通信原理第二次討論課

1、12級 電一DSB與與SSB調制增益關系調制增益關系FM與與PM調制的關系調制的關系FM的產生與解調的產生與解調DSB調制系統(tǒng)的性能調制系統(tǒng)的性能DSB調制系統(tǒng)的性能調制系統(tǒng)的性能 DSB調制過程時域表示式：頻譜：曲線：ttmtscDSBcos)()()()(21)(ccDSBMMS AM調制中載波分量不攜帶信息，信息由邊帶傳送，如果將直流分量A0去掉就可以得到抑制載波的雙邊帶信號，簡稱DSB。 DSB調制的特點 由于DSB調制沒有載波分量，所以DSB調制效率是100%； 由于DSB信號的包絡不在與調制信號的變化規(guī)律一致，因而不能采用簡單的包絡檢波恢復調制信號; DSB信號雖然節(jié)省了載波功率，

2、但它所需的傳輸帶寬仍是調制信號的兩倍，與AM信號帶寬相同。 DSB解調過程輸入信號：乘 積：ttmtscmcos)()(ttmtmttSmccm2cos)(21)(21cos)(0LPF tsmtccos tmo 解調是調制的逆過程，作用是從接受的已調信號中恢復原基帶信號，解調與調制一樣均是頻譜搬移。 由于加性噪聲只對已調信號的接收產生影響，因而調制系統(tǒng)的抗噪聲性能主要用解調器的抗噪聲性能來衡量。為了對不同調制方式下各種解調器性能進行度量，通常采用信噪比增益G（調制制度增益）來表示解調器的抗噪聲性能。DSB噪聲性能分析模型： DSB的抗噪聲性能BPFLPF tsm tn tni tsmtcco

3、s tmo tno解調器解調器濾除已調信頻濾除已調信頻帶以外的噪聲帶以外的噪聲o1( )( )2m tm t22oo1( )( )4Sm tm tttnttntncsccisin)(cos)( )(tttnttnttnccscccicossin)(cos)(cos)(2sin)(2cos)(21)(21ttnttntncsccc22oo1( )( )4cNn tn tBnNtnii024141)(41濾波后輸出：功 率：輸入窄帶噪聲：)(21cos)()(222tmttmtsScmiBntmNSii02)(2122oo01( )( )414im tSm tNn BNoo/2/DSBiiSNGS

4、N輸入信噪比輸出信噪比制 度 增 益輸入信號功率DSB與與SSB調制增益的關系調制增益的關系 單邊帶（SSB）信號是將雙邊帶信號中的一個邊帶濾掉而形成的。根據(jù)濾波方法的不同 ，產生SSB信號的方法有：濾波法和相移法。o01144iNNn Bttmttmtsccmsin)(21cos)(21)(o1( )( )4mtm t22oo1( )( )16Sm tm t22oo001( )( )16144m tSm tNn Bn B在SSB調制系統(tǒng)中噪 聲 功 率解調器輸出輸出信號功率輸出信噪比輸入信號功率：BntmBntmNSii02024)()(41oo/1/SSBiiSNGSN tm241輸入信噪

5、比： 制 度 增 益 ： )(21)(2141sin)(cos)(41)(2222tmtmttmttmtsSccmi結論：結論： DSB與SSB調制增益的關系為 GDSB = 2GSSB但這并不能說明DSB系統(tǒng)的抗噪聲性能比SSB系統(tǒng)好。在相同的輸入信號功率Si，相同的輸入噪聲功率譜密度，相同的基帶信號帶寬條件下，它們的輸出信噪比是相等的，因此兩者的抗噪聲性能是相同的。但SSB所需的傳輸帶寬僅是DSB的一半,因此SSB得到普遍應用。FM調制和調制和PM調制的關系調制的關系)(cos)(ttAtscm一般表達式)()(tmKtp)(cos)(tmKtAtspcPM( )cos( )FMcfstA

6、tKmd( )( )ftKmdFM表達式表達式PM表達式表達式 在調制時，若載波的頻率頻率隨調制信號變化，稱為頻率調制(調頻）；若載波的相位相位隨調制信號變化，稱為相位調制（調相）。在這兩種調制過程中，載波的幅度都保持恒定不變，而頻率和相位的變化都表現(xiàn)為載波瞬時相位的變化，統(tǒng)稱為角度調制（調角）。 PM與FM的區(qū)別僅在于PM是相位偏移隨調制信號m(t)的線性變化，F(xiàn)M是相位偏移隨m(t)的積分呈線性變化，如果預先不知道調制信號m(t)的具體形式，則無法判斷已調信號是調相信號還是調頻信號。 區(qū)別 關系 頻率和相位之間存在微分與積分關系，因此FM與PM之間是可以相互轉換的。若將調制信號先微分而后進

7、行調頻，則得到的是調相波，這種方式叫做間接調相。若將調制信號先積分，而后進行調相，則得到的是調頻波，這種方式叫做間接調頻。（a）直接調頻 （b）間接調頻(c) 直接調相 (d) 間接調相FM的產生與解調的產生與解調（1）直接調頻法： 用調制信號直接去控制載波振蕩器的頻率，使其按調制信號的規(guī)律線性地變化。VOC tm tsFM FM的產生優(yōu)點：在實現(xiàn)線性調頻的要求下，可以獲得較大的頻偏。缺點：頻率穩(wěn)定度不高用調制信號作控制電壓信號，通過外部電壓控制振蕩頻率的振蕩器就能產生FM波。圖1 FM調制器鎖相環(huán)（PLL）調制器晶振晶振PDLFVCO調制信號FM信號相位檢測器環(huán)路濾波器壓控振蕩器優(yōu)點：可以獲

8、得高質量的FM或PM信號，頻率穩(wěn)定度很 高，可以達到晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。缺點：低頻調制特性差。（2）間接法調頻 阿姆斯特朗法 間接調頻法是先將調制信號積分，然后對載波進行調相，即可產生一個NBFM信號，再經n次倍頻器可得到WBFM信號，其原理圖如下圖所示：積分器相位調制器倍頻器 tm tsNBFM tsWBFMtAccos FM的解調 調頻信號的產生也分相干解調和非相干解調，相干解調適用于NBFM信號，而非相干解調對于NBFM信號和WBFM均適用。v 非相干解調調頻信號的一般表達式解調器的輸出應為 這就是說，調頻頻信號的解調是要產生一個與輸入調頻信號的頻率呈線性關系的輸出電壓，鑒頻器（頻率

9、檢波器）可以完成頻率-電壓的轉換關系。( )cos( )FMcfstAtKmd tmKtmf0( )( )sin( )tdcfcfs tAK m ttKmd 微分器的作用是把幅度恒定的調頻波sFM(t)變成幅度和頻率都隨調制信號m(t)變化的調幅調頻波sd(t), 包絡檢波器將其幅度變化檢出并濾去直流，再經低通濾波即得解調輸出：o()()dfm tK K mtBPF及限幅微分電路包絡檢波LPF鑒頻器tsFMtsd tmo下圖是振幅鑒頻器進行非相干解調：作用：消除信道中噪聲和其他原因引起的調頻波的幅度起伏v 相干解調 由于NBFM信號可以分解成同相分量與正交分量之和，因而可以采用線性調制中的相干解調法來進行解調。( )cos( ) sintNBFMcfcstAtA Kmdt設窄帶調頻信號相干載波為 c(t)=-sinwctBPF微分LPF tsNBFM tSi tc tSp tsd tm