模擬調(diào)制系統(tǒng)課件

1、1通信原理第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)2第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)基本概念調(diào)制 把信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過程。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）。 狹義調(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)制一詞均指載波調(diào)制。調(diào)制信號(hào) 指來自信源的基帶信號(hào) 載波調(diào)制 用調(diào)制信號(hào)去控制載波的參數(shù)的過程。載波 未受調(diào)制的周期性振蕩信號(hào)，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。已調(diào)信號(hào) 載波受調(diào)制后稱為已調(diào)信號(hào)。解調(diào)（檢波） 調(diào)制的逆過程，其作用是將已調(diào)信號(hào)中的調(diào)制信號(hào)恢復(fù)出來。 3第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)調(diào)制的目的 提高無線通信時(shí)的天線輻射效率。把多個(gè)基帶信號(hào)分別搬移到不同的載頻處，以實(shí)現(xiàn)信道的

2、多路復(fù)用，提高信道利用率。擴(kuò)展信號(hào)帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力，還可實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。調(diào)制方式 模擬調(diào)制數(shù)字調(diào)制 常見的模擬調(diào)制幅度調(diào)制：調(diào)幅、雙邊帶、單邊帶和殘留邊帶角度調(diào)制：頻率調(diào)制、相位調(diào)制 調(diào)制正弦波調(diào)制脈沖調(diào)制t模擬調(diào)制數(shù)字調(diào)制t5第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)5.1幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理一般原理表示式：設(shè)：正弦型載波為式中，A 載波幅度； c 載波角頻率； 0 載波初始相位（以后假定0 0）。 則根據(jù)調(diào)制定義，幅度調(diào)制信號(hào)（已調(diào)信號(hào)）一般可表示成式中， m(t) 調(diào)制信號(hào)。6第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)頻譜設(shè)調(diào)制信號(hào)m(t)的頻譜為M()，則已調(diào)信號(hào)的頻譜為7第5章 模擬調(diào)制系

3、統(tǒng)5.1.1調(diào)幅（AM）時(shí)域表示式 m(t) 調(diào)制信號(hào)，均值為0；A0 常數(shù)，表示疊加的直流分量。頻譜：若m(t)為確知信號(hào)，則AM信號(hào)的頻譜為調(diào)制器模型8第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 波形圖由波形可以看出，當(dāng)滿足條件：|m(t)| A0 時(shí)，其包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)波形相同，因此用包絡(luò)檢波法很容易恢復(fù)出原 始調(diào)制信號(hào)。否則，出現(xiàn)“過調(diào)幅”現(xiàn)象。這時(shí)用包絡(luò)檢波將發(fā)生失真。但是，可以采用其他的解調(diào)方法，如同步檢波。 9第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)頻譜圖由頻譜可以看出，AM信號(hào)的頻譜由載頻分量上邊帶下邊帶三部分組成。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， 下邊帶是上邊帶的鏡像。 載頻分量載頻分量上邊帶上邊帶下邊帶下

4、邊帶10第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)AM信號(hào)的特性帶寬：它是帶有載波分量的雙邊帶信號(hào)，帶寬是基帶信號(hào)帶寬 fH 的兩倍：功率：當(dāng)m(t)為確知信號(hào)時(shí)，若則式中Pc = A02/2 載波功率， 邊帶功率。11第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)調(diào)制效率當(dāng)m(t) = Am cos mt時(shí)，代入上式，得到當(dāng)|m(t)|max = A0時(shí)（100調(diào)制），調(diào)制效率最高，這時(shí) max 1/312第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)5.1.2 雙邊帶調(diào)制（DSB）時(shí)域表示式：無直流分量A0頻譜：無載頻分量曲線：調(diào)制效率：100 優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省了載波功率缺點(diǎn)：不能用包絡(luò)檢波，需用相干檢波，較復(fù)雜。13第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)5.1.3 單邊帶調(diào)制（SSB

5、）原理：雙邊帶信號(hào)兩個(gè)邊帶中的任意一個(gè)都包含了調(diào)制信號(hào)頻譜M()的所有頻譜成分，因此僅傳輸其中一個(gè)邊帶即可。這樣既節(jié)省發(fā)送功率，還可節(jié)省一半傳輸頻帶，這種方式稱為單邊帶調(diào)制。產(chǎn)生SSB信號(hào)的方法有兩種：濾波法和相移法。 14第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)濾波法及SSB信號(hào)的頻域表示濾波法的原理方框圖 用邊帶濾波器，濾除不要的邊帶: 則可濾除下邊帶。 則可濾除上邊帶。15第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)SSB信號(hào)的頻譜上邊帶頻譜圖:濾波法的技術(shù)難點(diǎn)濾波特性很難做到具有陡峭的截止特性16第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)相移法和SSB信號(hào)的時(shí)域表示SSB信號(hào)的時(shí)域表示式設(shè)單頻調(diào)制信號(hào)為 載波為兩式僅正負(fù)號(hào)不同17第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)

6、將上兩式合并：式中，“”表示上邊帶信號(hào)，“+”表示下邊帶信號(hào)。希爾伯特變換：上式中Am sinmt可以看作是Am cosmt 相移/2的結(jié)果。把這一相移過程稱為希爾伯特變換，記為“ ”，則有這樣，上式可以改寫為18第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)把上式推廣到一般情況，則得到 式中，若M()是m(t)的傅里葉變換，則式中上式中的-jsgn可以看作是希爾伯特濾波器傳遞函數(shù)，即19第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)移相法SSB調(diào)制器方框圖優(yōu)點(diǎn)：不需要濾波器具有陡峭的截止特性。缺點(diǎn)：寬帶相移網(wǎng)絡(luò)難用硬件實(shí)現(xiàn)。20第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)SSB信號(hào)的解調(diào) SSB信號(hào)的解調(diào)和DSB一樣，不能采用簡單的包絡(luò)檢波，因?yàn)镾SB信號(hào)也是抑制載

7、波的已調(diào)信號(hào)，它的包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號(hào)的變化，所以仍需采用相干解調(diào)。SSB信號(hào)的性能SSB信號(hào)的實(shí)現(xiàn)比AM、DSB要復(fù)雜，但SSB調(diào)制方式在傳輸信息時(shí)，不僅可節(jié)省發(fā)射功率，而且它所占用的頻帶寬度比AM、DSB減少了一半。它目前已成為短波通信中一種重要的調(diào)制方式。復(fù)習(xí)前面所講的3種線性調(diào)制1、AM信號(hào)的表達(dá)式、波形及頻譜tt1、AM信號(hào)的表達(dá)式、波形及頻譜(續(xù))tt屬于頻帶信號(hào)2、DSB信號(hào)的表達(dá)式與頻譜根據(jù)付立葉變換的性質(zhì)中的調(diào)制定理2、單邊帶調(diào)幅(SSB)的表達(dá)式與頻譜濾波法HSSB()以下邊帶濾波器為例SSB信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式通過畫圖可知SSB信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式（續(xù)）上邊帶下邊帶上述推導(dǎo)過

8、程的圖形解釋法分解以上邊帶為例,下邊帶同理30第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)5.1.4 殘留邊帶（VSB）調(diào)制原理：殘留邊帶調(diào)制是介于SSB與DSB之間的一種折中方式，不像SSB那樣完全抑制DSB信號(hào)的一個(gè)邊帶，而是逐漸切割，使其殘留小部分，如下圖所示：31第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)調(diào)制方法：用濾波法實(shí)現(xiàn)殘留邊帶調(diào)制的原理框圖與濾波法SBB調(diào)制器相同。 不過，這時(shí)圖中濾波器的特性應(yīng)按殘留邊帶調(diào)制的要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)，而不再要求十分陡峭的截止特性，因而它比單邊帶濾波器容易制作。32第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)對(duì)殘留邊帶濾波器特性的要求由濾波法可知，殘留邊帶信號(hào)的頻譜為為了確定上式中殘留邊帶濾波器傳輸特性H()應(yīng)滿足的條件，

9、我們來分析一下接收端是如何從該信號(hào)中恢復(fù)原基帶信號(hào)的。 33第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)VSB信號(hào)解調(diào)器方框圖圖中因?yàn)楦鶕?jù)頻域卷積定理可知，乘積sp(t)對(duì)應(yīng)的頻譜為34第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)將代入得到則低通濾波器的輸出為35第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 顯然，為了保證相干解調(diào)的輸出無失真地恢復(fù)調(diào)制信號(hào)m(t)，上式中的傳遞函數(shù)必須滿足： 式中，H 調(diào)制信號(hào)的截止角頻率。上述條件的含義是：殘留邊帶濾波器的特性H()在c處必須具有互補(bǔ)對(duì)稱（奇對(duì)稱）特性, 相干解調(diào)時(shí)才能無失真地從殘留邊帶信號(hào)中恢復(fù)所需的調(diào)制信號(hào)。 殘留邊帶適用于低頻成分豐富的原始信息信號(hào)二者疊加，恢復(fù)原頻譜37第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)殘留邊帶濾波器特

10、性的兩種形式殘留“部分上邊帶”的濾波器特性：下圖(a)殘留“部分下邊帶”的濾波器特性 ：下圖(b)38第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)5.1.5 線性調(diào)制的一般模型濾波法模型只要適當(dāng)選擇H()，便可以得到各種幅度調(diào)制信號(hào)。39第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)移相法模型由此可以得到移相法線性調(diào)制的一般模型如下： 40第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)它同樣適用于所有線性調(diào)制。41第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)5.1.6 相干解調(diào)與包絡(luò)檢波相干解調(diào)器的一般模型 相干解調(diào)器原理：接收端提供一個(gè)與接收的已調(diào)載波嚴(yán)格同步（同頻同相）的本地載波（稱為相干載波），與接收的已調(diào)信號(hào)相乘，經(jīng)低通濾波器取出低頻分量，即可得到原始的基帶調(diào)制信號(hào)。42第5章 模擬

11、調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)器性能分析已調(diào)信號(hào)的一般表達(dá)式為 與同頻同相的相干載波c(t)相乘后，得經(jīng)低通濾波器后得43第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)包絡(luò)檢波適用條件：AM信號(hào)，且要求|m(t)|max A0 ，包絡(luò)檢波器結(jié)構(gòu)：性能分析 選擇RC滿足如下關(guān)系在大信號(hào)檢波時(shí)（一般大于0.5 V），二極管處于受控的開關(guān)狀態(tài)，檢波器的輸出為隔去直流后即可得到原信號(hào)m(t)。 44第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)5.2 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能5.2.1 分析模型圖中 sm (t) 已調(diào)信號(hào) n(t) 信道加性高斯白噪聲 ni (t) 帶通濾波后的噪聲 mo(t) 輸出有用信號(hào) no(t) 輸出噪聲45第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)噪聲分析ni

12、(t)為平穩(wěn)窄帶高斯噪聲式為或由于式中 Ni 解調(diào)器輸入噪聲的平均功率設(shè)白噪聲的單邊功率譜密度為n0，帶通濾波器是高度為1、帶寬為B的理想矩形函數(shù)，則解調(diào)器的輸入噪聲功率為46第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)解調(diào)器輸出信噪比定義制度增益定義：用G便于比較同類調(diào)制系統(tǒng)采用不同解調(diào)器時(shí)的性能。G 也反映了這種調(diào)制制度的優(yōu)劣。Si /Ni 的定義是：47第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)5.2.2 DSB調(diào)制系統(tǒng)的性能DSB相干解調(diào)抗噪聲性能分析模型 由于是線性系統(tǒng)，所以可以分別計(jì)算解調(diào)器輸出的信號(hào)功率和噪聲功率。48第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)噪聲功率計(jì)算設(shè)解調(diào)器輸入信號(hào)為與相干載波cosct相乘后，得經(jīng)低通濾波器后，輸出信號(hào)為因

13、此，解調(diào)器輸出端的有用信號(hào)功率為49第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)解調(diào)器輸入端的窄帶噪聲可表示為它與相干載波相乘后，得經(jīng)低通濾波器后，解調(diào)器最終的輸出噪聲為故輸出噪聲功率為50第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)信號(hào)功率計(jì)算解調(diào)器輸入信號(hào)平均功率為信噪比計(jì)算輸入信噪比輸出信噪比51第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)制度增益由此可見，DSB調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為2。也就是說，DSB信號(hào)的解調(diào)器使信噪比改善一倍。這是因?yàn)椴捎孟喔山庹{(diào)，使輸入噪聲中的正交分量被消除的緣故。52第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能噪聲功率這里，B = fH 為SSB 信號(hào)的帶通濾波器的帶寬。信號(hào)功率SSB信號(hào)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)

14、因此，輸出信號(hào)平均功率53第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)輸入信號(hào)平均功率為信噪比：單邊帶解調(diào)器的輸入信噪比為54第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)單邊帶解調(diào)器的輸出信噪比為制度增益討論：因?yàn)樵赟SB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)和噪聲中的正交分量均被抑制掉，故信噪比沒有改善。55第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)討論GDSB = 2GSSB，這能否說明DSB系統(tǒng)的抗噪聲性能比SSB系統(tǒng)好呢？56第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)5.2.4 AM包絡(luò)檢波的性能包絡(luò)檢波器分析模型檢波輸出電壓正比于輸入信號(hào)的包絡(luò)變化。 57第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)輸入信噪比計(jì)算設(shè)解調(diào)器輸入信號(hào)為 解調(diào)器輸入噪聲為則解調(diào)器輸入的信號(hào)功率和噪聲功

15、率分別為輸入信噪比為58第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)包絡(luò)計(jì)算由于解調(diào)器輸入是信號(hào)加噪聲的混合波形，即式中上式中E(t)便是所求的合成包絡(luò)。當(dāng)包絡(luò)檢波器的傳輸系數(shù)為1時(shí)，則檢波器的輸出就是E(t)。 59第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)輸出信噪比計(jì)算大信噪比情況輸入信號(hào)幅度遠(yuǎn)大于噪聲幅度，即60第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)由上式可見，有用信號(hào)與噪聲獨(dú)立地分成兩項(xiàng)，因而可分別計(jì)算它們的功率。輸出信號(hào)功率為輸出噪聲功率為故輸出信噪比為制度增益為61第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)討論1. AM信號(hào)的調(diào)制制度增益GAM隨A0的減小而增加。2. GAM總是小于1，這說明包絡(luò)檢波器對(duì)輸入信噪比沒有改善，而是惡化了。3. 例如：對(duì)于100%的調(diào)制

16、，且m(t)是單頻正弦信號(hào)，這時(shí)AM 的最大信噪比增益為62第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)討論4. 可以證明，采用同步檢測法解調(diào)AM信號(hào)時(shí)，得到的調(diào)制制度增益與上式給出的結(jié)果相同。 5. 由此可見，對(duì)于AM調(diào)制系統(tǒng)，在大信噪比時(shí)，采用包絡(luò)檢波器解調(diào)時(shí)的性能與同步檢測器時(shí)的性能幾乎一樣。63第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)小信噪比情況此時(shí)，輸入信號(hào)幅度遠(yuǎn)小于噪聲幅度，即包絡(luò)64第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)因?yàn)樗?，可以把E(t)進(jìn)一步近似：此時(shí)，E(t)中沒有單獨(dú)的信號(hào)項(xiàng)，有用信號(hào)m(t)被噪聲擾亂，只能看作是噪聲。這時(shí)，輸出信噪比不是按比例地隨著輸入信噪比下降，而是急劇惡化，通常把這種現(xiàn)象稱為解調(diào)器的門限效應(yīng)。開始出現(xiàn)門限

17、效應(yīng)的輸入信噪比稱為門限值。 65第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)討論1. 門限效應(yīng)是由包絡(luò)檢波器的非線性解調(diào)作用引起的。 2. 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)。3. 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。但當(dāng)輸入信噪比低于門限值時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)門限效應(yīng)，這時(shí)解調(diào)器的輸出信噪比將急劇惡化，系統(tǒng)無法正常工作。66第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)5.3 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理前言頻率調(diào)制簡稱調(diào)頻(FM)，相位調(diào)制簡稱調(diào)相(PM)。這兩種調(diào)制中，載波的幅度都保持恒定，而頻率和相位的變化都表現(xiàn)為載波瞬時(shí)相位的

18、變化。角度調(diào)制：頻率調(diào)制和相位調(diào)制的總稱。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。與幅度調(diào)制技術(shù)相比，角度調(diào)制最突出的優(yōu)勢是其較高的抗噪聲性能。 5.3.1 角度調(diào)制的基本概念1、瞬時(shí)相位t = 0t = t1t = t2t = t32、瞬時(shí)頻率在上頁的矢量圖中，如果矢量的旋轉(zhuǎn)速度（即角頻率）是勻速的，那么瞬時(shí)相位但是如果矢量的旋轉(zhuǎn)速度“時(shí)快時(shí)慢”，那么如何求瞬時(shí)相位呢？（我們可以用“變速跑”來進(jìn)行類比）2、瞬時(shí)頻率（續(xù)）我們定義，矢量在任意時(shí)刻旋轉(zhuǎn)的速度 為這個(gè)旋轉(zhuǎn)矢量的瞬時(shí)角頻率，簡稱瞬時(shí)頻率則瞬時(shí)相位例題t

19、3、調(diào)頻的波形及表達(dá)式瞬時(shí)頻率隨著調(diào)制信號(hào)m(t)的大小變化而變化。載波頻率比例常數(shù)(起均衡作用,作用類似調(diào)幅中的ka)其量綱為(rad/s)/伏特ttt調(diào)頻波的波形ttttt調(diào)頻波的通用表達(dá)式4、調(diào)相的概念及表達(dá)式已調(diào)波的瞬時(shí)相位與標(biāo)準(zhǔn)載波的相位差隨著調(diào)制信號(hào)m(t)的大小變化而變化。5、調(diào)頻與調(diào)相的關(guān)系即,對(duì)一個(gè)調(diào)制信號(hào)先求導(dǎo)再調(diào)頻,等價(jià)于直接對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行調(diào)相從波形上對(duì)上述關(guān)系的驗(yàn)證ttt42680812-210t16016對(duì)三角波調(diào)相等價(jià)于對(duì)方波(三角波導(dǎo)函數(shù))的調(diào)頻與方波的調(diào)頻波一樣77第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng) （a）直接調(diào)頻 （b）間接調(diào)頻(c) 直接調(diào)相 (d) 間接調(diào)相6、最大相移

20、（即 調(diào)制指數(shù)）7、調(diào)頻波的最大頻偏8、調(diào)相波的最大角頻偏例題已知一調(diào)角波表達(dá)式為求調(diào)制指數(shù)和最大頻偏9、調(diào)頻信號(hào)的功率和帶寬83第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)5.3.2 窄帶調(diào)頻（NBFM）定義：如果FM信號(hào)的最大瞬時(shí)相位偏移滿足下式條件 則稱為窄帶調(diào)頻；反之，稱為寬帶調(diào)頻。84第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)時(shí)域表示式將FM信號(hào)一般表示式展開得到當(dāng)滿足窄帶調(diào)頻條件時(shí)，故上式可簡化為185第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)頻域表示式利用以下傅里葉變換對(duì)可得NBFM信號(hào)的頻域表達(dá)式（設(shè)m(t)的均值為0） 86第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)NBFM和AM信號(hào)頻譜的比較1兩者都含有一個(gè)載波和位于c處的兩個(gè)邊帶，所以它們的帶寬相同2不同的是，

21、NBFM的兩個(gè)邊頻分別乘了因式1/( - c)和1/( + c) ，由于因式是頻率的函數(shù)，所以這種加權(quán)是頻率加權(quán)，加權(quán)的結(jié)果引起調(diào)制信號(hào)頻譜的失真。3另外，NBFM的一個(gè)邊帶和AM反相。87第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)NBFM和AM信號(hào)頻譜的比較舉例以單音調(diào)制為例。設(shè)調(diào)制信號(hào) 則NBFM信號(hào)為AM信號(hào)為按照上兩式畫出的頻譜圖和矢量圖如下：88第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)頻譜圖89第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)矢量圖 (a) AM (b) NBFM在AM中，兩個(gè)邊頻的合成矢量與載波同相，所以只有幅度的變化，無相位的變化；而在NBFM中，由于下邊頻為負(fù)，兩個(gè)邊頻的合成矢量與載波則是正交相加，所以NBFM不僅有相位的變化，幅

22、度也有很小的變化。這正是兩者的本質(zhì)區(qū)別 。由于NBFM信號(hào)最大頻率偏移較小，占據(jù)的帶寬較窄，但是其抗干擾性能比AM系統(tǒng)要好得多，因此得到較廣泛的應(yīng)用。 90寬帶調(diào)頻討論：由上式可見調(diào)頻信號(hào)的頻譜由載波分量c和無數(shù)邊頻(c nm)組成。當(dāng)n = 0時(shí)是載波分量c ，其幅度為AJ0 (mf)當(dāng)n 0時(shí)是對(duì)稱分布在載頻兩側(cè)的邊頻分量(c nm) ，其幅度為AJn (mf)，相鄰邊頻之間的間隔為m；且當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，上下邊頻極性相反； 當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)極性相同。 由此可見，F(xiàn)M信號(hào)的頻譜不再是調(diào)制信號(hào)頻譜的線性搬移，而是一種非線性過程。 91第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 某單音寬帶調(diào)頻波的頻譜：圖中只畫出了單邊振幅

23、譜。 92第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)調(diào)頻信號(hào)的帶寬理論上頻帶寬度為無限寬，實(shí)際上邊頻幅度隨著n的增大而逐漸減小，當(dāng)mf 1以后，取邊頻數(shù)n = mf + 1即可。因?yàn)閚 mf + 1以上的邊頻幅度均小于0.1。被保留的上、下邊頻數(shù)共有2n = 2(mf + 1)個(gè)，相鄰邊頻之間的頻率間隔為fm，所以調(diào)頻波的有效帶寬為它稱為卡森（Carson）公式。 93第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)當(dāng)mf 1時(shí)，上式可以近似為 這就是寬帶調(diào)頻的帶寬。當(dāng)任意限帶信號(hào)調(diào)制時(shí)，上式中fm是調(diào)制信號(hào)的最高頻率， mf是最大頻偏 f 與 fm之比。例如，調(diào)頻廣播中規(guī)定的最大頻偏f為75kHz，最高調(diào)制頻率fm為15kHz，故調(diào)頻指數(shù)m

24、f 5，由上式可計(jì)算出此FM信號(hào)的頻帶寬度為180kHz。94調(diào)制方式傳輸帶寬設(shè)備復(fù)雜程度主要應(yīng)用AM2fm簡單中短波無線電廣播DSB2fm中等應(yīng)用較少SSBfm復(fù)雜短波無線電廣播、話音頻分復(fù)用、載波通信、數(shù)據(jù)傳輸VSB略大于fm 近似SSB復(fù)雜電視廣播、數(shù)據(jù)傳輸FM中等超短波小功率電臺(tái)（窄帶FM）；調(diào)頻立體聲廣播等高質(zhì)量通信（寬帶FM）第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)5.5 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較95第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能 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。右圖畫出了各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能曲線,圖中的圓點(diǎn)表示門限點(diǎn)。門限點(diǎn)以下，曲線迅速下跌；門限點(diǎn)以上，DSB、SSB的信噪比比AM高4.7dB以上，而FM（mf = 6）的信噪比比AM高22dB。當(dāng)輸入信噪比較高時(shí)，F(xiàn)M的調(diào)頻指數(shù)mf越大，抗噪聲性能越好。96第5章 模擬調(diào)制系統(tǒng)頻帶利用率 SSB的帶寬最窄，其頻帶利用率最高；FM占用的帶寬隨調(diào)頻指數(shù)mf的增大而增大，其頻帶利用率最低?？梢哉f，F(xiàn)M是以犧牲有效性來換取可靠性的。因此， mf值的選擇要從通信質(zhì)量和帶寬限制兩方面考慮。對(duì)于高質(zhì)量通信（高保真音樂廣播，電視伴音、雙向式固定或移