西電通信原理分解PPT課件

1、1內(nèi)容提要4.1 幅度調(diào)制(線性調(diào)制)的原理4.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能4.3 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理4.4 各種模擬調(diào)制的性能比較4.5 頻分復(fù)用（FDM）作業(yè)：1、2、5、6、7、8、11、12、13、14、17、10-1、10-2第1頁/共83頁2引言調(diào)制的目的和分類 調(diào)制 目的：將原始電信號(hào)變換成頻帶適合信道傳輸?shù)男盘?hào) 方式：按調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律去改變載波的某些參數(shù) 作用(正弦波調(diào)制)： 將調(diào)制信號(hào)（基帶信號(hào)）轉(zhuǎn)換成適合于信道傳輸?shù)囊颜{(diào)信號(hào)（頻帶信號(hào)）； 實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率； 減小干擾，提高系統(tǒng)抗干擾能力； 實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。 調(diào)制信號(hào)：原始基帶

2、信號(hào) 模擬調(diào)制：調(diào)制信號(hào)取值連續(xù) 數(shù)字調(diào)制：調(diào)制信號(hào)取值離散 載波：攜帶調(diào)制信號(hào)的信號(hào) 正弦波調(diào)制：正弦型信號(hào)作為載波 脈沖調(diào)制：脈沖串作為載波第2頁/共83頁3正弦波模擬調(diào)制第3頁/共83頁4.1 幅度調(diào)制(線性調(diào)制)的原理返回返回第4頁/共83頁5 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）是用調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波的振幅，使其按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律而變化的過程。 分類： 調(diào)幅（AM） 雙邊帶抑制載波調(diào)幅（DSB-SC） 單邊帶調(diào)制（SSB） 殘留邊帶調(diào)制（VSB）第5頁/共83頁6一、幅度調(diào)制器的一般模型)(cos)()(thttmtscm)()(21)(HMMSccm適當(dāng)選擇，可以得到適當(dāng)選擇，可以得到各種幅度調(diào)

3、制信號(hào)各種幅度調(diào)制信號(hào) 第6頁/共83頁7二、AM信號(hào) 調(diào)制信號(hào)疊加直流后與載波相乘，就可形成調(diào)幅（AM）信號(hào) 0)(tmttmtAttmAtscccAMcos)(coscos)()(00)()(21)()()(0ccccAMMMAS第7頁/共83頁8AM信號(hào)的波形和頻譜上邊帶上邊帶max0( )1m taA調(diào)幅指數(shù)a1 過調(diào)幅過調(diào)幅第8頁/共83頁9AM調(diào)制信號(hào)仿真波形(a=0.5)第9頁/共83頁10AM調(diào)制信號(hào)仿真波形(a=1)第10頁/共83頁11AM調(diào)制信號(hào)仿真波形(a=1.5)第11頁/共83頁12結(jié)論 可以看出當(dāng)滿足條件 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

4、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)象而產(chǎn)生包絡(luò)失真。 AM信號(hào)的頻譜由載頻分量和上、下兩個(gè)邊帶組成，上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)與原調(diào)制信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)相同。 0( )maxm tA2AMHBf22202222200( )( ) coscos( )cos2( )cosAMAMccccPstAm ttAtm ttA m tt( )0m t =0220( )22SMcAm tAPPP載波功率 邊帶功率 =ScSPPP功率第12頁/共83頁13舉例 設(shè) ，滿量（100%）調(diào)幅 也即 由此可見，AM信號(hào)的總功率包括載波功率和邊帶功率兩部分。載波分量不攜帶信息，仍占據(jù)大部分功率，因此，AM信號(hào)的功率利用

5、率比較低。( )cosmmm tAt0max( )mAAm t2211( )24smPm tA2201122cmPAA1=3scSPPP功率第13頁/共83頁14AM信號(hào)的解調(diào) 包絡(luò)檢波 條件： 特點(diǎn)：不需要同步載波，輸出幅度大0( )( )om tAm t0( )maxm tA第14頁/共83頁15AM信號(hào)的相干解調(diào) 實(shí)際中提取載波，會(huì)不可避免地存在有載波相位偏差，此時(shí)解調(diào)器的輸出為0( )( )2oAm tm t0cos( )( )2oAm tm t載波相位偏差載波相位偏差第15頁/共83頁16三、抑制載波雙邊帶調(diào)制（DSB） 在AM信號(hào)中，載波分量并不攜帶信息，信息完全由邊帶傳送。 如果

6、將載波抑制，只需將直流A0去掉， 即可輸出抑制載波雙邊帶信號(hào)，簡(jiǎn)稱雙邊帶信號(hào)（DSB）( )( )cosDSBcstm tt0)(tm1( )()()2DSBccSMM第16頁/共83頁17DSB信號(hào)的波形和頻譜DSB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(jiǎn)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）。第17頁/共83頁18DSB信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)( )( )2om tm t 特點(diǎn)：特點(diǎn)：DSB信號(hào)不含載波分量，功率利用率高信號(hào)不含載波分量，功率利用率高包絡(luò)不再正比于調(diào)制信號(hào)包絡(luò)不再正比于調(diào)制信號(hào)m(t)變化，只能采用相干解調(diào)變化，只能采用相干解調(diào)帶寬同帶寬同AM信號(hào)信

7、號(hào)第18頁/共83頁19四、單邊帶調(diào)制(SSB) DSB信號(hào)包含有兩個(gè)邊帶，即上、下邊帶。 由于這兩個(gè)邊帶包含的信息相同，因而，從信息傳輸?shù)慕嵌葋砜紤]，傳輸一個(gè)邊帶就夠了。 這種只傳輸一個(gè)邊帶的通信方式稱為單邊帶通信。 單邊帶信號(hào)的產(chǎn)生方法通常有濾波法和相移法。用濾波法形成單邊帶信號(hào)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，濾除不要的邊帶。第19頁/共83頁20形成SSB信號(hào)的濾波特性H()10ccH()0cc1(a)(b)上邊帶上邊帶下邊帶下邊帶第20頁/共83頁21SSB信號(hào)的頻譜特點(diǎn)：SSB信號(hào)不含載波分量，功率利用率高只能采用相干解調(diào)帶寬為AM、DSB信號(hào)的一半第21

8、頁/共83頁22用相移法形成單邊帶信號(hào) 調(diào)制信號(hào)為任意信號(hào)的SSB信號(hào)的時(shí)域表示式為 是 的希爾伯特變換 它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)寬帶相移網(wǎng)絡(luò) 表示把 幅度不變， 所有的頻率分量均相移 ， 即可得到 。 11( )( )cos( )sin22SSBccstm ttm tt)(tm)(tm)(tm2)(tm“-”： 上邊帶上邊帶“+”：下邊：下邊帶帶第22頁/共83頁23相移法形成SSB信號(hào)示意圖相移法形成SSB信號(hào)的困難在于寬帶相移網(wǎng)絡(luò)的制作， 該網(wǎng)絡(luò)要對(duì)調(diào)制信號(hào)m(t)的所有頻率分量嚴(yán)格相移/2，這一點(diǎn)即使近似達(dá)到也是困難的。為解決這個(gè)難題，可以采用混合法（也叫維弗法）。第23頁/共83頁24殘留邊帶

9、調(diào)制(VSB) 殘留邊帶調(diào)制是介于SSB與DSB之間的一種調(diào)制方式， 它既克服了DSB信號(hào)占用頻帶寬的缺點(diǎn)，又解決了SSB信號(hào)實(shí)現(xiàn)上的難題。 在VSB中，不是完全抑制一個(gè)邊帶（如同SSB中那樣），而是逐漸切割，使其殘留一小部分。 從實(shí)現(xiàn)上考慮，邊帶完全抑制 邊帶逐漸截止第24頁/共83頁25殘留邊帶調(diào)制(VSB)信號(hào)的頻譜M()2B2BODSB()ccO(a)(b)SSB()OccccVSB()O(c)(d)第25頁/共83頁26殘留邊帶濾波器特性的確定 假設(shè) 是所需的殘留邊帶濾波器的傳輸特性 殘留邊帶信號(hào)的頻譜為 VSB信號(hào)必須采用相干解調(diào) 殘留邊帶信號(hào)與相干載波的乘積為 則低通濾波器的輸出

10、為 )(VSBH1( )()()( )2VSBccVSBSMMH( )c2osVSBcstt)()(cVSBcVSBSS1( )( )()()2oVSBcVSBcMMHH常數(shù)常數(shù)第26頁/共83頁27殘留邊帶濾波器特性HVSB()10.50cccc00.51HVSB()(a)(b)(a) 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()()VSBcVSBcHHH常數(shù)，在c處具有互補(bǔ)對(duì)稱（奇對(duì)稱）特性 第27頁/共83頁28殘留邊帶濾波器的幾何解釋cOcHVSB()HVSB(c)cOcHVSB(c)HVSB(c) HVSB(c)OOcc(a)(b)(c)(d)第28頁/共83

11、頁4.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能返回返回第29頁/共83頁30 本節(jié)將要研究的問題是信道存在加性高斯白噪聲時(shí)，各種線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能。 解調(diào)器抗噪聲性能分析模型 n(t)對(duì)接收端有影響，n(t)為高斯白噪聲，雙邊功率譜密度為n0/2。 ni(t)平穩(wěn)窄帶高斯噪聲已調(diào)信號(hào) ttnttntnsci00sin)(cos)()(第30頁/共83頁31帶通濾波器傳輸特性第31頁/共83頁32一、解調(diào)器性能的評(píng)價(jià) 窄帶噪聲及其同相分量 和正交分量 的均值都為0，且具有相同的方差，即 解調(diào)器輸入端信號(hào)功率： 解調(diào)器輸入端噪聲功率： 解調(diào)器輸出端信號(hào)功率： 解調(diào)器輸出端噪聲功率： 輸出信噪比定義為：)

12、(tnc)(tns2220( )( )( )icsin tn tn tNn B2( )imSst2( )iiNn t2( )ooNn t2( )ooSm t)()(202000tntmNS功率解調(diào)器輸出噪聲的平均平均功率解調(diào)器輸出有用信號(hào)的第32頁/共83頁33 在已調(diào)信號(hào)平均功率相同，而且信道噪聲功率譜密度也相同的情況下，輸出信噪比反映了系統(tǒng)的抗噪聲性能。 為了便于衡量同類調(diào)制系統(tǒng)不同解調(diào)器對(duì)輸入信噪比的影響，還可用輸出信噪比和輸入信噪比的比值G來表示。 G越大，表明解調(diào)器的抗噪聲性能越好。 不是同等條件，不能簡(jiǎn)單比較。00/iiSNGSN調(diào)制制度增益 第33頁/共83頁34二、DSB調(diào)制系

13、統(tǒng)的性能 ( )( )cosDSBcStm tt( )0m t 01( )( )2m tm t21( )cos( )cos( )cos21( )22DSBcccSttm ttm tmttttnttntncsccisin)(cos)( )(tttnttnttnccscccicossin)(cos)(cos)( 01( )( )2cn tn t第34頁/共83頁35 可見：)(21cos)()(222tmttmtsScmi)(41)(2200tmtmS2200011( )(14)44ciNNn tn tn BBnNi0抑制正交載波抑制正交載波對(duì)所有相干解調(diào)都成立對(duì)所有相干解調(diào)都成立BntmNSii

14、02)(21BntmNtmNSi02200)(41)(4100/2/DSBiiSNGSN第35頁/共83頁36三、SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能 單邊帶信號(hào)的解調(diào)方法與雙邊帶信號(hào)相同， 其區(qū)別僅在于解調(diào)器之前的帶通濾波器的帶寬和中心頻率不同。 SSB的帶通濾波器的帶寬是DSB的一半。 第36頁/共83頁37 與相干載波相乘后，再經(jīng)低通濾波可得解調(diào)器輸出信號(hào)為： 可見：11( )( )cos( )sin22SSBccStm ttm tt)(41)(0tmtm2222211 111( ) ( )cos( )sin( )( )( )44 224iSSBccSstm ttm ttm tm tm t)(161)(

15、2200tmtmSBnNNi004141第37頁/共83頁38 在SSB系統(tǒng)中，信號(hào)和噪聲有相同表示形式，所以，相干解調(diào)過程中，信號(hào)和噪聲的正交分量均被抑制掉，故信噪比沒有改善。 GDSB=2GSSB 能否說明雙邊帶系統(tǒng)的抗噪聲性能比單邊帶系統(tǒng)好呢？ 回答是否定的BntmBntmNSii02024)()(41BntmBntmNS0202004)(41)(16100/1/SSBiiSNGSN第38頁/共83頁39DSB與SSB抗噪聲性能的比較 在相同的輸入信號(hào)功率 ，相同輸入噪聲功率譜密度 ，相同基帶信號(hào)帶寬 條件下，對(duì)這兩種調(diào)制方式進(jìn)行比較 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

16、的，但雙邊帶信號(hào)所需的傳輸帶寬是單邊帶的兩倍。iS0nHf00022()2()2oiiiiDSBDSBoiDSBHHSSSSSNNn Bnfn f00()()oiiiSSBSSBoiSSBHSSSSNNn Bn f第39頁/共83頁40四、 AM相干解調(diào)的性能 解調(diào)器輸入是信號(hào)加噪聲的混合波形 0( )( )cosAMcstAm tt2220( )( )22iAMAm tSstBntnNii02)(BntmANSii02202)(ttnttntmAtntstrcscciAMsin)(cos)()()()()(0第40頁/共83頁41 若采用相干解調(diào)BntmANSii02202)(20( )4m

17、 tS 01( )( )2m tm t01( )( )2cn tn tBnNNi004141200220/2( )/( )AMiiSNm tGSNAm tBntmNtmNSi02200)(41)(41第41頁/共83頁42舉例 100%調(diào)幅， 這是AM系統(tǒng)的最大信噪比增益。這說明解調(diào)器對(duì)輸入信噪比沒有改善，而是惡化了。( )cosmmm tA0max( )mAm tA2)(202Atm202222200022( )223( )2AMAm tGAAm tA第42頁/共83頁43五、AM包絡(luò)檢波的性能 解調(diào)器輸入是信號(hào)加噪聲的混合波形 0( )( )cosAMcstAm tt2220( )( )2

18、2iAMAm tSstBntnNii02)(BntmANSii02202)(0( )( )( )( )cos( )sin( )cos( )AMiccsccstn tAm tn ttn ttE ttt第43頁/共83頁44 合成包絡(luò) 合成相位 可見，有用信號(hào)與噪聲無法完全分開。計(jì)算輸出信噪比是件困難的事。 考慮兩種特殊情況 大信噪比情況：輸入信號(hào)幅度遠(yuǎn)大于噪聲幅度 220( )( )( )( )csE tAm tn tn t0( )( )( )( )scn ttarctgAm tn t)()()(220tntntmAsc第44頁/共83頁45大信噪比條件 可見AM的調(diào)制制度增益隨A0的減小而增加

19、。 但對(duì)包絡(luò)檢波器來說,為了不發(fā)生過調(diào)制現(xiàn)象,應(yīng)有 ，所以GAM總是小于1 222000( )( )2( )( )( )( )( )( )ccscE tAm tAm t n tn tn tAm tn t)(20tmS BntntnNic0220)()(BntmNS0200)(200220/2( )/( )AMiiSNm tGSNAm tmax0)(tmA 第45頁/共83頁46小信噪比條件 E(t)中沒有單獨(dú)的信號(hào)項(xiàng)，只有受到 調(diào)制的 項(xiàng)。 由于 是一個(gè)隨機(jī)噪聲。因而，有用信號(hào) 被噪聲擾亂，致使 也只能看作是噪聲。 因此，輸出信噪比急劇下降，這種現(xiàn)象稱為解調(diào)器的門限效應(yīng)。 220( )( )(

20、 )csAm tn tn t22200( )( )( )( )2( )( )( )( ) 1cos ( )( )cscE tAm tn tn tn tAm tAm tR ttR t)()()(cos)()()()()()(22tRtnttntnarctgttntntRccssc)(cost)(cos)(ttm)(cost)(cos)(ttm)(tm第46頁/共83頁47結(jié)論 用相干解調(diào)的方法解調(diào)各種線性調(diào)制信號(hào)時(shí)不存在門限效應(yīng)。原因是信號(hào)與噪聲可分別進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)器輸出端總是單獨(dú)存在有用信號(hào)項(xiàng)。 在大信噪比情況下，AM信號(hào)包絡(luò)檢波器的性能幾乎與相干解調(diào)法相同。 但隨著信噪比的減小，包絡(luò)檢波器將

21、在一個(gè)特定輸入信噪比值上出現(xiàn)門限效應(yīng)。 一旦出現(xiàn)門限效應(yīng)，解調(diào)器的輸出信噪比將急劇惡化。 第47頁/共83頁4.3非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理返回返回第48頁/共83頁49 使高頻載波的頻率或相位按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化而振幅保持恒定的調(diào)制方式，稱為頻率調(diào)制（FM）和相位調(diào)制(PM)， 分別簡(jiǎn)稱為調(diào)頻和調(diào)相。 因?yàn)轭l率或相位的變化都可以看成是載波角度的變化，故調(diào)頻和調(diào)相又統(tǒng)稱為角度調(diào)制。 角度調(diào)制與線性調(diào)制不同，已調(diào)信號(hào)頻譜不再是原調(diào)制信號(hào)頻譜的線性搬移，而是頻譜的非線性變換，會(huì)產(chǎn)生與頻譜搬移不同的新的頻率成分，故又稱為非線性調(diào)制。 由于頻率和相位之間存在微分與積分的關(guān)系，故調(diào)頻與調(diào)相之間存在密切

22、的關(guān)系，即調(diào)頻必調(diào)相，調(diào)相必調(diào)頻。 鑒于FM用的較多，本節(jié)將主要討論頻率調(diào)制。第49頁/共83頁50一、角調(diào)制的基本概念 角度調(diào)制信號(hào)的一般表達(dá)式為 ( )cos( )mcStAtt恒定振幅 ( )( )cttt瞬時(shí)相位 )(ttc載波相位 相對(duì)于載波相位的瞬時(shí)相位偏移 c載波角頻率 ( )cdttdt瞬時(shí)角頻率 ( )dtdt瞬時(shí)角頻偏 第50頁/共83頁51相位調(diào)制 （PM） 是指瞬時(shí)相位偏移隨調(diào)制信號(hào)m(t)而線性變化。 調(diào)相信號(hào)可表示為 )()(tmKtp)(cos)(tmKtAtspcPM常數(shù)調(diào)相靈敏度(rad/V) 最大相偏最大相偏max)(tmKP最大角頻偏最大角頻偏max)(d

23、ttdmKP第51頁/共83頁52頻率調(diào)制 （FM） 是指瞬時(shí)角頻率偏移隨調(diào)制信號(hào)m(t)而線性變化。 調(diào)頻信號(hào)可表示為 )()(tmKdttdftfdmKt)()(tfcFMdmKtAts)(cos)(常數(shù)調(diào)頻靈敏度 可見，F(xiàn)M和PM非常相似。如果預(yù)先不知道調(diào)制信號(hào)的具體形式，則無法判斷已調(diào)信號(hào)是調(diào)相信號(hào)還是調(diào)頻信號(hào)。 第52頁/共83頁53調(diào)頻與調(diào)相的關(guān)系 如果將調(diào)制信號(hào)先微分，而后進(jìn)行調(diào)頻，則得到的是調(diào)相波，這種方式叫間接調(diào)相； 同樣，如果將調(diào)制信號(hào)先積分，而后進(jìn)行調(diào)相， 則得到的是調(diào)頻波，這種方式叫間接調(diào)頻。d()dtm(t)gFMsPM(t)(b)PMsPM(t)m(t)(a) ()

24、d tm(t)gPMsFM(t)(b)FMsFM(t)m(t)(a)第53頁/共83頁54二、寬帶調(diào)頻與窄帶調(diào)頻 當(dāng)最大相位偏移及相應(yīng)的最大頻率偏移較小時(shí)，即一般認(rèn)為滿足 可求出它的任意調(diào)制信號(hào)的頻譜表示式。這時(shí)，信號(hào)占據(jù)帶寬窄，屬于窄帶調(diào)頻（NBFM）。 反之，是寬帶調(diào)頻（WBFM）。( )(0.5)6tfKmd或第54頁/共83頁55窄帶調(diào)頻 單音調(diào)制信號(hào) 調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)相偏 單音調(diào)頻的時(shí)域表達(dá)式 tfAtAtmmmmm2coscos)(tmtKAdKAtmfmmFmtmFmsinsincos)(mFA K最大頻偏 調(diào)頻指數(shù) mFmmfmfA Kmf( )cossinWBFMcfmstAt

25、mt11ffmNBFMmWBFM( )coscos()cos() 2fNBFMccmcmmStttt第55頁/共83頁56窄帶調(diào)頻 有近似式 可簡(jiǎn)化為 tFctFctFcFMdmKtdmKtdmKtts)(sinsin)(coscos)(cos)(tFtFtFdmKdmKdmK)()(sin1)(costdmKttsctFcNBFMsin)(cos)(第56頁/共83頁57窄帶調(diào)頻窄帶調(diào)頻信號(hào)的頻域表達(dá)式 )()(ccNBFMSccccFMMK)()(2第57頁/共83頁58單音調(diào)制的AM與NBFM頻譜sAM()OmmF()OcmccmcmccmsNBFM()Ocmccmcmccm2NBFMm

26、Bf第58頁/共83頁單音調(diào)頻波形示意圖 單頻頻率0.5Hz，載波頻率50Hz，Kf=5， Kp=559第59頁/共83頁 由于NBFM信號(hào)最大相位偏移較小，占據(jù)的帶寬較窄， 使得調(diào)制制度的抗干擾性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)不能充分發(fā)揮，因此目前僅用于抗干擾性能要求不高的短距離通信中。 在長(zhǎng)距離高質(zhì)量的通信系統(tǒng)中，如微波或衛(wèi)星通信、調(diào)頻立體聲廣播、超短波電臺(tái)等多采用寬帶調(diào)頻。60第60頁/共83頁WBFM信號(hào)的頻譜 調(diào)頻波的頻譜包含無窮多個(gè)分量。 理論上調(diào)頻波的頻帶寬度為無限寬。 實(shí)際上邊頻幅度 隨著n的增大而逐漸減小，因此調(diào)頻信號(hào)可近似認(rèn)為具有有限頻譜。61)()()()(mcmcfnFMnnmJS1( )

27、cossin()cos()WBFMcfmAnfcmnstAtmtJmnt第61頁/共83頁調(diào)頻信號(hào)的帶寬 單音調(diào)頻波的帶寬為 它說明調(diào)頻信號(hào)的帶寬取決于最大頻偏和調(diào)制信號(hào)的頻率，該式稱為卡森公式。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)把卡森公式推廣，即可得到任意帶限信號(hào)調(diào)制時(shí)的調(diào)頻信號(hào)帶寬的估算公式62)(2) 1(2mmfFMfffmBmFMfDB) 1(2mfDf第62頁/共83頁三、調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生 直接法：用調(diào)制信號(hào)直接控制振蕩器的頻率，使其按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律線性變化。 振 蕩 頻 率 由 外 部 電 壓 控 制 的 振 蕩 器 叫 做 壓 控 振 蕩 器（VCO） 每個(gè)壓控振蕩器自身就是一個(gè)FM調(diào)制器，因?yàn)樗恼袷?/p>

28、頻率正比于輸入控制電壓，即 i(t)=0+Kfm(t) 直接法的主要優(yōu)點(diǎn)是在實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻的要求下，可以獲得較大的頻偏。缺點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度不高。因此往往需要采用自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)來穩(wěn)定中心頻率。直接調(diào)頻法得到的信號(hào)多為窄帶調(diào)頻信號(hào)。63第63頁/共83頁 間接法：先對(duì)調(diào)制信號(hào)積分后對(duì)載波進(jìn)行相位調(diào)制，從而產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號(hào)(NBFM)。然后，利用倍頻器把NBFM變換成寬帶調(diào)頻信號(hào)(WBFM)。 倍頻器的作用是提高調(diào)頻指數(shù) ，從而獲得寬帶調(diào)頻 經(jīng)n次倍頻后可以使調(diào)頻信號(hào)的載頻和調(diào)頻指數(shù)增為n倍。 間接法的優(yōu)點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度好。缺點(diǎn)是需要多次倍頻和混頻，因此電路較復(fù)雜。64積分器N倍頻器相位調(diào)器m(t)sN

29、BFM(t)sWBFM(t) Acosctfm第64頁/共83頁四、調(diào)頻信號(hào)的解調(diào) 非相干解調(diào)： 由于調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率正比于調(diào)制信號(hào)的幅度， 因而調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)器必須能產(chǎn)生正比于輸入頻率的輸出電壓。 最簡(jiǎn)單的解調(diào)器是具有頻率-電壓轉(zhuǎn)換特性的鑒頻器 相干解調(diào)： 由于窄帶調(diào)頻信號(hào)可分解成同相分量與正交分量之和，因而可以采用線性調(diào)制中的相干解調(diào)法來進(jìn)行解調(diào)65第65頁/共83頁鑒頻器特性與組成Kd鑒頻器靈敏度鑒頻器靈敏度66第66頁/共83頁五、調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能 大信噪比情況 對(duì)于調(diào)頻系統(tǒng)來說，增加傳輸帶寬就可以改善抗噪聲性能。調(diào)頻方式的這種以帶寬換取信噪比的特性是十分有益的。 在調(diào)幅制中，由

30、于信號(hào)帶寬是固定的， 無法進(jìn)行帶寬與信噪比的互換，這也正是在抗噪聲性能方面調(diào)頻系統(tǒng)優(yōu)于調(diào)幅系統(tǒng)的重要原因。67)1(32ffFMmmG)(2) 1(2mmfFMfffmB第67頁/共83頁小信噪比情況與門限效應(yīng) 當(dāng) 減小到一定程度時(shí)，解調(diào)器的輸出中不存在單獨(dú)的有用信號(hào)項(xiàng)，信號(hào)被噪聲擾亂，因而 急劇下降。這種情況與AM包檢時(shí)相似，我們稱之為門限效應(yīng)。 不同，門限值不同。 門限 小于門限時(shí)， 急劇下降。 下降越快 FM以帶寬換取信噪比的改善不是無止境的 B Ni 門限效應(yīng)68iiFMSNooFMSNfmfmooFMSNfmooFMSNiiFMSN第68頁/共83頁非相干解調(diào)的門限效應(yīng)69第69頁/

31、共83頁4.4 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能比較返回返回第70頁/共83頁 在相同的解調(diào)器輸入信號(hào)功率 、相同噪聲功率譜密度 、相同基帶信號(hào)帶寬 的條件下，比較71iS0nmf第71頁/共83頁結(jié)論 WBFM抗噪聲性能最好，DSB、SSB、VSB抗噪聲性能次之，AM抗噪聲性能最差。NBFM和AM的性能接近72第72頁/共83頁特點(diǎn)與應(yīng)用 AM調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是接收設(shè)備簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是功率利用率低，抗干擾能力差。 DSB調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是功率利用率高，但帶寬與AM相同， 接收要求同步解調(diào)，設(shè)備較復(fù)雜。 SSB調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是功率利用率和頻帶利用率都較高，抗干擾能力和抗選擇性衰落能力均優(yōu)于AM, 而帶寬只有AM的一半； 缺點(diǎn)是發(fā)送和接收設(shè)備都復(fù)雜。 VSB調(diào)制的訣竅在于部分抑制了發(fā)送邊帶， 同時(shí)又利用平緩滾降濾波器補(bǔ)償了被抑制部分。 VSB的性能與SSB相當(dāng)。 FM波的幅度恒定不變，