華北電力大學(xué)通信系統(tǒng)原理第章2

通信系統(tǒng)原理

第4章模擬調(diào)制第4章模擬調(diào)制調(diào)制的概念、作用、分類線性調(diào)制系統(tǒng)-AM、DSB、SSB、VSB的概念、特點(diǎn)、系統(tǒng)構(gòu)成、性能分析、應(yīng)用非線性調(diào)制-FM、PM的概念、特點(diǎn)，重點(diǎn)是FM系統(tǒng)構(gòu)成及性能分析、應(yīng)用各種模擬調(diào)制的性能比較頻分復(fù)用復(fù)合調(diào)制及多級(jí)調(diào)制§4.1調(diào)制的概念調(diào)制就是按調(diào)制信號(hào)(也稱基帶信號(hào))的變化規(guī)律去改變載波某些參數(shù)的過程。調(diào)制涉及兩個(gè)輸入信號(hào)和一個(gè)輸出信號(hào)。*兩個(gè)輸入信號(hào)為：調(diào)制信號(hào)m(t)：包含信息的原始電信號(hào)，一般具有較低的頻譜分量，不宜直接傳輸。載波信號(hào)c(t)：用來承載信息，一般為高頻。*一個(gè)輸出信號(hào)為：在信道中傳輸，稱已調(diào)信號(hào)sm(t)。一、調(diào)制的概念在通信系統(tǒng)的發(fā)送端通常需要有調(diào)制過程，而在接收端則需要有調(diào)制的反過程——解調(diào)過程。

需要進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)的通信系統(tǒng)為頻帶傳輸系統(tǒng)，不需要進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)的通信系統(tǒng)為基帶傳輸系統(tǒng)。數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)模型第4章模擬調(diào)制二、調(diào)制的作用1.進(jìn)行頻率變換，把調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合信道傳輸?shù)囊颜{(diào)信號(hào)。

每種信道都有特定的工作頻率，多數(shù)為高頻，即使是適合低頻信號(hào)傳輸?shù)哪承┯芯€信道如電話線、電纜，在直流和很低頻率處衰減非常劇烈，因此需要按信道允許工作頻率對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行頻率搬移，實(shí)現(xiàn)匹配。第4章模擬調(diào)制AM中波段535-1601kHz,中央臺(tái)頻率639kHz,學(xué)校開通英語廣播頻率：一校區(qū)FM87.2MHz；二校區(qū)FM72.5MHz第4章模擬調(diào)制調(diào)制的作用

在信道內(nèi)同時(shí)傳送多路信號(hào)稱為復(fù)用，各路信號(hào)頻率范圍相同，會(huì)重疊，只有通過調(diào)制才有可能區(qū)分開不同路信號(hào)。復(fù)用方式包括：頻分復(fù)用（FDM）時(shí)分復(fù)用（TDM）碼分復(fù)用（CDM）波分復(fù)用（WDM）2.實(shí)現(xiàn)信道多路復(fù)用，提高系統(tǒng)的傳輸有效性。各種復(fù)用都要通過調(diào)制實(shí)現(xiàn)。第4章模擬調(diào)制調(diào)制的作用3.提高抗干擾能力-通過采用不同的調(diào)制方式兼顧通信的有效性與可靠性。FM抗噪性能優(yōu)于AM，但犧牲了帶寬;2PSK抗噪性能優(yōu)于2ASK。第4章模擬調(diào)制

三、調(diào)制的分類

1．按照調(diào)制信號(hào)m(t)分:模擬調(diào)制：m(t)為模擬信號(hào)，如AM、DSB、SSB、VSB、FM、PM數(shù)字調(diào)制：m(t)為數(shù)字信號(hào)，如ASK、FSK、PSK等。第4章模擬調(diào)制調(diào)制的分類2．按照載波信號(hào)c(t)分

連續(xù)波調(diào)制：C(t)=cosωct為連續(xù)正（余)弦波,AM、DSB、SSB、VSB、FM、PM、ASK、FSK、PSK等。

脈沖波調(diào)制：C(t)為周期性脈沖信號(hào)，PAM、PCM等第4章模擬調(diào)制調(diào)制的分類類3.按照m(t)對(duì)c(t)不同參數(shù)的的控制分：：幅度調(diào)制：：載波的幅幅度隨調(diào)制制信號(hào)線性性變化的過過程，AM、ASK頻率調(diào)制：：FM、FSK相位調(diào)制：：PM、PSK、DPSK第4章模擬擬調(diào)制線性調(diào)制（（幅度調(diào)制制，AM、DSB、SSB、VSB）非線性調(diào)制制（角度調(diào)調(diào)制FM、PM）對(duì)于各種調(diào)調(diào)制方式，，分析的思思路一致，，基本從以以下幾個(gè)方方面進(jìn)行：：

表達(dá)式、波形、頻譜、帶寬、功率分配調(diào)制和解調(diào)方法方框圖抗噪性能應(yīng)用第4章模擬擬調(diào)制4.2線性調(diào)制特點(diǎn)：調(diào)制制前后只有有頻譜位置置變化，沒沒有形狀變變化。一、調(diào)幅幅（AmplitudeModulation,AM）1.表達(dá)式與波波形其中m(t)的平均值為為0，A0+m(t)≥0（包絡(luò)檢波波不失真條條件，也稱稱不過調(diào)條條件）或?qū)憣憺镾AM(t)=[A0+m(t)]cosωct，第4章模擬擬調(diào)制AM信號(hào)的另一一種表達(dá)SAM(t)=[A0+m(t)]cosωct=A0[1+amn(t)]cosωct其中，a=max[m(t)]/A0,mn(t)=m(t)/max[m(t)],a稱作調(diào)幅系系數(shù)或調(diào)制制指數(shù)例.SAM(t)=[6+3cosωmt)]cosωct，求調(diào)幅系系數(shù)a。解：變換原原式SAM(t)=6[1+0.5cosωmt)]cosωct，故a=0.5第4章模擬擬調(diào)制調(diào)幅信號(hào)波波形思考：（1）m(t)波形變化；；（2）發(fā)生過調(diào)調(diào)；第4章模擬擬調(diào)制調(diào)幅信號(hào)波波形這里m(t)為單頻正弦弦信號(hào)第4章模擬擬調(diào)制發(fā)生過調(diào)時(shí)時(shí)的AM信號(hào)波形A0+m(t)<0時(shí)，發(fā)生過調(diào)A00tSAM(t)

m(t）第4章模擬擬調(diào)制2．調(diào)幅信號(hào)號(hào)的頻譜與與帶寬C(ω)-

cc0M(

）-

m

m0SAM()-ωc

c02

mSAM(ω)=ππA0［δ(ω+ωωc)+δ(ωω-ωc)］+1/2[M(ω+ωc)+M(ωω-ωc)］AM帶寬：BAM=2fmfm為基帶信號(hào)號(hào)帶寬第4章模擬擬調(diào)制3．調(diào)幅信號(hào)號(hào)功率分配配其中P0稱為載波功功率，Pf稱為邊頻功功率（兩個(gè)個(gè)邊頻）第4章模擬擬調(diào)制4．調(diào)制框圖圖m(t)A0cosωctSAM(t)包絡(luò)檢波BPFSAM(t)mo(t)5.解調(diào)框圖（1）包絡(luò)檢波波法只只適用于A0+m(t)≥0第4章模擬擬調(diào)制包絡(luò)檢波電電路及工作作過程：思考考：：包包絡(luò)絡(luò)檢檢波波條條件件不不能能滿滿足足（（即即發(fā)發(fā)生生過過調(diào)調(diào)））時(shí)時(shí)，，會(huì)會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生生什什么么問問題題？？第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制發(fā)生生過過調(diào)調(diào)時(shí)時(shí)，，包包絡(luò)絡(luò)檢檢波波的的信信號(hào)號(hào)產(chǎn)產(chǎn)生生失失真真t0mo(t)0

t

SAM(t)

A0

m(t）第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制（2）相相干干解解調(diào)調(diào)(同步步檢檢測測））m0(t)cosctLPF

sAM(t)BPF要求求：：解解調(diào)調(diào)用用的的載載波波要要與與調(diào)調(diào)制制用用的的載載波波同同頻頻同同相相，，否否則則會(huì)會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生生失失真真。。思考考：：解解調(diào)調(diào)載載波波存存在在偏偏差差（（頻頻差差或或相相差差））時(shí)時(shí)發(fā)發(fā)生生什什么么問問題題？？第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制兩種種解解調(diào)調(diào)方方法法對(duì)對(duì)比比相對(duì)對(duì)于于相相干干解解調(diào)調(diào)，，包包絡(luò)絡(luò)檢檢波波法法實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)簡簡單單，，應(yīng)應(yīng)用用較較多多；；包包絡(luò)絡(luò)檢檢波波也也稱稱非非相相干干解解調(diào)調(diào)；；相干干解解調(diào)調(diào)需需要要產(chǎn)產(chǎn)生生同同頻頻同同相相的的載載波波，，實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)較較復(fù)復(fù)雜雜；；相相干干解解調(diào)調(diào)也也稱稱同同步步解解調(diào)調(diào)、、同同步步檢檢測測。。第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制6.AM優(yōu)缺缺點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：：實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)簡簡單單，，可可包包絡(luò)絡(luò)檢檢波波；；缺點(diǎn)點(diǎn)：：效效率率低低，，解解決決方方法法-引出出DSB。第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制二、、抑抑制制載載波波的的雙雙邊邊帶帶調(diào)調(diào)幅幅（（DSB-SC，簡簡稱稱雙雙邊邊帶帶DSB）1．表表達(dá)達(dá)式式與與波波形形:sDSB(t)=m(t)cosωωct思考考：：改改變變調(diào)調(diào)制制信信號(hào)號(hào)m(t)再看看DSB信號(hào)號(hào)的的波波形形第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制當(dāng)m(t)變?yōu)闉閿?shù)數(shù)字字序序列列時(shí)時(shí)對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的DSB信號(hào)號(hào)第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制2.頻譜譜與與帶帶寬寬:M(ω)ω-ωmωm0c(ω)ω-ωcωc0-

c

c02mSDSB(ωω)=1/2［M(ωω+ωωc)+M(ωω-ωωc)］BDSB=2fm第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制3.功率率分分配配第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制4.調(diào)制制框框圖圖m(t)cosωctSDSB(t)cosωctLPF

SDSB(t)S0(t)BPF5.解調(diào)調(diào)框框圖圖—相干干解解調(diào)調(diào)6.優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：：效效率率高高；；缺點(diǎn)點(diǎn)：：帶帶寬寬占占用用多多思考考：：DSB包絡(luò)絡(luò)檢檢波波結(jié)結(jié)果果信號(hào)號(hào)的的波波形形結(jié)結(jié)果果如如何何？？第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制三、、單單邊邊帶帶調(diào)調(diào)制制(SSB)產(chǎn)生生SSB信號(hào)號(hào)最最直直觀觀的的方方法法是是讓讓雙雙邊邊帶帶信信號(hào)號(hào)通通過過一一個(gè)個(gè)邊邊帶帶濾濾波波器器，，保保留留所所需需要要的的一一個(gè)個(gè)邊邊帶帶，，濾濾除除不不要要的的邊邊帶帶。。邊邊帶帶濾濾波波其其可可以以設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)成成理理想想低低通通特特性性H下(ωω)或理理想想高高通通特特性性H上(ωω)，就就可可分分別別取取出出下下邊邊帶帶信信號(hào)號(hào)頻頻譜譜S下(ωω)或上上邊邊帶帶信信號(hào)號(hào)頻頻譜譜S上(ωω)。DSB信號(hào)包包含有有兩個(gè)個(gè)邊帶帶，即即上、、下邊邊帶。。由于于這兩兩個(gè)邊邊帶包包含的的信息息相同同，因因而，，從信信息傳傳輸?shù)牡慕嵌榷葋砜伎紤]，，傳輸輸一個(gè)個(gè)邊帶帶就夠夠了。。這種種只傳傳輸一一個(gè)邊邊帶的的通信信方式式稱為為單邊邊帶通通信。。1.用濾波波法形形成單單邊帶帶信號(hào)號(hào)cosωct

H上/下(ω)m(t)SSSB(t)第4章模模擬擬調(diào)制制形成SSB信號(hào)的的濾波波特性性H上(w)10－wcwcw0－wcwcw1(a)(b)H下(w)第4章模模擬擬調(diào)制制推導(dǎo)SSB信號(hào)的的表示示式，，由濾波波法形形成單單邊帶帶信號(hào)號(hào)入手手2.單邊帶帶信號(hào)號(hào)的表表達(dá)式式cosωct

H上/下(ω)m(t)SSSB(t)邊帶濾濾波器器的輸輸入為為雙邊邊信號(hào)號(hào)即:sDSB(t)=m(t)cosωctSDSB(ω)=1/2［M(ωω+ωωc)+M(ωω-ωωc)］輸出單單邊帶帶信號(hào)號(hào)由邊邊帶濾濾波器器的傳傳輸特特性決決定第4章模模擬擬調(diào)制制關(guān)鍵：：下邊邊帶濾濾波器器傳輸輸特性性的表表達(dá)式式0－wcwcw1H下(w)1/2-1/20w1sgn()-1其中sgn()為符號(hào)號(hào)函數(shù)數(shù)，它它具有有如下下特性性sgn()=第4章模模擬擬調(diào)制制第4章模模擬擬調(diào)制制這里引引入了了希爾爾伯特特變換換第4章模模擬擬調(diào)制制希爾伯伯特變變換等等效為為一個(gè)個(gè)理想想移相相器，，在正正頻域域相移移-90°，而在在負(fù)頻頻域相相移90°°。h(t)H(w)-jsgn(w)m(t)-90o第4章模模擬擬調(diào)制制H[m(t)]=H(cosct)=sinctH(sinct)=-cosct（2）常用希希爾波波特變變換對(duì)對(duì)第4章模模擬擬調(diào)制制Hilterb變換的的用途途：在SSB中，用用來實(shí)實(shí)現(xiàn)相相位選選擇，，以產(chǎn)產(chǎn)生單單邊帶帶信號(hào)號(hào)；信號(hào)和和它的的希爾爾波特特變換換具有有相同同的能能量譜譜密度度或相相同的的功率率譜密密度。。信號(hào)和和它的的希爾爾波特特變換換的能能量(或功率率)相同。。信號(hào)和和它的的希爾爾波特特變換換具有有相同同的自自相關(guān)關(guān)函數(shù)數(shù)。信號(hào)和和它的的希爾爾波特特變換換互為為正交交。Hilbert變換的的性質(zhì)質(zhì)第4章模模擬擬調(diào)制制同理推導(dǎo)上上邊帶帶信號(hào)號(hào)第4章模模擬擬調(diào)制制故單邊邊帶表表達(dá)式式有的書書上也也寫作作第4章模模擬擬調(diào)制制SSB信號(hào)波波形

c(t)

A

tm(t)

M

tSsSB上(t)

tSSSB下

(t)

t當(dāng)m(t)為單單頻正正弦信信號(hào)時(shí)時(shí)第4章模模擬擬調(diào)制制SSB信號(hào)的的頻譜譜帶寬BSSB=fmM(w)-wmwmwO-wcwcOSSSB()上邊帶頻譜wO-wcwcwSSSB()下邊帶頻譜SDSB(w)-wwcwO

上邊帶

下邊帶

下邊帶

上邊帶c第4章模模擬擬調(diào)制制用濾波波法形形成SSB信號(hào)的的技術(shù)術(shù)難點(diǎn)點(diǎn)是，，由于于一般般調(diào)制制信號(hào)號(hào)都具具有豐豐富的的低頻頻成分分，經(jīng)經(jīng)調(diào)制制后得得到的的DSB信號(hào)的的上、、下下邊帶帶之間間的間間隔很很窄，，這就就要求求單邊邊帶濾濾波器器在fc附近具具有陡陡峭的的截止止特性性，才才能有有效地地抑制制無用用的一一個(gè)邊邊帶。。這就就使濾濾波器器的設(shè)設(shè)計(jì)和和制作作很困困難，，有時(shí)時(shí)甚至至難以以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。為為此，，在在工程程中往往往采采用多多級(jí)調(diào)調(diào)制濾濾波的的方法法。對(duì)于單單邊帶帶信號(hào)號(hào)的濾濾波法法產(chǎn)生生中，，有時(shí)時(shí)濾波波網(wǎng)絡(luò)絡(luò)工藝藝復(fù)雜雜。目目前除除了濾濾波法法產(chǎn)生生外，，還有有其它它的單單邊帶帶信號(hào)號(hào)產(chǎn)生生方法法。濾波法法形成成SSB信號(hào)存存在的的問題第4章模模擬擬調(diào)制制2.相移法法產(chǎn)生生SSB信號(hào)框圖m(t)。90-。90-tcoscw+-tsincwSSSB下(t)SSSB上(t)第4章模模擬擬調(diào)制制相移法法形成成SSB信號(hào)的的困難難在于于寬帶帶相移移網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的制制作，，該該網(wǎng)絡(luò)絡(luò)要對(duì)對(duì)調(diào)制制信號(hào)號(hào)m(t)的所有有頻率率分量量嚴(yán)格格相移移π/2，這一一點(diǎn)即即使近近似達(dá)達(dá)到也也是困困難的的。為為解決決這個(gè)個(gè)難題題，可可以采采用混混合法法（也也叫維維弗法法,Weaver）。3.用Weaver法形成成SSB信號(hào)其中，，ω2>>ωω1，低通通濾波波器的的截止止頻率率為ω1sinω2t

sinω1t

理想低通相乘器相乘器相乘器理想低通相乘器m(t)sSSB(t)-/2-/2cosω1t

cosω2t

+取上邊帶-取下邊帶第4章模模擬擬調(diào)制制綜上所所述：：SSB調(diào)制方方式在在傳輸輸信號(hào)號(hào)時(shí)，，不但但可節(jié)節(jié)省發(fā)發(fā)射功功率，，而且且它所所占用用的頻頻帶寬寬度為為BSSB=fm，只有有AM、DSB的一半半，因因此，，它目目前已已成為為模擬擬通信信中的的一種種重要要調(diào)制制方式式。SSB信號(hào)的的解調(diào)調(diào)和DSB一樣不不能采采用簡簡單的的包絡(luò)絡(luò)檢波波，因因?yàn)镾SB信號(hào)也也是抑抑制載載波的的已調(diào)調(diào)信號(hào)號(hào)，它它的包包絡(luò)不不能直直接反反映調(diào)調(diào)制信信號(hào)的的變化化，所所以以仍需需采用用相干干解調(diào)調(diào)。說明明第4章模模擬擬調(diào)制制5.單邊帶帶信號(hào)號(hào)的解解調(diào)—相干解解調(diào)cosωct

LPF

SSSB(t)m0(t)BPF6.應(yīng)用：載波通通信，，節(jié)省省頻帶帶7.問題：：邊帶濾濾波器器陡,實(shí)現(xiàn)困難,在低頻成分分較多的情情況，往往往采用殘留留邊帶調(diào)制制。第4章模擬擬調(diào)制它是介于雙雙邊帶與單單邊帶之間間的一種線線性調(diào)制，，即克服了了DSB占雙倍帶寬寬的缺點(diǎn)，，又解決了了SSB實(shí)現(xiàn)的難題題。VSB不是將一個(gè)個(gè)邊帶完全全抑制，而而是逐漸切切割、部分分抑制，使使其仍保留留一小部分分。四、VSB（殘留邊帶帶調(diào)制）第4章模擬擬調(diào)制比較DSB、SSB和VSB信號(hào)的頻譜譜M(w)w-2pfm2pfmO(a)SDSB(w)-wcwcO(b)wSSSB(w)O-wcwwc(c)-wcwcSVSB(w)Ow(d)第4章模擬擬調(diào)制1.VSB產(chǎn)生方法—濾波法HVBS(ω)cosωctm(t)SVSB(t)第4章模擬擬調(diào)制VSB頻譜形成帶寬B＝fm2fmM(w)w-2pfm2pfmO(a)SDSB(w)-wcwcO(b)w-wcwcSVSB(w)Ow-wcwcSVSB(w)Ow第4章模擬擬調(diào)制現(xiàn)在我們來來確定殘留留邊帶濾波波器的特性性。假設(shè)HVSB(ω)是所需的殘殘留邊帶濾濾波器的傳傳輸特性。。殘留邊帶帶信號(hào)的頻頻譜為SVSB(ω)=為了確定上上式中殘留留邊帶濾波波器傳輸特特性HVSB(ω)應(yīng)滿足的條條件，我們們來分析一一下接收端端是如何從從該信號(hào)中中恢復(fù)原基基帶信號(hào)的的。顯然也不能能簡單地采采用包絡(luò)檢檢波，采采用相干解解調(diào)器解調(diào)調(diào)VSB信號(hào)。圖中中，殘留邊邊帶信號(hào)sVSB(t)與相干載波波cosωct的乘積為第4章模擬擬調(diào)制sVSB(t)cosωct1/2[SVSB(ω+ωc)+SVSB(ω-ωc)]代入SVSB(ω)式，選擇合合適的低通通濾波器的的截止頻率率，消掉±2ωc處的頻譜，，則低通濾濾波器的輸輸出頻譜Mo(ω)=1/4M(ω-ωc)[H(ω-ωc)+H(ω+ωc)］為了保證相相干解調(diào)的的輸出無失失真地重現(xiàn)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)號(hào)M(ω)，必須要求求HVSB(ω+ωc)+HVSB(ω-ωc)=常數(shù)，|ω|≤ωωm式中，ωm是調(diào)制信號(hào)號(hào)的最高頻頻率。上式就是確確定殘留邊邊帶濾波器器傳輸特性性HVSB(ω)所必須遵循循的條件。。滿足上式式的HVSB(ω)的可能形式式有兩種：第4章模擬擬調(diào)制殘留邊帶濾濾波器特性性(a)殘留部分上上邊帶的濾濾波器特性性;b）殘留部部分下邊帶帶的濾波器器特性低通濾波器器形式和高高通濾波器器形式。第4章模擬擬調(diào)制HVSB(ω)要滿足互補(bǔ)補(bǔ)對(duì)稱特性性－過渡部部分稱滾降降這個(gè)濾波器器將使上邊邊帶小部分分殘留，而而使下邊帶帶絕大部分分通過。將HVSB(ω)進(jìn)行±ωc的頻移，分分別得到HVSB(ω-ωc)和HVSB(ω+ωωc)，將兩者相相加，其結(jié)結(jié)果在|ω|＜ωm范圍內(nèi)應(yīng)為為常數(shù)，為了滿足這這一要求，，必須使HVSB(ω-ωc)和HVSB(ωω+ωωc)在ω=0處具具有有互互補(bǔ)補(bǔ)對(duì)對(duì)稱稱的的滾滾降降特特性性。。第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制顯然然，，滿滿足足這這種種要要求求的的滾滾降降特特性性曲曲線線并并不不是是惟惟一一的的,而是是有有無無窮窮多多個(gè)個(gè)。。由由此此我我們們得得到到如如下下重重要要概概念念：：只只要要?dú)垰埩袅暨呥厧V濾波波器器的的特特性性HVSB(ωω)在±ωωc處具具有有互互補(bǔ)補(bǔ)對(duì)對(duì)稱稱（（奇奇對(duì)對(duì)稱稱））特特性性，，那那么么，，采采用用相相干干解解調(diào)調(diào)法法解解調(diào)調(diào)殘殘留留邊邊帶帶信信號(hào)號(hào)就就能能夠夠準(zhǔn)準(zhǔn)確確地地恢恢復(fù)復(fù)所所需需的的基基帶帶信信號(hào)號(hào)。。第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制五、、線線性性調(diào)調(diào)制制的的一一般般模模型型h(t)cosωctm(t)Sm(t)幾種種線線性性調(diào)調(diào)制制都都可可用用一一般般形形式式表表示示,只是是不不同同調(diào)調(diào)制制類類型型，，h(t)的選選擇擇不不同同。。第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制4.3非線線性性調(diào)調(diào)制制與線線性性調(diào)調(diào)制制相相比比，，頻頻譜譜除除了了位位置置移移動(dòng)動(dòng)，，還還有有頻頻譜譜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的變變化化，，F(xiàn)M與PM都是是角角度度隨隨m(t)變化化。。一、、角角度度調(diào)調(diào)制制的的一一般般表表達(dá)達(dá)式式第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制1.FM————瞬時(shí)時(shí)頻頻偏偏隨隨調(diào)調(diào)制制信信號(hào)號(hào)（（基基帶帶信信號(hào)號(hào)））成成比比例例變變化化2.PM————瞬時(shí)時(shí)相相偏偏隨隨調(diào)調(diào)制制信信號(hào)號(hào)（（基基帶帶信信號(hào)號(hào)））成成比比例例變變化化二、、FM與PMKF為頻頻偏偏常常數(shù)數(shù)KP為相相移移常常數(shù)數(shù)第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制3.二者者關(guān)關(guān)系系SPMt)FM

微分間接調(diào)相

m(t)

m(t)

SFM(t)PM

積分間接調(diào)頻SPMt)PM直接調(diào)相

m(t)

SFMt)FM直接調(diào)頻

m(t)

第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制假設(shè)設(shè)調(diào)調(diào)制制信信號(hào)號(hào)為為單單頻頻余余弦弦調(diào)頻頻調(diào)相相第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制例1.一個(gè)個(gè)調(diào)調(diào)角角波波判斷斷是是FM還是是PM？調(diào)頻頻調(diào)相相思考考答案案：：不不能能確確定定FM,PM,只有有在在m(t)給定定時(shí)時(shí)，，才才可可確確定定第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制4.最大大頻頻偏偏（（△△ω,△△f）與與最最大大相相偏偏（（調(diào)調(diào)制制指指數(shù)數(shù)））mf為了了簡簡單單，，討討論論m(t)為單單一一頻頻率率余余弦弦情情況況（（單單音音調(diào)調(diào)制制））對(duì)FM:對(duì)PM:第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制調(diào)頻頻指指數(shù)數(shù)即即最最大大相相偏偏mf是影影響響帶帶寬寬和和輸輸出出信信噪噪比比的的主主要要因因素素。。最大大頻頻偏偏△△ω與最最大大相相偏偏mf關(guān)系系FM、PM二者者都都有有：：實(shí)際際中中FM比PM應(yīng)用用更更廣廣，，后后面面以以FM分析析為為主主。。第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制三、、NBFM與WBFM:(窄帶帶調(diào)調(diào)頻頻與與寬寬帶帶調(diào)調(diào)頻頻)為NBFM不滿滿足足此此條條件件，，為為WBFM第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制1.窄帶帶調(diào)調(diào)頻頻（（NBFM）有近近似似式式cos［sin［調(diào)頻頻波波的的一一般般表表示示式式為為sFM(t)=Acos［ωct+=Acosωωctcos[-Asinωωctsin[sNBFM(t)≈≈Acosωωct-第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制NBFM信號(hào)號(hào)的的頻頻譜譜對(duì)NBFM表達(dá)達(dá)式式求求付付氏氏變變換換SNBFM(ω)=πA［δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)］+sNBFM(t)≈Acosωct-m(t)M(ω)cosωctπδ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)］sinωctjπ［δ(ω+ωc)-δ(ω-ωc)］第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制SAM(ωω)=ππA0［δ(ωω+ωωc)+δδ(ωω-ωωc)］+M(ωω+ωωc)+M(ωω-ωωc)］可以以看看出出兩兩種種調(diào)調(diào)制制的的相相似似性性和和不不同同處處。。兩兩者者都都含含有有一一個(gè)個(gè)載載波波和和位位于于±ωωc處的的兩兩個(gè)個(gè)邊邊帶帶，，所所以以它它們們的的帶帶寬寬相相同同，，都都是是調(diào)調(diào)制制信信號(hào)號(hào)最最高高頻頻率率的的兩兩倍倍。。不不同同的的是是，，NBFM的兩兩個(gè)個(gè)邊邊頻頻分分別別乘乘了了因因式式1/(ωω-ωωc)和1/(ωω+ωωc)，由由于于因因式式是是頻頻率率的的函函數(shù)數(shù)，，所所以以這這種種加加權(quán)權(quán)是是頻頻率率加加權(quán)權(quán)，，加加權(quán)權(quán)的的結(jié)結(jié)果果引引起起調(diào)調(diào)制制信信號(hào)號(hào)頻頻譜譜的的失失真真。。另另外外，，有有一一邊邊頻頻和和AM反相相。。與AM信號(hào)號(hào)的的頻頻譜譜比比較較第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制單音音調(diào)調(diào)制制的的AM與NBFM頻譜譜BNBFM=2fm第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制AM與NBFM的矢矢量量表表示示只有有幅幅度度的的變變化化有角角度度的的變變化化第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制窄帶帶調(diào)調(diào)頻頻信信號(hào)號(hào)的的產(chǎn)產(chǎn)生生第4章模模擬擬調(diào)調(diào)制制由于于NBFM信號(hào)號(hào)最最大大相相位位偏偏移移較較小小，，占占據(jù)據(jù)的的帶帶寬寬較較窄窄，，使使得得調(diào)調(diào)制制制制度度的的抗抗干干擾擾性性能能強(qiáng)強(qiáng)的的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)不不能能充充分分發(fā)發(fā)揮揮，，因因此此目目前前僅僅用用于于抗抗干干擾擾性性能能要要求求不不高高的的短短距距離離通通信信中中。。在在長長距距離離高高質(zhì)質(zhì)量量的的通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)中中，，如如微微波波或或衛(wèi)衛(wèi)星星通通信信、、調(diào)調(diào)頻頻立立體體聲聲廣廣播播、、超超短短波波電電臺(tái)臺(tái)等等多多采采用用寬寬帶帶調(diào)調(diào)頻頻。。第4章模模擬擬調(diào)制制當(dāng)不滿滿足式式窄帶帶條件件時(shí)，，調(diào)頻頻信號(hào)號(hào)的時(shí)時(shí)域表表達(dá)式式不能能簡化化，因因而給給寬帶帶調(diào)頻頻的頻頻譜分分析帶帶來了了困難難。為為使問問題簡簡化，，我們們只研研究單單音調(diào)調(diào)制的的情況況，然然后把把分析析的結(jié)結(jié)論推推廣到到多音音情況況。設(shè)單音音調(diào)制制信號(hào)號(hào)m(t)=Amcosωmt=Amcos2ππfmt2.寬帶調(diào)調(diào)頻（（WBFM）第4章模模擬擬調(diào)制制代入得得單音音寬帶帶調(diào)頻頻的時(shí)時(shí)域表表達(dá)式式sFM(t)=Acos［ωct+mfsinωmt］利用三三角公公式展展開,有sFM(t)=Acosωωct·cos(mfsinωmt)-Asinωct·sin(mfsinωmt)將上式式中的的兩個(gè)個(gè)因子子分別別展成成級(jí)數(shù)數(shù)形式式φ(t)=Am調(diào)頻信信號(hào)的的瞬時(shí)時(shí)相偏偏第4章模模擬擬調(diào)制制cos(mfsinωmt)=J0(mf)+2J2n(mf)cos2nωmtsin(mfsinωmt)=2J2n-1(mf)sin(2n-1)ωmtcosAcosB=cos(A-B)+cos(A+B)sinAsinB=cos(A-B)-cos(A+B)三角公公式得調(diào)頻信號(hào)展開式

sFM(t)=AJn(mf)cos(ωc+nωm)t第4章模模擬擬調(diào)制制Bessel函數(shù)性性質(zhì)n為奇數(shù)數(shù)時(shí)J-n(mf)=-Jn(mf)n為偶數(shù)數(shù)時(shí)J-n(mf)=Jn(mf)Jn(mf)為第一一類n階貝塞塞爾（（Bessel）函數(shù)數(shù)，它它是mf的函數(shù)數(shù),Jn(mf)隨mf變化的的關(guān)系系曲線線，詳詳細(xì)細(xì)數(shù)據(jù)據(jù)可參參看Bessel函數(shù)表表。第4章模模擬擬調(diào)制制SFM(ω)=AπJn(mf)［δ(ω-ωc-nωm)+δ(ω+ωc+nωm)］可見，，調(diào)調(diào)頻波波的頻頻譜包包含無無窮多多個(gè)分分量。。當(dāng)n=0時(shí)就是是載波波分量量ωc，其幅幅度為為J0(mf)；當(dāng)當(dāng)n≠0時(shí)在載載頻兩兩側(cè)對(duì)對(duì)稱地地分布布上下下邊頻頻分量量ωc±±nωωm，譜譜線之之間的的間隔隔為ωm，幅度度為Jn(mf)，且當(dāng)當(dāng)n為奇數(shù)數(shù)時(shí)，，上下下邊頻頻極性性相反反；當(dāng)當(dāng)n為偶數(shù)數(shù)時(shí)極極性相相同。。mf=5單音寬寬帶調(diào)調(diào)頻波波的頻頻譜如如圖:FM頻譜-6-5-4-3-2-10123456?-J2(mf)J1(mf)-J3(mf)J0(mf)J1(mf)J3(mf)?-f-fcfmJ2(mf)第4章模模擬擬調(diào)制制由于調(diào)調(diào)頻波波的頻頻譜包包含無無窮多多個(gè)頻頻率分分量，，因此此，理理論上上調(diào)頻頻波的的頻帶帶寬度度為無無限寬寬。然然而而實(shí)際際上邊邊頻幅幅度Jn(mf)隨著n的增大而逐逐漸減小，，因此只要要取適當(dāng)?shù)牡膎值使邊頻分分量小到可可以忽略的的程度，調(diào)調(diào)頻信號(hào)可可近似認(rèn)為為具有有限限頻譜。根根據(jù)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)認(rèn)為：當(dāng)當(dāng)mf≥1以后，取邊邊頻數(shù)n=mf+1即可。因?yàn)闉閚＞mf+1以上的邊頻頻幅度Jn(mf)均小于0.1，相應(yīng)產(chǎn)生生的功率均均在總功率率的2%以下，可以以忽略不計(jì)計(jì)。根據(jù)這這個(gè)原則，，調(diào)頻波的的帶寬為BFM=2(mf+1)fm=2(Δf+fm)帶寬調(diào)頻信號(hào)的的帶寬取決決于最大頻頻偏和調(diào)制制信號(hào)的頻頻率，該式式稱為卡森公式練習(xí)：計(jì)算算mf=5，fm=15kHz時(shí)的FM信號(hào)帶寬第4章模擬擬調(diào)制若mf<<1時(shí)，BFM≈2fm這就是窄帶帶調(diào)頻的帶帶寬，與前前面的分析析相一致。卡森公式計(jì)計(jì)算帶寬的的討論若mf≥10時(shí)，BFM≈2Δf這是大指數(shù)數(shù)寬帶調(diào)頻頻情況，說說明帶寬寬由最大頻頻偏決定。。第4章模擬擬調(diào)制四、FM信號(hào)的產(chǎn)生生-調(diào)制過程產(chǎn)生調(diào)頻波波的方法通通常有兩種種：直接接法和間接接法。（1）直接法法。直接法法就是用調(diào)調(diào)制信號(hào)直直接控制振振蕩器的頻頻率，使其其按調(diào)制信信號(hào)的規(guī)律律線性變化化。振蕩頻率由由外部電壓壓控制的振振蕩器叫做做壓控振蕩蕩器（VCO）。每個(gè)壓壓控振蕩器器自身就是是一個(gè)FM調(diào)制器，因因?yàn)樗恼裾袷庮l率正正比于輸入入控制電壓壓，即ωi(t)=ωωc+KFm(t)若用調(diào)制信信號(hào)作控制制信號(hào)，就就能產(chǎn)生FM波。第4章模擬擬調(diào)制控制VCO振蕩頻率的的常用方法法是改變振振蕩器諧振振回路的電電抗元件L或C。L或C可控的元件件有電抗管管、變?nèi)莨芄?。變?nèi)莨芄苡捎陔娐仿泛唵危孕阅芰己?，，目前在調(diào)調(diào)頻器中廣廣泛使用。。直接法的主主要優(yōu)點(diǎn)是是在實(shí)現(xiàn)線線性調(diào)頻的的要求下，，可以獲得得較大的頻頻偏。缺點(diǎn)點(diǎn)是頻率穩(wěn)穩(wěn)定度不高高。因此往往往需要采采用自動(dòng)頻頻率控制系系統(tǒng)來穩(wěn)定定中心頻率率。應(yīng)用鎖相環(huán)環(huán)（PLL）調(diào)制器，，可以獲得得高質(zhì)量的的FM信號(hào)。其載載頻穩(wěn)定度度很高，可可以達(dá)到晶晶體振蕩器器的頻率穩(wěn)穩(wěn)定度。但但這種方案案的一個(gè)顯顯著缺點(diǎn)是是，在調(diào)調(diào)制頻率很很低，進(jìn)入入PLL的誤差傳遞遞函數(shù)He(s)（高通特性性）的阻帶帶之后，調(diào)調(diào)制頻偏（（或相偏））是很小的的。第4章模擬擬調(diào)制PLL調(diào)制器第4章模擬擬調(diào)制（2）間接法法。間接法法是先對(duì)調(diào)調(diào)制信號(hào)積積分后對(duì)載載波進(jìn)行相相位調(diào)制，，從而產(chǎn)生生窄帶調(diào)頻頻信號(hào)(NBFM)。然后，利利用倍頻器器把NBFM變換成寬帶帶調(diào)頻信號(hào)號(hào)(WBFM)。-900倍頻∫dtAsinωctNBFMAcosωctWBFMm(t)經(jīng)n倍頻后可以以使調(diào)頻信信號(hào)的載頻頻和調(diào)頻指指數(shù)增為n倍。第4章模擬擬調(diào)制以典型的調(diào)調(diào)頻廣播的的調(diào)頻發(fā)射射機(jī)為例。。在這種發(fā)發(fā)射機(jī)中首首先以f1=200kHz為載頻，用用最高頻率率fm=15kHz的調(diào)制信號(hào)號(hào)產(chǎn)生頻偏偏Δf1=25Hz的窄帶調(diào)頻頻信號(hào)。而而調(diào)頻廣播播的最終頻頻偏Δf=75kHz,載頻fc在88~108MHz頻段內(nèi)，因因此需要經(jīng)經(jīng)過的n=Δf/Δf1=75×103/25=3000的倍頻，但但倍頻后新新的載波頻頻率(nf1)高達(dá)600MHz，不符合fc的要求。因因此需要混混頻器進(jìn)行行下變頻來來解決這個(gè)個(gè)問題。實(shí)際應(yīng)用中中，為了得得到合適的的載波頻率率，往往還還要加入混混頻。第4章模擬擬調(diào)制解決上述問問題的典型型方案如圖所示。NBFM調(diào)制器×n1cos2pf1tBPF×n2m(t)Df1f1mf1n1f1n1Df1n1mf1cos2pf2tn1f1－f2n1Df1DffcsWBFM(t)mf第4章模擬擬調(diào)制其中混頻器器將倍頻器器分成兩個(gè)個(gè)部分，由由于混頻器器只改變載載頻而不影影響頻偏，，因此可可以根據(jù)寬寬帶調(diào)頻信信號(hào)的載頻頻和最大頻頻偏的要求求適當(dāng)?shù)倪x選擇f1，f2和n1,n2，使fc=n2(n1f1-f2)ΔΔf=n1n2Δf1mf=n1n2mf1例如，在上上述方案中中選擇倍頻頻次數(shù)n1=60,n2=50，混頻器參參考頻率f2=10.2MHz，則調(diào)頻發(fā)發(fā)射信號(hào)的的載頻fc=n2(n1f1-f2)=50××(60××200××103-10.2×106)=90MHz第4章模擬擬調(diào)制調(diào)頻指數(shù)mf=此寬帶調(diào)頻頻信號(hào)產(chǎn)生生方案是由由阿姆斯特特朗（Armstrong）于1930年提出的，，因此稱為為Armstrong間接法。這這個(gè)方法法提出后，，使調(diào)頻技技術(shù)得到很很大發(fā)展。。間間接法的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是頻率率穩(wěn)定度好好。缺點(diǎn)是是需要多次次倍頻和混混頻，因此此電路較復(fù)復(fù)雜。調(diào)頻信號(hào)的的最大頻偏偏Δf=n1n2Δf1=60×50×25=75kHz第4章模擬擬調(diào)制1.鑒頻法(對(duì)WBFM和NBFM都適用）限幅BPFLPF

鑒頻器（FD）m0(t)微分包絡(luò)檢波SFM(t)2.NBFM的相干解調(diào)調(diào)五、FM解調(diào)NBFM微分低通tsincw-

BPFm0(t)思考：一FM信號(hào)表達(dá)式式如下，給給出能解調(diào)調(diào)此信號(hào)的的系統(tǒng)框圖圖。第4章模擬擬調(diào)制一、指標(biāo)標(biāo)信噪比－－在接收端端分析()()tntsNSiiii22==率解調(diào)器輸入噪聲平均功均功率解調(diào)器輸入信號(hào)平4.4模擬調(diào)制系系統(tǒng)的抗噪噪性能分析析輸出信噪比比調(diào)制制度增增益輸入信噪比比第4章模擬擬調(diào)制2.計(jì)算4個(gè)功率Si,Ni,So,No,從而求得Si/Ni,So/No,G二、抗噪性性能分析的的一般方法法1.建立分析模模型BPF

解調(diào)器Sm(t)mo(t)no(t)SoNoni(t)SiNin(t)Si-與調(diào)制類型型有關(guān)Ni-窄帶噪聲的的功率計(jì)算算（窄帶噪噪聲的表達(dá)達(dá)式、性質(zhì)質(zhì)）So-與調(diào)制類型型和解調(diào)方方式有關(guān)No-與解調(diào)方式式有關(guān)第4章模擬擬調(diào)制回憶窄帶帶噪聲ni(t)=nc(t)cosωct-ns(t)sinωct或ni(t)=V(t)cos[ωct+(t)]第4章模模擬調(diào)制制三、線性性調(diào)制相相干解調(diào)調(diào)的抗噪噪性能n(t)四種都可可相干解解調(diào)1.DSB（B=2fm）BPFLPFmo(t)no(t)Sm(t)LPF第4章模模擬調(diào)制制G=2DSB信號(hào)的解解調(diào)使信信噪比改改善一倍倍，輸出出信噪比比增加了了3dB，因?yàn)橄嘞喔山庹{(diào)調(diào)噪聲的的正交分分量被抑抑制掉。。第4章模模擬調(diào)制制2.SSB第4章模模擬調(diào)制制G=1DSB的G是SSB的兩倍，，因?yàn)镾SB的一個(gè)邊邊帶被濾濾掉了，，但它是是有用信信號(hào)，使使信號(hào)功功率減小小。分析：從從上面的的計(jì)算結(jié)結(jié)果來看看，不能能得出DSB解調(diào)性能能比SSB好，因SSB的B小一半。。在n0和Si相同時(shí)，，DSB的Ni是SSB的2倍。從而而DSB的N0也是SSB的2倍。實(shí)際際最終兩兩者的性性能相同同。結(jié)論1：如果輸輸入噪聲聲功率譜譜密度和和輸入信信號(hào)功率率相同，，二者抗抗噪性能能相同。。第4章模模擬調(diào)制制結(jié)論1中的假設(shè)設(shè)即：VSB的抗噪性性能與SSB相同。第4章模模擬調(diào)制制舉例：設(shè)某信道道具有均均勻的雙雙邊噪聲聲功率譜譜密度在該信道道中傳輸輸抑制載載波的單單邊帶（（上邊帶帶）信號(hào)號(hào)，并設(shè)設(shè)調(diào)制信信號(hào)的的頻頻帶限制制在5kHz，而載波波是100kHz，已調(diào)信信號(hào)功率率是10kW。若接收收機(jī)的輸輸入信號(hào)號(hào)在加至至解調(diào)器器前，先先經(jīng)過一一理想帶帶通濾波波器，求求：1.該理想帶通通濾波器應(yīng)應(yīng)具有什么么樣的傳輸輸特性？2.解調(diào)器輸入入端的信噪噪比是多少少？3.解調(diào)器輸出出端的信噪噪比是多少少？第4章模擬擬調(diào)制3.AM系統(tǒng)相干解解調(diào)由于Si定義與DSB,SSB的Si不同，不好好直接比較較，可將它它與AM非相干比較較。第4章模擬擬調(diào)制四、AM系統(tǒng)非相干干解調(diào)抗噪噪性能輸出要求合合成信號(hào)的的包絡(luò)no(t)BPF包絡(luò)檢波mo(t)AMn(t)Sm(t)ni(t)第4章模擬擬調(diào)制其中包絡(luò)其中信號(hào)和和噪聲存在在非線性關(guān)關(guān)系，分析析m0(t)和n0(t)有困難，這這里討論兩兩種特殊情情況：1.大信噪比情情況第4章模擬擬調(diào)制數(shù)學(xué)上取極極限,當(dāng)A↑→G↓第4章模擬擬調(diào)制結(jié)論2：在大信噪比比時(shí)，AM系統(tǒng)采用包包絡(luò)檢波進(jìn)進(jìn)行解調(diào)，，抗噪性能能與相干解解調(diào)（同步步檢測）時(shí)時(shí)抗噪性能能相同。包絡(luò)實(shí)現(xiàn)簡簡單，但相相干解調(diào)不不需要受大大信噪比條條件限制2.小信噪比情情況第4章模擬擬調(diào)制輸出無單獨(dú)獨(dú)的信號(hào)項(xiàng)項(xiàng)，m(t)被噪聲調(diào)制制（淹沒））。S0/N0急劇下降，，出現(xiàn)門限限效應(yīng)。結(jié)論3：在小信噪比比條件下，，AM系統(tǒng)包絡(luò)檢檢波器會(huì)把把有用信號(hào)號(hào)擾亂成噪噪聲，這種種現(xiàn)象稱門限效應(yīng)——即輸入信噪噪比下降到到一定程度度，輸出信信噪比出現(xiàn)現(xiàn)急劇惡化化的現(xiàn)象。。出現(xiàn)門限效效應(yīng)的Si/Ni稱門限，門門限效應(yīng)是是非相干解解調(diào)特有的的。門限效應(yīng)條條件：小信信噪比，非非相干解調(diào)調(diào)同步解調(diào)器器無門限效效應(yīng)。AM包絡(luò)實(shí)現(xiàn)簡簡單，多用用，當(dāng)要保保證質(zhì)量，，需工作在在大信噪比比，即加大大發(fā)信功率率。第4章模擬擬調(diào)制線性調(diào)制系系統(tǒng)的比較較：從有效性看看，SSB最好，可靠靠性不比DSB差，應(yīng)用較較多，例如如：載波通通信AM系統(tǒng)包絡(luò)檢檢波實(shí)現(xiàn)簡簡單，廣播播中常用，，但有門限限效應(yīng)VSB適用于低頻頻豐富的信信號(hào)傳播，，如圖像，，數(shù)據(jù)DSB有效性，可可靠性，解解調(diào)實(shí)現(xiàn)都都無優(yōu)勢，，模擬中少少用。但其其特點(diǎn)在數(shù)數(shù)字調(diào)制時(shí)時(shí)多用，或或低帶寬多多路數(shù)傳。。第4章模擬擬調(diào)制五、FM系統(tǒng)抗噪性性能分析FM鑒頻法法（常用））NBFM相相干解調(diào)（（只有窄帶帶時(shí)候使用用）第4章模擬擬調(diào)制1.FM鑒頻法抗噪噪性能分析析限幅BPFLPF

鑒頻器（FD）m0(t)n0(t)微分包絡(luò)檢波SFM(t)n(t)Si(t)ni(t)輸入信號(hào)模型：輸入信號(hào)功功率輸入信噪比比：輸入噪聲功功率Ni=n0B第4章模擬擬調(diào)制輸出信號(hào)和和輸出噪聲聲都包含在在混合信號(hào)號(hào)的角度變變化中第4章模擬擬調(diào)制第4章模擬擬調(diào)制大信噪比條條件下A>>V（t)第4章模擬擬調(diào)制計(jì)算輸出噪噪聲功率利用傅立葉葉變換的性性質(zhì)及信號(hào)號(hào)通過系統(tǒng)統(tǒng)的概念d/dtns’(t)第4章模擬擬調(diào)制單音調(diào)制時(shí)時(shí)上式變?yōu)闉镚=3mf2(mf+1)當(dāng)mf很大時(shí)，G=3mf2(mf+1)≈3m3f第4章模擬擬調(diào)制小信噪比條條件下V（t)>>A無單獨(dú)信號(hào)號(hào)項(xiàng)，信號(hào)號(hào)被噪聲擾擾亂，F(xiàn)M系統(tǒng)鑒頻也也存在門限限效應(yīng)。門門限效應(yīng)一一般發(fā)生在在10dB左右。第4章模擬擬調(diào)制FM系統(tǒng)的門限限效應(yīng)當(dāng)輸入信噪噪比降到一一定程度時(shí)時(shí)FM鑒頻法就會(huì)會(huì)出現(xiàn)門限限效應(yīng)，輸輸出信噪比比將急劇惡惡化。NiSi=10dBNiSiNoSo第4章模擬擬調(diào)制思考：模擬調(diào)制中中可能存在在門限效應(yīng)應(yīng)的調(diào)制類類型有哪種種？它們出出現(xiàn)門限效效應(yīng)的條件件是什么？？第4章模擬擬調(diào)制加重技術(shù)-改善輸出信信噪比第4章模擬擬調(diào)制1.AM2.DSBG=23.SSBG=14.FM六、各種模模擬調(diào)制系系統(tǒng)的抗噪噪性能第4章模擬擬調(diào)制各種模擬調(diào)調(diào)制系統(tǒng)的的抗噪性能能曲線第4章模擬擬調(diào)制（1）DSB的G是SSB的兩倍，但但是如果輸輸入噪聲功功率譜密度度和輸入信信號(hào)功率Si相同時(shí)，二二者抗噪性性能相同。。（2）大信噪比比條件下，，AM系統(tǒng)包絡(luò)檢檢波器與相相干解調(diào)抗抗噪性能相相同；小信信噪比條件件下，AM系統(tǒng)出現(xiàn)門門限效應(yīng)——即輸入信噪噪比到一定程度，輸輸出信噪比比急劇惡化化的現(xiàn)象，，相干解調(diào)調(diào)器無門限限效應(yīng)。（3）FM系統(tǒng)抗噪性性能最好，，但抗噪性性能的改善善是靠犧牲牲帶寬換取取的；FM鑒頻法解調(diào)調(diào)在小信噪噪比時(shí)也存存在門限效效應(yīng)。說明：第4章模擬擬調(diào)制七、模擬擬調(diào)制系統(tǒng)統(tǒng)的性能比比較有效性，帶帶寬――SSB最好好，F(xiàn)M最最差可靠性，信信噪比－FM系統(tǒng)最最好,DSB、SSB次之之，AM最最差設(shè)備復(fù)雜程程度，AM最簡單單，F(xiàn)M中中等，SSB較大。。第4章模擬擬調(diào)制八、各種模模擬調(diào)制的的應(yīng)用從有效性看看，SSB最好，可靠靠性不比DSB差，應(yīng)用多多，載波通通信中常用用；AM系統(tǒng)包絡(luò)檢檢波實(shí)現(xiàn)簡簡單，廣播播中常用；；VSB適用于低頻頻豐富的信信號(hào)傳播，，如電視信信號(hào)的圖像像傳輸；DSB有效性，可可靠性，解解調(diào)實(shí)現(xiàn)都都無優(yōu)勢，，模擬中少少用，但在在數(shù)字調(diào)制制時(shí)多用；；FM系統(tǒng)可靠性性最好，廣泛應(yīng)