通信原理第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)

1、5.1 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理5.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能5.3 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理5.4 調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能5.5 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較 5.6 頻分復(fù)用頻分復(fù)用(FDM)第第 5 章章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)第第5章學(xué)習(xí)目標(biāo)章學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握幅度調(diào)制（、掌握幅度調(diào)制（AM、DSB、SSB與與VSB） 信號的時域與頻域表達式、調(diào)制器一般模型，信號的時域與頻域表達式、調(diào)制器一般模型，信號頻譜的特點、掌握線性調(diào)制的抗噪聲性能信號頻譜的特點、掌握線性調(diào)制的

2、抗噪聲性能的分析方法；的分析方法；2、理解角度調(diào)制原理、大信噪比情況下角度調(diào)、理解角度調(diào)制原理、大信噪比情況下角度調(diào)制的噪聲性能分析方法；制的噪聲性能分析方法；3、了解頻分復(fù)用、復(fù)合調(diào)制。、了解頻分復(fù)用、復(fù)合調(diào)制。作業(yè)作業(yè)P128 2、5、6、7、9、13、16、17基本概念基本概念 調(diào)制調(diào)制把信號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N把信號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過程。過程。 廣義調(diào)制廣義調(diào)制分為基帶調(diào)制和帶通調(diào)制（也稱載波調(diào)制）分為基帶調(diào)制和帶通調(diào)制（也稱載波調(diào)制） 狹義調(diào)制狹義調(diào)制僅指帶通調(diào)制。僅指帶通調(diào)制。 在無線通信和其他大多數(shù)場合，調(diào)制一詞均指在無線通信和其他大多數(shù)場合，調(diào)制

3、一詞均指載波調(diào)制。載波調(diào)制。載波調(diào)制載波調(diào)制按按調(diào)制信號調(diào)制信號的變化規(guī)律去改變的變化規(guī)律去改變載波載波某一某一個或某幾個參數(shù)的過程，使載波某一個或某幾個參個或某幾個參數(shù)的過程，使載波某一個或某幾個參數(shù)按照調(diào)制信號的規(guī)律而變化。數(shù)按照調(diào)制信號的規(guī)律而變化。調(diào)制信號調(diào)制信號來自信源的消息信號，即基帶信號。這來自信源的消息信號，即基帶信號。這些信號可以是模擬的，也可以是數(shù)字的。些信號可以是模擬的，也可以是數(shù)字的。載波載波未受調(diào)制的周期性振蕩信號?？梢允钦倚盼词苷{(diào)制的周期性振蕩信號?？梢允钦倚盘?，也可以是脈沖序列。號，也可以是脈沖序列。已調(diào)信號已調(diào)信號載波調(diào)制以后的信號，含有調(diào)制信號的載波調(diào)制以

4、后的信號，含有調(diào)制信號的全部特征。全部特征。調(diào)制的目的調(diào)制的目的 提高無線通信時的天線輻射效率。提高無線通信時的天線輻射效率。 把多個基帶信號分別搬移到不同的載頻處，以把多個基帶信號分別搬移到不同的載頻處，以實現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率。實現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率。 擴展信號帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力，擴展信號帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力，還可實現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。還可實現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。 在通信系統(tǒng)的發(fā)送端通常需要有在通信系統(tǒng)的發(fā)送端通常需要有調(diào)制調(diào)制過程，過程， 在接收端則需要有反調(diào)制過程在接收端則需要有反調(diào)制過程解調(diào)解調(diào)（也稱（也稱檢波檢波）

5、過程。其作用是將已調(diào)信號中的調(diào)制信號恢復(fù)出來。過程。其作用是將已調(diào)信號中的調(diào)制信號恢復(fù)出來?；鶐盘柣鶐盘?調(diào)制信號調(diào)制信號) 包含信息、需要被傳輸?shù)脑夹盘?，具有包含信息、需要被傳輸?shù)脑夹盘枺哂蓄l率較低的頻譜分量，這種信號在許多信道中頻率較低的頻譜分量，這種信號在許多信道中不適宜直接進行傳輸。不適宜直接進行傳輸。頻帶信號頻帶信號(已調(diào)制信號已調(diào)制信號) 在信道中傳輸、載波的某些參數(shù)受調(diào)制信在信道中傳輸、載波的某些參數(shù)受調(diào)制信號控制的信號。號控制的信號。 載波信號可以分為兩類：載波信號可以分為兩類： 用正弦型信號作為載波；用正弦型信號作為載波； 用脈沖串或一組數(shù)字信號作為載波。用脈沖串或

6、一組數(shù)字信號作為載波?；鶐盘柣鶐盘柡秃皖l帶信號頻帶信號模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制模擬調(diào)制模擬調(diào)制 在模擬調(diào)制中，調(diào)制信號的取值是連續(xù)的。在模擬調(diào)制中，調(diào)制信號的取值是連續(xù)的。數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制 數(shù)字調(diào)制中，調(diào)制信號的取值為離散的。數(shù)字調(diào)制中，調(diào)制信號的取值為離散的。正弦波調(diào)制正弦波調(diào)制調(diào)制方式調(diào)制方式用途舉例用途舉例線性調(diào)制線性調(diào)制常規(guī)雙邊帶調(diào)制常規(guī)雙邊帶調(diào)制AM廣播廣播雙邊雙邊帶調(diào)制帶調(diào)制DSB立體聲廣播立體聲廣播單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制SSB載波通信、短波無線電話載波通信、短波無線電話通信通信殘留邊帶調(diào)制殘留邊帶調(diào)制VSB電視廣播、傳真電視廣播、傳真非線性非線性調(diào)制調(diào)制頻率調(diào)制頻率

7、調(diào)制FM微波中繼、衛(wèi)星通信微波中繼、衛(wèi)星通信相位調(diào)制相位調(diào)制PM中間調(diào)制方式中間調(diào)制方式數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制振幅鍵控振幅鍵控ASK數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸頻移鍵控頻移鍵控FSK數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸相位鍵控相位鍵控PSK數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸其它高效數(shù)字調(diào)制其它高效數(shù)字調(diào)制QAM、MSK數(shù)字微波、空間通信數(shù)字微波、空間通信脈沖調(diào)制脈沖調(diào)制調(diào)制方式調(diào)制方式用途舉例用途舉例脈沖模擬脈沖模擬調(diào)制調(diào)制脈幅調(diào)制脈幅調(diào)制PAM中間調(diào)制方式、遙測中間調(diào)制方式、遙測脈寬調(diào)制脈寬調(diào)制PDM中間調(diào)制方式中間調(diào)制方式脈位調(diào)制脈位調(diào)制PPM遙測、光纖傳輸遙測、光纖傳輸脈沖數(shù)字脈沖數(shù)字調(diào)制調(diào)制脈碼調(diào)制脈碼調(diào)制PCM市話中繼線、衛(wèi)星、空間市話中

8、繼線、衛(wèi)星、空間通信通信增量調(diào)制增量調(diào)制DM（M）軍用、民用數(shù)字電話軍用、民用數(shù)字電話差分脈碼調(diào)制差分脈碼調(diào)制DPCM電視電話、圖像編碼電視電話、圖像編碼其它編碼方式其它編碼方式ADPCM中速數(shù)字電話中速數(shù)字電話正弦型載波正弦型載波 s(t) = Acos(ct+ 0)式中，式中，c載波角頻率；載波角頻率； 0 載波的初始相位；載波的初始相位； A 載波的幅度。載波的幅度。s(t)tS()-cc0 ( ) ()()ccFT s tA 5.1 幅度調(diào)制的原理幅度調(diào)制的原理幅度調(diào)制幅度調(diào)制是正弦型載波的幅度隨調(diào)制信號作線是正弦型載波的幅度隨調(diào)制信號作線性變化的過程。性變化的過程。正弦載波：正弦載波

9、： s(t) = Acos(ct+ 0)基帶信號：基帶信號： m(t) （調(diào)制信號）（調(diào)制信號）二者相乘，得幅度調(diào)制信號（已調(diào)信號）：二者相乘，得幅度調(diào)制信號（已調(diào)信號）： sm(t)=Am(t)cos(ct+0) 或：或：sm(t)=m(t)cos(ct)()(Mtm)()(cosccct)()(21cos)(cccMMttm則：則：)()(2)()(ccmmMMAtsFTS5.1.1 調(diào)幅（調(diào)幅（Amplitude Modulation, AM）如果所輸入的基帶信號如果所輸入的基帶信號m(t)包含直流分量，即：包含直流分量，即： m(t)=A0+m(t)當(dāng)滿足當(dāng)滿足A0|m(t)|max，

10、則得到的輸出信號為調(diào)幅信號，或稱則得到的輸出信號為調(diào)幅信號，或稱AM信號。信號。AM信號的時域表達式：信號的時域表達式： ttmtAttmAtscccAMcos)(coscos)(00 AM調(diào)制器模型調(diào)制器模型m(t)A0cosctsAM(t)AAM信號信號SAM(t)的頻域表達式：的頻域表達式：設(shè)設(shè) m(t)M()，而而)()(21cos)()()(cos00ccccccMMttmAtA則則sAM(t) 的頻域表達式為的頻域表達式為)()(21)()()(0ccccAMMMASAM信號的信號的波形波形及及頻譜頻譜sAM(t)tS()-cc0s(t)ttA0m(t)M()-HH0SAM()-c

11、c02H1/2A01BAM=2 H ttmAtscAMcos)(0AM的特點的特點調(diào)幅過程使原始頻譜調(diào)幅過程使原始頻譜M()搬移到搬移到c處，頻譜中包含：處，頻譜中包含： 載頻分量載頻分量 A0 (-c)+ (+c) 邊帶分量邊帶分量 1/2 M(-c) + M(+c)AM信號的頻譜包含兩個頻帶，且對于信號的頻譜包含兩個頻帶，且對于c是對稱的。是對稱的。通常把大于通常把大于c或小于或小于- c的頻帶叫做上邊帶的頻帶叫做上邊帶 (Upper-side band, USB)，把大于把大于- c且小于且小于c的頻帶叫做下邊帶的頻帶叫做下邊帶 (Lower-side band, LSB)。AM波占用的

12、帶寬是原始信號帶寬的波占用的帶寬是原始信號帶寬的2倍倍, 即即 BAM=2 H為了實現(xiàn)不失真的調(diào)幅，必須滿足兩個條件為了實現(xiàn)不失真的調(diào)幅，必須滿足兩個條件: (a) 對于所有對于所有t，必須滿足，必須滿足 A0|m(t)|max (b) 載波頻率應(yīng)遠大于載波頻率應(yīng)遠大于m(t)的最高頻率分量的最高頻率分量,即即 cH 由波形可以看出，當(dāng)由波形可以看出，當(dāng)滿足條件：滿足條件：|m(t)| A0時，時，其包絡(luò)與調(diào)制信號波形相其包絡(luò)與調(diào)制信號波形相同，因此用同，因此用包絡(luò)檢波法包絡(luò)檢波法很很容易恢復(fù)出原始調(diào)制信號。容易恢復(fù)出原始調(diào)制信號。 否則，出現(xiàn)否則，出現(xiàn)“過調(diào)幅過調(diào)幅”現(xiàn)象。這時用包絡(luò)檢波將現(xiàn)

13、象。這時用包絡(luò)檢波將發(fā)生失真。但是，可以采發(fā)生失真。但是，可以采用其他的解調(diào)方法，如用其他的解調(diào)方法，如同同步檢波。步檢波。AM信號的功率信號的功率 sAM(t)=A0+m(t)cosct，得，得:由于由于m(t)沒有直流分量，即沒有直流分量，即averm(t)=0，載波功率載波功率邊帶功率（攜帶信息）邊帶功率（攜帶信息）2202222200( ) cos =cos( )cos2( )cosAMccccPAm ttAtm ttA m tt2AMP( )AMst22AM011P( )22CSAm tPP調(diào)制效率調(diào)制效率 有用功率（用于傳輸有用信息的邊帶功率）占信號有用功率（用于傳輸有用信息的邊帶

14、功率）占信號總功率的比例稱為調(diào)制效率：總功率的比例稱為調(diào)制效率：當(dāng)當(dāng)m(t) = Am cos mt時，時，當(dāng)當(dāng)|m(t)|max = A0時（時（100調(diào)制），調(diào)制），即即滿調(diào)幅滿調(diào)幅的條件下，的條件下，調(diào)制效率的最大值為：調(diào)制效率的最大值為： max 1/3 2220SAMAMmtPPAmt22( )/2mmtA 222222002mAMmmtAAAAmt5.1.2 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB-SC） 如果如果輸入基帶信號沒有直流分量輸入基帶信號沒有直流分量，則得到的，則得到的輸出信號便是無載波分量的雙邊帶調(diào)制信號，或輸出信號便是無載波分量的雙邊帶調(diào)制信號，或稱抑制

15、載波的雙邊帶（稱抑制載波的雙邊帶（ Double Side Band-Suppressed Carrier）調(diào)制信號，簡稱）調(diào)制信號，簡稱DSB信號。信號。 DSB信號的時域表達式：信號的時域表達式： sDSB(t)=m(t)cosct 若若m(t)M()， 則則DSB信號的信號的頻域表達式為：頻域表達式為： SDSB()=1/2M(-c) + M(+c) DSB信號的信號的波形波形及及頻譜頻譜cos0tOttOm(t)sDSB(t)OtOccM()OHHSDSB()Occ載波反相點2HBDSB=2HDSB-SC調(diào)制特點調(diào)制特點1、優(yōu)點：、優(yōu)點： 調(diào)制效率為調(diào)制效率為100，節(jié)省了載波功率。，

16、節(jié)省了載波功率。2、缺點：、缺點：DSB信號的包絡(luò)不再與調(diào)制信號的變化規(guī)律一信號的包絡(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)制信致，因而不能采用簡單的包絡(luò)檢波來恢復(fù)調(diào)制信號，號， 需采用需采用相干解調(diào)相干解調(diào)(同步檢波同步檢波)，較復(fù)雜，較復(fù)雜。由頻譜圖可知，由頻譜圖可知，DSB信號頻帶寬度是調(diào)制信號信號頻帶寬度是調(diào)制信號帶寬的兩倍，帶寬的兩倍，由于由于DSB信號的上、下兩個邊帶是信號的上、下兩個邊帶是完全對稱的，完全對稱的， 它們都攜帶了調(diào)制信號的全部信息，它們都攜帶了調(diào)制信號的全部信息，因此僅傳輸其中一個邊帶即可，這就是因此僅傳輸其中一個邊帶即可，這就是單邊帶調(diào)單

17、邊帶調(diào)制制能解決的問題。能解決的問題。 5.1.3單邊帶調(diào)制（單邊帶調(diào)制（SSB） 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅盡管節(jié)省了載波功抑制載波的雙邊帶調(diào)幅盡管節(jié)省了載波功率，但與常規(guī)雙邊帶調(diào)幅一樣，上下兩個邊帶率，但與常規(guī)雙邊帶調(diào)幅一樣，上下兩個邊帶是完全對稱的，所攜帶的信息完全相同，而用是完全對稱的，所攜帶的信息完全相同，而用一個邊帶就可以傳輸全部信息，這樣就產(chǎn)生了一個邊帶就可以傳輸全部信息，這樣就產(chǎn)生了單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制(Single side band )。SSB不僅節(jié)省不僅節(jié)省了載波功率，而且還節(jié)省了一半傳輸頻帶。了載波功率，而且還節(jié)省了一半傳輸頻帶。產(chǎn)生產(chǎn)生SSB信號的方法：信號的方法： 濾波法

18、濾波法 相移法相移法 形成形成SSB信號的濾波特性信號的濾波特性H()10ccH()0cc1(a)(b)SSB調(diào)制頻譜示意圖調(diào)制頻譜示意圖SSSB()-cc0(c)SSB信號(USB)SSSB()-cc0(d)SSB信號(LSB)M()-HH0(a)基帶信號SAM()-cc02HUSBUSBLSBLSB(b)DSB信號DSBBSSB=H1、濾波法濾波法產(chǎn)生單邊帶信號產(chǎn)生單邊帶信號 cosct HSSB()m(t)sSSB(t)sDSB(t)當(dāng)需要保留上邊帶時當(dāng)需要保留上邊帶時ccSSBH|,0|,1)(當(dāng)需要保留下邊帶時當(dāng)需要保留下邊帶時ccSSBH|,0|,1)(單邊帶信號的頻域表達式單邊帶

19、信號的頻域表達式SDSB()=1/2M(+c) + M(-c)()()(SSBDSBSSBHSS根據(jù)符號函數(shù)根據(jù)符號函數(shù)sgn的特性，的特性，010001sgn下邊帶下邊帶)sgn()sgn(21)(ccSSBH)sgn()()sgn()(41)()(41)(ccccccSSBMMMMS其中其中“”表示取下邊帶，表示取下邊帶，“”表示取上邊帶。表示取上邊帶。*希爾伯特濾波器希爾伯特濾波器(理想寬帶相移網(wǎng)絡(luò)理想寬帶相移網(wǎng)絡(luò)) 1, 0()s g n (), 0jhtHjjt hH1 h2/2/*常用變換常用變換 ( )mtm t00cossintt 00sincostt 00cossinmttm

20、tt 00sincosmttmtt 0-,mt 注注 ：為為 低低 通通 信信 號號 ， 頻頻 率率 范范 圍圍 為為且且單邊帶信號的時域表達式：單邊帶信號的時域表達式：由于由于的希爾伯特變換是)()(sin)(21)sgn()()sgn()(41cos)(21)()(41tmtmttmMMttmMMccccccccttmttmtsccSSBsin)(21cos)(21)(其中其中“”表示取下邊帶，表示取下邊帶，“”表示取上邊表示取上邊帶。帶。 用濾波法形成用濾波法形成SSB信號的技術(shù)難點是，由信號的技術(shù)難點是，由于一般調(diào)制信號都具有豐富的低頻成分，經(jīng)調(diào)于一般調(diào)制信號都具有豐富的低頻成分，經(jīng)調(diào)

21、制后得到的制后得到的DSB信號的上、下邊帶之間的間隔信號的上、下邊帶之間的間隔很窄，這就要求單邊帶濾波器在很窄，這就要求單邊帶濾波器在fc附近具有陡峭附近具有陡峭的截止特性，才能有效地抑制無用的一個邊帶。的截止特性，才能有效地抑制無用的一個邊帶。這就使濾波器的設(shè)計和制作很困難，有時甚至這就使濾波器的設(shè)計和制作很困難，有時甚至難以實現(xiàn)。為此，在工程中往往采用多級調(diào)制難以實現(xiàn)。為此，在工程中往往采用多級調(diào)制濾波的方法。濾波的方法。2、相移法相移法產(chǎn)生單邊帶信號產(chǎn)生單邊帶信號Hh()221m(t)sSSB(t)21m(t) cosctcosct21m(t)cosct21m(t)sinttmttmts

22、ccSSBsin)(21cos)(21)( 缺點：缺點：移法形成移法形成SSB信號的困難在于寬帶相移信號的困難在于寬帶相移網(wǎng)絡(luò)的制作，該網(wǎng)絡(luò)要對調(diào)制信號網(wǎng)絡(luò)的制作，該網(wǎng)絡(luò)要對調(diào)制信號m(t)的所有的所有頻率分量嚴(yán)格相移頻率分量嚴(yán)格相移/2，這一點即使近似達到，這一點即使近似達到也是困難的。為解決這個難題，可以采用混合也是困難的。為解決這個難題，可以采用混合法法（也叫維弗（也叫維弗weaver法）。法）。優(yōu)點：不需要濾波器具有陡峭的截止特性。優(yōu)點：不需要濾波器具有陡峭的截止特性。 綜上所述：綜上所述： SSB調(diào)制方式在傳輸信號時，不但調(diào)制方式在傳輸信號時，不但可節(jié)省載波發(fā)射功率，而且它所占用的頻

23、帶寬度為可節(jié)省載波發(fā)射功率，而且它所占用的頻帶寬度為BSSB=fH，只有，只有AM、 DSB的一半，因此，它目前已的一半，因此，它目前已成為短波通信中的一種重要調(diào)制方式。成為短波通信中的一種重要調(diào)制方式。 SSB信號的解調(diào)和信號的解調(diào)和DSB一樣不能采用簡單的包一樣不能采用簡單的包絡(luò)檢波，因為絡(luò)檢波，因為SSB信號也是抑制載波的已調(diào)信號，信號也是抑制載波的已調(diào)信號，它的包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號的變化，所以仍需它的包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號的變化，所以仍需采用相干解調(diào)。采用相干解調(diào)。 例：（習(xí)題例：（習(xí)題5-3） 已知調(diào)制信號已知調(diào)制信號m(t)=cos(2000t)+cos(4000t)，載波為

24、，載波為cos104t，進行單邊帶調(diào)制，試確定該單邊帶信號的，進行單邊帶調(diào)制，試確定該單邊帶信號的表示式，并畫出頻譜圖。表示式，并畫出頻譜圖。解：解：DSB信號為信號為:SDSB(t)= m(t) cos104t =cos(2000t)+cos(4000t)cos104t = (1/2)cos(12000t)+cos(8000t) +(1/2)cos(14000t)+cos(6000t)SSB信號為：信號為：下邊帶下邊帶SLSB(t)= (1/2)cos(6000t)+(1/2)cos(8000t)-14000 -12000 0 12000 14000 -8000 -6000 0 6000 8

25、000 上邊帶上邊帶SUSB(t)=(1/2)cos(12000t)+(1/2)cos(14000t)5.1.4 殘留邊帶調(diào)制（殘留邊帶調(diào)制（VSB） 殘留邊帶調(diào)制（殘留邊帶調(diào)制（ Vestigial-side band）不是對一個邊帶完全濾除不要，而是使它逐漸不是對一個邊帶完全濾除不要，而是使它逐漸截止，是一種介于雙邊帶和單邊帶之間的截止，是一種介于雙邊帶和單邊帶之間的“折折衷衷”方法。方法。 VSB綜合了單邊帶和雙邊帶兩者的優(yōu)點：綜合了單邊帶和雙邊帶兩者的優(yōu)點：在節(jié)省帶寬方面幾乎和在節(jié)省帶寬方面幾乎和SSB相同，其低頻基帶相同，其低頻基帶特性同特性同DSB一樣良好。一樣良好。 HBVSB2

26、H濾波法產(chǎn)生濾波法產(chǎn)生VSB信號信號 cosct HVSB()m(t)sVSB(t)sDSB(t)殘留邊帶法分為殘留邊帶法分為殘留上邊帶殘留上邊帶和和殘留下邊帶殘留下邊帶兩種。兩種。M()OHHcODSBScOcL S BScOcU S BSccOV S BSccOV S BScDSB、 SSB和和VSB信號的頻譜信號的頻譜VSB調(diào)制和解調(diào)器模型調(diào)制和解調(diào)器模型 (a) VSB調(diào)制器模型調(diào)制器模型 （b) VSB解調(diào)器模型解調(diào)器模型 VSB信號顯然也不能簡單地采用包絡(luò)檢波，信號顯然也不能簡單地采用包絡(luò)檢波， 而必而必須采用相干解調(diào)。須采用相干解調(diào)。HVSB()m(t)c(t) cosctsVS

27、B(t)LPFmo(t)2cosctsVSB(t)(a)(b)殘留邊帶信號的頻譜為殘留邊帶信號的頻譜為 )()()(21VSBccVSBHMMS 為了確定上式中為了確定上式中殘留邊帶濾波器傳輸特性殘留邊帶濾波器傳輸特性HVSB()應(yīng)滿足的條件，我們應(yīng)滿足的條件，我們來分析一下接收端是來分析一下接收端是如何從該信號中恢復(fù)原基帶信號的。如何從該信號中恢復(fù)原基帶信號的。 解調(diào)器乘法器輸出為：解調(diào)器乘法器輸出為： sVSB(t) cosct)()2()(21)()()()2(21)(cVSBccVSBcVSBccVSBHMMSHMMS)()2()(41)()()2(41cos)(cVSBccVSBcc

28、VSBHMMHMMtts)()()(41)(cVSBcVSBoHHMM)()(21cos)(cVSBcVSBcVSBSStts經(jīng)低通濾波器的輸出頻譜經(jīng)低通濾波器的輸出頻譜 )()()(21VSBccVSBHMMS為了保證相干解調(diào)的輸出無失真地重現(xiàn)調(diào)制信號為了保證相干解調(diào)的輸出無失真地重現(xiàn)調(diào)制信號 m0(t) M()，必須要求，必須要求 HVSB(+c)+HVSB(-c)=C，|H 式中，式中，H是調(diào)制信號的最高頻率。是調(diào)制信號的最高頻率。 上式就是確定上式就是確定殘留邊帶濾波器傳輸特性殘留邊帶濾波器傳輸特性HVSB()所所必須遵循的條件必須遵循的條件。 HVSB(+c)+HVSB(-c)=C的

29、幾何解釋：的幾何解釋： 以殘留上邊帶的濾波器為例，以殘留上邊帶的濾波器為例， HVSB()是一個是一個低通濾波器。低通濾波器。 將將HVSB()進行進行c的頻移，分別得到的頻移，分別得到HVSB(-c)和和HVSB(+c)，將兩者相加，其結(jié)果在，將兩者相加，其結(jié)果在|H范范圍內(nèi)應(yīng)為常數(shù)。圍內(nèi)應(yīng)為常數(shù)。 為 了 滿 足 這 一 要 求 ， 必 須 使為 了 滿 足 這 一 要 求 ， 必 須 使 HV S B(-c)和和HVSB(+c)在在=0處具有處具有互補對稱（奇對稱）互補對稱（奇對稱）的截的截止特性。止特性。 殘留邊帶濾波器的幾何解釋殘留邊帶濾波器的幾何解釋cO(b)cVSBHccOHVS

30、B()(a)cO(c)VSBcHccOc(d)VSBcVSBcHHcHH 由此我們得到如下重要概念：由此我們得到如下重要概念：只要殘留邊帶濾波只要殘留邊帶濾波器的特性器的特性HVSB()在在c處具有互補對稱特性，處具有互補對稱特性，那么，那么，采用相干解調(diào)法解調(diào)殘留邊帶信號就能夠準(zhǔn)確地恢復(fù)采用相干解調(diào)法解調(diào)殘留邊帶信號就能夠準(zhǔn)確地恢復(fù)所需的基帶信號。所需的基帶信號。 顯然，滿足這種要求的濾波器并不是唯一的，而顯然，滿足這種要求的濾波器并不是唯一的，而是有無窮多個。是有無窮多個。 如果濾波器的截止特性非常陡峭，所得到的殘留邊帶如果濾波器的截止特性非常陡峭，所得到的殘留邊帶信號便接近單邊帶信號，濾

31、波器將難以制作；信號便接近單邊帶信號，濾波器將難以制作； 如果濾波器截止特性變差，則殘留部分自然增多，信如果濾波器截止特性變差，則殘留部分自然增多，信號所占據(jù)帶寬越來越逼近雙邊帶信號。號所占據(jù)帶寬越來越逼近雙邊帶信號。 所以所以VSB信號的帶寬與濾波器的實現(xiàn)之間存在著矛盾，信號的帶寬與濾波器的實現(xiàn)之間存在著矛盾，在實際中需要恰當(dāng)處理。在實際中需要恰當(dāng)處理。例：習(xí)題例：習(xí)題5-4 將調(diào)幅波通過殘留邊帶濾波器產(chǎn)生殘留將調(diào)幅波通過殘留邊帶濾波器產(chǎn)生殘留邊帶信號。若此濾波器的傳輸函數(shù)邊帶信號。若此濾波器的傳輸函數(shù)H()如圖如圖所示（斜線段）為直線。當(dāng)調(diào)制信號所示（斜線段）為直線。當(dāng)調(diào)制信號 m(t)=

32、Asin100t+sin6000t時，時， 試確定所得殘留邊帶信號的表達式。試確定所得殘留邊帶信號的表達式。10.510.5109.514-10.5 -10 -9.5-14f/KHzH()分析：根據(jù)殘留邊帶濾波器在分析：根據(jù)殘留邊帶濾波器在fc處具有互補對稱特性，處具有互補對稱特性，可以從可以從H()圖上得知載頻圖上得知載頻 fc10KHz。設(shè)調(diào)幅波設(shè)調(diào)幅波 AM0c0maxstmm tcost, mm(t) AM0000stmm tcos20000 t = mA sin100 t+sin6000 tcos20000 t =m cos20000 t+A sin100 t+sin6000 t c

33、os20000 tA =m cos20000 t+sin20100 t-sin19900 t+sin26000 t-sin140020 t AM0Sm2000020000j A +201002010019900199002j A + +26000260001400014000 2 10.510.5109.514-10.5 -10 -9.5-14f/KHzH() AM0Sm2000020000j A +201002010019900199002j A + +26000260001400014000 2 f10KHzH0.5f10.05KHzH0.5+0.05=0.55f9.95KHzH0.5-0

34、.05=0.45f13KHzH1f7KHzH0 時，時，時，時，時， VSBAMSSH f10KHZH0.5f10.05KHZH0.5+0.05=0.55f9.95KHZH0.5-0.05=0.45f13KHZH1f7KHZH0 時，時，時，時，時， VSB0Sm0.52000020000j A +0.55+20100201000.4519900199002j A +26000260002 所以 VSB01Astm cos20000 t+0.55sin20100 t0.45sin19900 tsin26000 t22 VSBAMSSH5.1.5 幅度調(diào)制的一般模型幅度調(diào)制的一般模型 在前的討論

35、中，可以歸納出濾波法線在前的討論中，可以歸納出濾波法線性調(diào)制的一般模型如下：性調(diào)制的一般模型如下： 調(diào)制器的一般模型中，適當(dāng)選擇濾波器的特性調(diào)制器的一般模型中，適當(dāng)選擇濾波器的特性H()，便可以得到各種幅度調(diào)制信號。例如，調(diào)幅、，便可以得到各種幅度調(diào)制信號。例如，調(diào)幅、雙邊帶、單邊帶及殘留邊帶信號等。雙邊帶、單邊帶及殘留邊帶信號等。H()H()-c 0 c1(a)理想低通濾波器理想低通濾波器H()-c 0 c1(c)理想高通濾波器理想高通濾波器-H -L 0 L H 1(b)理想帶通濾波器理想帶通濾波器h(t)H() ，根據(jù)其特性，可將其分為，根據(jù)其特性，可將其分為 低通、高通和帶通濾波器。低

36、通、高通和帶通濾波器。 圖圖(a)所示的低通濾波器形式和圖所示的低通濾波器形式和圖 (b)所示的帶通所示的帶通（或高通）濾波器形式。（或高通）濾波器形式。 HVSB()10.50cccc00.51HVSB()(a)(b) 殘留邊帶濾波器特性殘留邊帶濾波器特性(a) 殘留部分上邊帶的濾波器特性殘留部分上邊帶的濾波器特性;(b) 殘留部分下邊帶的濾波器特性殘留部分下邊帶的濾波器特性 dttmhtsccm)cos()()()(cos( ) ()cossin( ) ()sin( )cos( )sinccccIcQcthm tdthm tds ttstt HMMScc)()(21)()(cos)()(t

37、httmtscm由此式可得線性調(diào)制相移法的一般模型由此式可得線性調(diào)制相移法的一般模型 ( )m t cos()ct ( )Is t ( )IH ( )Qst 由表示式可見，對于幅度調(diào)制信號，由表示式可見，對于幅度調(diào)制信號， 在在波形波形上，它的幅度隨基帶信號規(guī)律而變化；上，它的幅度隨基帶信號規(guī)律而變化； 在在頻譜頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號頻譜結(jié)構(gòu)在頻域內(nèi)的簡單搬移結(jié)構(gòu)在頻域內(nèi)的簡單搬移(精確到常數(shù)因子精確到常數(shù)因子)。 由于這由于這種搬移是線性的，因此幅度調(diào)制通常又種搬移是線性的，因此幅度調(diào)制通常又稱為稱為線性調(diào)制線性調(diào)制。 5.1.6 相干解調(diào)與包絡(luò)

38、檢波相干解調(diào)與包絡(luò)檢波相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)器的一般模型相干解調(diào)器的一般模型 相干解調(diào)器原理：為了無失真地恢復(fù)原基帶信相干解調(diào)器原理：為了無失真地恢復(fù)原基帶信號，號，接收端必須提供一個與接收的已調(diào)載波嚴(yán)接收端必須提供一個與接收的已調(diào)載波嚴(yán)格同步（同頻同相）的本地載波（稱為相干載格同步（同頻同相）的本地載波（稱為相干載波）波），它與接收的已調(diào)信號相乘后，經(jīng)低通濾它與接收的已調(diào)信號相乘后，經(jīng)低通濾波器取出低頻分量，即可得到原始的基帶調(diào)制波器取出低頻分量，即可得到原始的基帶調(diào)制信號。信號。 相干解調(diào)器性能分析相干解調(diào)器性能分析已調(diào)信號的一般表達式為已調(diào)信號的一般表達式為 與同頻同相的相干載波與同頻

39、同相的相干載波c(t)相乘后，得相乘后，得經(jīng)低通濾波器后，得到經(jīng)低通濾波器后，得到( )( )cos( ) inmIcQcsts ttst st ( )cos111( )( )cos2( ) in2222pmcIIcQcsts tts ts tts t st 1( )2dIsts t 1( )2dIststm t( )( )cos( )( ) ()cos( )( )IcIcIh th tts thm tdh tm t 包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波適用條件：適用條件：AM信號，且要求信號，且要求|m(t)|max A0 ， 包絡(luò)檢波器結(jié)構(gòu)：包絡(luò)檢波器結(jié)構(gòu)：通常由半波或全波整流器和低通濾波器組成。通常由半波或

40、全波整流器和低通濾波器組成。例如例如 性能分析性能分析設(shè)輸入信號是設(shè)輸入信號是 選擇選擇RC滿足如下關(guān)系滿足如下關(guān)系 在大信號檢波時（一般大于在大信號檢波時（一般大于0.5 V），）， 檢波器的輸出為檢波器的輸出為隔去直流后即可得到原信號隔去直流后即可得到原信號m(t)。 ttmAtscAMcos)()(0cHfRCf /1 0( )dstAm t 解調(diào)器抗噪聲性能分析模型解調(diào)器抗噪聲性能分析模型帶通濾波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t)解調(diào)器mo(t)no(t) 5.2.1分析模型分析模型 分析解調(diào)器的抗噪聲性能的模型如下圖所示。分析解調(diào)器的抗噪聲性能的模型如下圖所示。圖中，圖中，sm

41、(t)為已調(diào)信號，為已調(diào)信號，n(t)為傳為傳輸過程中疊加的輸過程中疊加的高斯白噪聲。高斯白噪聲。 帶寬帶寬B B=？ 已調(diào)信號帶寬已調(diào)信號帶寬 ( )cos( )sinccscn ttn tt5.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 帶通濾波器的作用是：取出信號，抑制噪聲。帶通濾波器的作用是：取出信號，抑制噪聲。帶通濾波器的帶寬帶通濾波器的帶寬B應(yīng)等于已調(diào)信號的頻帶寬度，到應(yīng)等于已調(diào)信號的頻帶寬度，到 達解調(diào)器輸入端的信號仍可認(rèn)為是達解調(diào)器輸入端的信號仍可認(rèn)為是sm(t) 。|H( f )|1.00f0f0fBcc|H( f )|1.00f-fc fcBBBB n(t)是零均

42、值的平穩(wěn)高斯白噪聲是零均值的平穩(wěn)高斯白噪聲，當(dāng)帶通濾波器帶寬遠小于，當(dāng)帶通濾波器帶寬遠小于其中心頻率其中心頻率c時，時，n(t)經(jīng)帶通濾波器后，即解調(diào)器輸入端為平經(jīng)帶通濾波器后，即解調(diào)器輸入端為平穩(wěn)的穩(wěn)的窄帶高斯白噪聲窄帶高斯白噪聲fPni(f)0n0/2fc-fcBBfPnc(f)= Pns(f)0n0-B/2B/2( )( )cos( )siniccscn tn ttn tt設(shè)設(shè)Ni為解調(diào)器輸入噪聲為解調(diào)器輸入噪聲ni(t)的平均功率，白噪聲的雙邊功率的平均功率，白噪聲的雙邊功率 譜密度為譜密度為n0/2，則：，則：222( )( )( )iics0N = ntntntn B22( )(

43、)ooooSm tNn t解調(diào)器輸出信號的平均功率解調(diào)器輸出噪聲的平均功率)()(22tntsNSimii功率解調(diào)器輸入噪聲的平均功率解調(diào)器輸入信號的平均評價一個模擬通信系統(tǒng)質(zhì)量的好壞，最終是要看評價一個模擬通信系統(tǒng)質(zhì)量的好壞，最終是要看解調(diào)解調(diào)器的輸出信噪比器的輸出信噪比。輸出信噪比定義為：。輸出信噪比定義為：輸入信噪比定義為：輸入信噪比定義為：調(diào)制制度增益調(diào)制制度增益，用來比較，用來比較同類同類調(diào)制系統(tǒng)采用不同調(diào)制調(diào)制系統(tǒng)采用不同調(diào)制器的性能：器的性能：/ooiiSNGSN線性調(diào)制線性調(diào)制相干解調(diào)相干解調(diào)的抗噪聲性能分析模型的抗噪聲性能分析模型帶通濾波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t

44、)mo(t)no(t)低通濾波器cosct 解調(diào)器帶寬帶寬B=B=？ 帶寬？帶寬？相干解調(diào)抗噪聲性能分析模型相干解調(diào)抗噪聲性能分析模型已調(diào)信號帶寬已調(diào)信號帶寬基帶信號帶寬基帶信號帶寬5.2.2 DSB調(diào)制系統(tǒng)的性能調(diào)制系統(tǒng)的性能 解調(diào)器輸入信號為解調(diào)器輸入信號為 ttmtmtmc2cos)(21)(21tcos)(c21( )( )2om tm tttmtscmcos)()( 與相干載波與相干載波cosct相乘后，得相乘后，得經(jīng)低通濾波器后，輸出信號為經(jīng)低通濾波器后，輸出信號為因此，因此， 解調(diào)器輸出端的有用信號功率為解調(diào)器輸出端的有用信號功率為 221( )( )4ooSm tm tttnt

45、tntncsccisin)(cos)()( 解調(diào)解調(diào)DSB時，接收機中的帶通濾波器的中心頻時，接收機中的帶通濾波器的中心頻率為調(diào)制載頻率為調(diào)制載頻c，因此解調(diào)器輸入端的噪聲，因此解調(diào)器輸入端的噪聲ni(t)可可表示為表示為它與相干載波它與相干載波cosct相乘后，得相乘后，得2sin)(2cos)(21)(21cossin)(cos)(cos)(ttnttntntttnttnttncscCcccsccci經(jīng)低通濾波器后，經(jīng)低通濾波器后， 解調(diào)器最終的輸出噪聲為解調(diào)器最終的輸出噪聲為 1( )( )2ocn tn t221( )( )4oocNn tn t)()()(222222tntntnsc

46、innnsci211( )44oiiNn tN222001( )( )( )4124oomim tSm tm tNn Bn fN(只包含同相分量只包含同相分量) 故輸出噪聲功率為故輸出噪聲功率為 而而 則則 而而 200( )2iimNn tn Bn f222( ) ( )cos1( )2imcSstm ttm t220011( )( )222iimm tm tSNn Bn f這里，這里，BPF的帶寬的帶寬B=2fm，為雙邊帶信號的帶寬。，為雙邊帶信號的帶寬。 解調(diào)器輸入信號平均功率為解調(diào)器輸入信號平均功率為 得解調(diào)器的輸入信噪比為得解調(diào)器的輸入信噪比為 因而調(diào)制制度增益為因而調(diào)制制度增益為0

47、/2/oooiDSBiiomDSBSNSSGSNNn f由此可見，由此可見，DSB調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為2。這就是說，。這就是說， DSB信號的解調(diào)器使信噪比改善一倍信號的解調(diào)器使信噪比改善一倍。這是因為采用。這是因為采用同步解調(diào)，使輸入噪聲中的一個正交分量同步解調(diào)，使輸入噪聲中的一個正交分量ns(t)被消除被消除的緣故。的緣故。 2201( )( )4124oomim tSm tNn fN220011( )( )222iimm tm tSNn Bn f5.2.3 SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能調(diào)制系統(tǒng)的性能 單邊帶信號的解調(diào)方法與雙邊帶信號相同，單邊帶信號的解調(diào)方法與雙邊帶信號相同，

48、 其區(qū)別僅在于解調(diào)器之前的帶通濾波器的帶寬其區(qū)別僅在于解調(diào)器之前的帶通濾波器的帶寬不同。不同。 前者的帶通濾波器的帶寬是后者的一半。前者的帶通濾波器的帶寬是后者的一半。 由于單邊帶信號的解調(diào)器與雙邊帶信號的相同，由于單邊帶信號的解調(diào)器與雙邊帶信號的相同，單邊帶信號解調(diào)器的輸出噪聲與輸入噪聲的功率為：單邊帶信號解調(diào)器的輸出噪聲與輸入噪聲的功率為：00111444oimNNn Bn fB=fm，單邊帶的帶通濾波器的帶寬。單邊帶的帶通濾波器的帶寬。ttmttmtsccmsin)(21cos)(21)(單邊帶信號時域表達式為：單邊帶信號時域表達式為：與相干載波相乘后得：與相干載波相乘后得：22( )1

49、( )16ooSm tm t2sin)(2cos)()(41cos)(ttmttmtmttscccSSB 經(jīng)經(jīng)LPF后，其中的后，其中的2c頻率分量被濾除，解調(diào)頻率分量被濾除，解調(diào)器輸出信號：器輸出信號：1( )( )4om tm t因此，輸出信號平均功率因此，輸出信號平均功率2220001( )( )( )161444oomm tSm tm tNn Bn fn B輸入信號平均功率為：輸入信號平均功率為：221( ) ( )cos( )sin4imccSstm ttm tt21( )4iSm t220011( )( )222iimDSBm tm tSNn Bn f2220001( )( )(

50、)444iimm tSm tm tNn Bn Bn f22111 =( ) +( )( ) ( )sin2884cm tm tm t m ttm(t)和和 都是基帶信號，其隨時間的變化相對于以都是基帶信號，其隨時間的變化相對于以 為載頻為載頻 的載波的變化是十分緩慢的，所以第的載波的變化是十分緩慢的，所以第3項項=0。 與與m(t)幅度相同，所以兩者具有相同的平均功率，幅度相同，所以兩者具有相同的平均功率，故上式變?yōu)椋汗噬鲜阶優(yōu)椋? )m t( )m tc2 于是，于是， 單邊帶解調(diào)器的輸入信噪比為單邊帶解調(diào)器的輸入信噪比為BntmBntmNSii02024)()(41輸出信噪比為輸出信噪比為

51、BntmBntmNS0202004)(41)(161因而調(diào)制制度增益為因而調(diào)制制度增益為000/1/oiSSBiiomSSBSNSSGSNNn f 000/2/oiDSBiiomDSBSNSSGSNNn f結(jié)論結(jié)論 GDSB=2GSSB， 這并不能說明雙邊帶系統(tǒng)的抗噪聲這并不能說明雙邊帶系統(tǒng)的抗噪聲性能比單邊帶系統(tǒng)好。性能比單邊帶系統(tǒng)好。因為雙邊帶已調(diào)信號的平均功率是單邊帶信號的因為雙邊帶已調(diào)信號的平均功率是單邊帶信號的2 倍，所以兩者的輸出信噪比是在不同的輸入信號倍，所以兩者的輸出信噪比是在不同的輸入信號功率情況下得到的。功率情況下得到的。如果在相同的輸入信號功率如果在相同的輸入信號功率Si

52、，對這兩種調(diào)制方式，對這兩種調(diào)制方式進行比較，可以發(fā)現(xiàn)它們的輸出信噪比是相等的。進行比較，可以發(fā)現(xiàn)它們的輸出信噪比是相等的。兩者的抗噪聲性能是相同兩者的抗噪聲性能是相同的，但雙邊帶信號所需的，但雙邊帶信號所需的傳輸帶寬是單邊帶的的傳輸帶寬是單邊帶的 2 倍。倍。 VSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 VSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能的分析方法與上面調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能的分析方法與上面的相似。的相似。 但是，由于采用的殘留邊帶濾波器的頻率但是，由于采用的殘留邊帶濾波器的頻率特性形狀不同，特性形狀不同， 所以，抗噪聲性能的計算是比較復(fù)所以，抗噪聲性能的計算是比較復(fù)雜的。但是雜的。但是殘留邊帶不

53、是太大的時候，近似認(rèn)為與殘留邊帶不是太大的時候，近似認(rèn)為與SSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能相同。調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能相同。 5.2.4 調(diào)幅信號的抗噪聲性能調(diào)幅信號的抗噪聲性能AM信號可采用信號可采用包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波和和相干解調(diào)相干解調(diào)。實際中，實際中，AM信號常用簡單的包絡(luò)檢波法解調(diào)信號常用簡單的包絡(luò)檢波法解調(diào)， 其其 檢波輸出正比于輸入信號的包絡(luò)變化。檢波輸出正比于輸入信號的包絡(luò)變化。帶通濾波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t)包絡(luò)檢波器mo(t)no(t)AM包絡(luò)檢波的抗噪聲性能分析模型包絡(luò)檢波的抗噪聲性能分析模型:（1）包絡(luò)檢波解調(diào)）包絡(luò)檢波解調(diào) 設(shè)設(shè)A0為直流分量，為直流分量，m(t)

54、為調(diào)制信號。為調(diào)制信號。m(t)的均的均值為值為0， 且且A0|m(t)|max22220000( )( )24iimSAm tAm tNn Bn fBntnNii02)(ttnttntncsccisin)(cos)()(0 ( )( )cosAMmcstAm tt信號220( )( )022iAm tSm t輸入噪聲為輸入噪聲為輸入信噪比輸入信噪比包絡(luò)檢波器輸入合成：包絡(luò)檢波器輸入合成： 0( )( )( )cos( )cos( )sinmicccscstn tAm ttn ttn tt合成包絡(luò)及相位分別為：合成包絡(luò)及相位分別為：2200( )( )( )( )( )( )arctan( )

55、( )csscE tAm tn tntn ttAm tn t0( )( )cos( )sinccscAm tn ttn tt( )cos( )cE ttt理想包絡(luò)檢波器的輸出理想包絡(luò)檢波器的輸出可見，檢波輸出中有用信號與噪聲無法完全分開?？梢?，檢波輸出中有用信號與噪聲無法完全分開。考慮兩種特殊情況：考慮兩種特殊情況： 1） 大信噪比情況大信噪比情況 此時，此時， 輸入信號幅度遠大于噪聲幅度輸入信號幅度遠大于噪聲幅度， 即即220( )( )( )csAm tnt +nt220( )( )( )( )csE tAm tn tnt22022200( )( )( )( )( )2( )( )( )(

56、 )csccsE tAm tn tntAm tAm t n tntnt200( )2( )( )cAm tAm t n t12002( )( ) 1( )cn tAm tAm t00( )( ) 1( )cn tAm tAm t0( )( )cAm tn t1|,21)1 (2/1xxx當(dāng)220( )( )( )csAm tnt +nt式中式中直流分量直流分量A0被電容器阻隔被電容器阻隔；有用信號與噪聲獨立地分成兩項，因而可分別計算有用信號與噪聲獨立地分成兩項，因而可分別計算出輸出有用信號功率及噪聲功率出輸出有用信號功率及噪聲功率)(20tmS BntntnNic0220)()(輸出信噪比輸出

57、信噪比BntmNS0200)(大信噪比下，大信噪比下，AM信號檢波器的調(diào)制制度增益：信號檢波器的調(diào)制制度增益：200220/2( )1/( )AMiiSNm tGSNAm t 顯然，顯然，AM信號的調(diào)制制度增益信號的調(diào)制制度增益GAM隨隨A0的減小的減小而增加。而增加。 但對包絡(luò)檢波器來說但對包絡(luò)檢波器來說, 為了不發(fā)生過調(diào)制為了不發(fā)生過調(diào)制現(xiàn)象現(xiàn)象,應(yīng)有應(yīng)有A0|m(t)|max，所以，所以GAM總是小于總是小于1。2200( )2iiSAm tNn BBntmNS0200)(例如：例如：100%的調(diào)制的調(diào)制(即即A0=|m(t)|max)，且，且m(t)又是正弦又是正弦型信號型信號(單音信

58、號單音信號)時時:22200m( )(sin)2Am tAt 這是這是AM系統(tǒng)的最大信噪比增益系統(tǒng)的最大信噪比增益。這說明解調(diào)。這說明解調(diào)器對輸入信噪比沒有改善，器對輸入信噪比沒有改善， 而是惡化了。而是惡化了。 100%的調(diào)制時的調(diào)制時:00m( )sincosmcstAAtt22202( )23( )m tGAm t(max)(min)(max)(min)( )( )( )( )AMAMaAMAMststmstst 2） 小信噪比情況小信噪比情況 小信噪比指的是噪聲幅度遠大于信號幅度小信噪比指的是噪聲幅度遠大于信號幅度， 即即220( )( )( )csAm tnt +nt22200( )

59、( )( )( )2( )( )cscE tAm tn tn tn tAm t220( )( )2( )( )cscn tn tn tAm t220222( )( )( )( )1( )( )ccscsn tAm tn tn tn tn t02( )( ) 1cos ( )( )Am tR ttR tR(t)及及(t)代表代表噪聲噪聲ni(t)的包的包絡(luò)及相位絡(luò)及相位 0( )( )1cos ( )( )Am tR ttR t0( )( )cos ( )R tAm tt0( )( )( )1cos ( )( )Am tE tR ttR tE(t)中沒有單獨的信號項，只有受到中沒有單獨的信號項，

60、只有受到cos(t)調(diào)制的調(diào)制的m(t)cos(t)項。項。 cos(t)是一個隨機噪聲，因而，有用信號是一個隨機噪聲，因而，有用信號m(t)被噪聲被噪聲擾亂，致使擾亂，致使m(t)cos(t)也只能看作是噪聲也只能看作是噪聲。 輸出信噪比急劇下降，這種現(xiàn)象稱為解調(diào)器的輸出信噪比急劇下降，這種現(xiàn)象稱為解調(diào)器的門限效門限效應(yīng)應(yīng)。開始出現(xiàn)門限效應(yīng)的輸入信噪比稱為開始出現(xiàn)門限效應(yīng)的輸入信噪比稱為門限值門限值。門。門限效應(yīng)是由包絡(luò)檢波器的非線性解調(diào)作用所引起的。限效應(yīng)是由包絡(luò)檢波器的非線性解調(diào)作用所引起的。 相干解調(diào)（同步解調(diào)）不存在門限效應(yīng)。相干解調(diào)（同步解調(diào)）不存在門限效應(yīng)。（2）相干解調(diào)（習(xí)題）