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)相干解調(diào)（同步檢波）相干解調(diào)（同步檢波）第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)313.1 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)非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）AM信號(hào)UCM+f(t)第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)323.2 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u(t)為已調(diào)信號(hào)，n(t)為加性高斯白噪聲。 u(t)和n(t)首先經(jīng)過一帶通濾波器，通過全部有用信號(hào)，濾除

19、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(hào)為ui(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(hào)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(hào)為uo(t)，噪聲為no(t)。第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)33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)()()(222tntntnNiQiIii tni tniI tniQ tnittnttntn

20、ciQciIisin)(cos)()(0nBnNi03.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比iN第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)343.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比解調(diào)器輸入端噪聲功率解調(diào)器輸入端信號(hào)功率iiNS解調(diào)器輸出端噪聲功率解調(diào)器輸出端信號(hào)功率00NS 噪聲只對(duì)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(duì)于抗噪聲性能通過信噪比及信噪比增益來衡量。iiNSNSG00第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)353.2 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

21、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)制系統(tǒng)363.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比)(212cos)(21)(21cos)()(222222tfttftfttftuSccDSBiDSBmiiBnfntnN0022)(20n 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(hào)的平均功率信號(hào)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 ：iN第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)373.2 線性調(diào)制

22、系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比mmiifntffntfNS02024)(2)(21 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(hào)的表達(dá)式： tttnttntftttnttnttfttntucciQciIcciQciIcciDSBcossin)(cos)()(cossin)(cos)(coscos2第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)383.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比)(21)(21)()(00tntftntSiI )(4121)(

23、22200tftftuS 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(hào)與噪聲的平均功率分別為：)(41)(2200tntnNiI第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)393.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比)()()(222tntntnNiQiIiimiifnNtnN0202141)(41mmDSBfntffntfNS0202002)(21)(41 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?yàn)閝 解調(diào)器輸出端的信噪比解調(diào)

24、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22)(4)(020200mmiiDSBfntmfntmNSNSG第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)403.2 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(hào)的平均功率信號(hào)為：ttfttftuccSSBsin)(cos)(21)(符號(hào)“-”表示上邊帶，符號(hào)“+”表示下邊帶。)(41sin)(cos)(41)(222tfttfttftuSccssBi第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)413.2 線性調(diào)制系統(tǒng)

25、的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比mssBifnBnN00 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：SSB信號(hào)解調(diào)器輸入端的噪聲平均功率為:miifntfNs024)(第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)423.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比ttnttnttfttftntSciQciIcciSSBsin)(cos)(sin)(cos)(21)()( 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(hào)加上噪聲的表

26、達(dá)式：通過乘法器及低通濾波器后，恢復(fù)的調(diào)制信號(hào)和噪聲為：)(21)(41)()(00tntftntuiI第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)433.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比miIfntnN02041)(41)(161)(41)(22200tftftus 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(hào)平均功率為：輸出端噪聲平均功率：解調(diào)器輸出信噪比為：mmfntffntfNS0202004)(41)(161第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)443.2 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

27、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(hào)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。14)(4)(0202mmfntffntfG第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)45n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(hào)，并設(shè)調(diào)制信號(hào)的頻帶限制在5KHz，而載波為100KHz，已調(diào)信號(hào)的功率為10KW，若接收機(jī)的輸入信號(hào)在加至解調(diào)器之前，先經(jīng)過一個(gè)帶寬為10KHz的理想帶通濾波器濾波，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

28、？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3105 . 0)(fPn第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)463.2 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)473.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比線性調(diào)制系統(tǒng)的信噪比BnNi0 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

29、包絡(luò)檢波器輸入有用信號(hào)為：輸入端的信號(hào)平均功率：噪聲功率為：解調(diào)器輸入端的信噪比為：ttfUttcCMAMicos)()(u)(u)(2121cos)()(u22222tfUttfUtUCMcCMAMiAMCMAMCMAMiBntfUBntUNU0220222)(2/)(f第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)483.2 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)器輸出端的信噪比包絡(luò)檢波器輸入有用信號(hào)和噪聲之和為：則其中包絡(luò)A(t)為：信號(hào)通過包絡(luò)檢波器，其目的是恢復(fù)輸入信號(hào)的包絡(luò)。)(cos)(sin)(c

30、os)()(sin)(cos)(cos)()()(utttAttnttntfUttnttnttfUtntcciQciICMciQciIcCMiAM)()(f)(22tnntUtAiQiICM第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)493.2 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、大信噪比情況則其輸出包絡(luò)A(t)為：則檢波器輸出的信號(hào)功率和噪聲功率分別為：iICMntfUtA)()(條件：)(20tfS AMiIBntnN020)()()(tntfUiCM第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)503.2 線

31、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(duì)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：AMAMBntfNS0200)()()(222200tfUtfNSNSGCMii第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)513.2 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2、小信噪比情況則其輸出包絡(luò)A(t)為： 由于輸出不包含單獨(dú)的信號(hào)項(xiàng)，故包絡(luò)檢波

32、器會(huì)把有用信號(hào)擾亂成噪聲。)()()()()()()(2222tntntntfUtntntAiQiIiICMiQiI條件：)()(tntfUiCM第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)523.2 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3、門限效應(yīng) 包絡(luò)檢波器的輸入端信噪比大小會(huì)影響包絡(luò)檢波器的抗噪聲性能。只有信噪比大于某個(gè)臨界值時(shí)，包絡(luò)檢波器才能正常解調(diào)，該臨界值稱為門限值，則包絡(luò)檢波器存在門限值這一現(xiàn)象稱為門限效應(yīng)。第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)533.3 非線性調(diào)制的原理非線性調(diào)制的原理 3.3

33、.1 角度調(diào)制的基本原理角度調(diào)制的基本原理q 原理原理 基帶信號(hào)改變載波信號(hào)的角度這個(gè)參量，且形成的頻譜結(jié)構(gòu)不再與原始基帶信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)相同。q 角度調(diào)制信號(hào)的表達(dá)式角度調(diào)制信號(hào)的表達(dá)式n連續(xù)波調(diào)制的高頻載波 ( )cos()cos ( )CC tAW tAt振幅調(diào)制振幅調(diào)制線性調(diào)制線性調(diào)制FMPM( )cos( )cos ( )cC tAttAt非線性調(diào)非線性調(diào)制制第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)543.3 非線性調(diào)制的原理非線性調(diào)制的原理)()(tttc)(t( )( )cdtdtdtdt 3.3.1 角度調(diào)制的基本原理角度調(diào)制的基本原理q 原理原理式中：稱為信號(hào)的瞬時(shí)相位。稱為瞬時(shí)相位偏移。dttd)

34、(稱為信號(hào)的瞬時(shí)角頻率。稱為瞬時(shí)角頻率偏移。第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)553.3 非線性調(diào)制的原理非線性調(diào)制的原理 3.3.1 角度調(diào)制的基本原理角度調(diào)制的基本原理q PM調(diào)制原理調(diào)制原理定義：瞬時(shí)相位偏移是調(diào)制信號(hào)f(t)的線性函數(shù)。即：)()(tfKtPM故：)(cos)(tfKtAtSPMcPM進(jìn)一步得到：)()()(tdttdfKdttdPMcdttdfKdttdPM)()(調(diào)相靈敏度第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)563.3 非線性調(diào)制的原理非線性調(diào)制的原理 3.3.1 角度調(diào)制的基本原理角度調(diào)制的基本原理q FM調(diào)制原理調(diào)制原理定義：瞬時(shí)頻率偏移 是調(diào)制信號(hào)f(t)的線性函數(shù)。即：)()(tfKdttdFM故：dttfKtAtSFMcFM)(cos)(進(jìn)一步得到：)()()(tfKdttdtFMcdttfKtdtttFMc)()()(調(diào)頻靈敏度dttd)(第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)573.3 非線性調(diào)制的原理非線性調(diào)制的原理 3.3.2 窄帶角度調(diào)制窄帶角度調(diào)制q 窄帶調(diào)頻的時(shí)域及頻域表達(dá)式窄帶調(diào)頻的時(shí)域及頻域表達(dá)式q 窄帶調(diào)相的時(shí)域及頻域表達(dá)式窄帶調(diào)相的時(shí)域及頻域表達(dá)式第3章 模擬調(diào)制系統(tǒng)583.3.3調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生與解調(diào)n調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生有兩種方法一種是直接調(diào)頻和間接調(diào)頻。 3.3 非線性調(diào)制的原理非線性調(diào)制的原