現(xiàn)代通信原理第02章-模擬調(diào)制系統(tǒng)分解講解學(xué)習(xí)

現(xiàn)代通信原理第02章-模擬調(diào)制系統(tǒng)分解了解：調(diào)制的功能與分類掌握：常規(guī)雙邊帶調(diào)制(AM)信號(hào)的時(shí)域表示掌握：頻域表示功率和效率掌握：AM的調(diào)制與解調(diào)了解：抑制載波雙邊帶調(diào)制信號(hào)了解：?jiǎn)芜厧д{(diào)制（SSB）和殘留邊帶調(diào)制（VSB）了解：非線性調(diào)制系統(tǒng)了解：窄帶頻率調(diào)制NBFM寬帶調(diào)頻WBFM了解：窄帶調(diào)相NBPM寬帶調(diào)相WBPM了解：模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能了解：線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能了解：非線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能本章學(xué)習(xí)要求：2.1調(diào)制的功能及分類

2.1.1調(diào)制的功能

對(duì)消息信號(hào)進(jìn)行頻譜搬移，使之適合信道傳輸?shù)囊螅话鸦鶐盘?hào)調(diào)制到較高的頻率(一般調(diào)制到幾百kHz到幾百M(fèi)Hz甚至更高的頻率)，使天線容易輻射；便于頻率分配：為使無線電臺(tái)發(fā)出的信號(hào)互不干擾，每個(gè)發(fā)射臺(tái)都被分配給不同的頻率；有利于實(shí)現(xiàn)信道多路復(fù)用，提高系統(tǒng)的傳輸有效性Internet技術(shù)的廣泛應(yīng)用；可以減小噪聲和干擾的影響，提高系統(tǒng)的傳輸可靠性。2．1．2．1根據(jù)調(diào)制信號(hào)分類

模擬調(diào)制：調(diào)制信號(hào)是模擬信號(hào)的調(diào)制；數(shù)字調(diào)制：調(diào)制信號(hào)是數(shù)字信號(hào)的調(diào)制。2．1．2．2根據(jù)載波分類連續(xù)載波調(diào)制：以正弦信號(hào)作載波的調(diào)制；脈沖載波調(diào)制：以脈沖序列作載波的調(diào)制。載波信號(hào)是時(shí)間間隔均勻的矩形脈沖。2．1．2．3根據(jù)調(diào)制器的功能分類幅度調(diào)制一一調(diào)制信號(hào)改變載波信號(hào)的振幅參數(shù)，即利用的幅度變化來傳送的信息。如調(diào)幅(AM)、脈沖振幅調(diào)制(PAM)和振幅鍵控(ASK)等。頻率調(diào)制一一調(diào)制信號(hào)改變載波信號(hào)的頻率參數(shù)，即利用的頻率變化來傳送的信息。如調(diào)頻(FM)、脈沖頻率調(diào)制(PFM)和頻率鍵控(FSK)等。相位調(diào)制一一調(diào)制信號(hào)改變載波信號(hào)的相位參數(shù)，即利用的相位變化來傳送的信息。如調(diào)相(PM)、脈沖位置調(diào)制(PPM)、相位鍵控(PSK)等。2.1.2調(diào)制的分類2.1.2.4根據(jù)調(diào)制前后信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)關(guān)系分類線性調(diào)制一一輸出已調(diào)信號(hào)的頻譜和調(diào)制信號(hào)的頻譜之間呈線性關(guān)系，如(AM)、雙邊帶調(diào)制(DSB)、單邊帶調(diào)制(SSB)等。非線性調(diào)制一一輸出已調(diào)信號(hào)的頻譜和調(diào)制信號(hào)的頻譜之間沒有線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，即已調(diào)信號(hào)的頻譜中含有與調(diào)制信號(hào)頻譜無線性對(duì)應(yīng)關(guān)系的頻譜成分，如FM、FSK等。2.2線性調(diào)制系統(tǒng)2.2.1常規(guī)雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)

2.2.1.1常規(guī)雙邊帶調(diào)制(AM)信號(hào)的時(shí)域表示下圖表示了常規(guī)雙邊帶信號(hào)的調(diào)制過程。其中，(a)為基帶調(diào)制信號(hào)，本圖中它是一個(gè)低頻余弦信號(hào)，初相為0；(b)為等幅的高頻載波信號(hào)；(c)則是調(diào)制信號(hào)疊加了一個(gè)直流分量A后的輸出；(d)就是輸出的調(diào)制信號(hào)。2.2.1.2常規(guī)雙邊帶調(diào)制信號(hào)的頻域表示

常規(guī)雙邊帶調(diào)制信號(hào)的頻譜就是將調(diào)制信號(hào)的頻譜減小一半后分別搬移到以為中心處，且在處還各有一個(gè)強(qiáng)度為的沖擊分量，如圖所示。

2.2.1.3常規(guī)雙邊帶調(diào)制信號(hào)的功率和效率1.通常將調(diào)制信號(hào)的功率用該信號(hào)在1歐姆電阻上所產(chǎn)生的平均功率來表示，它等于該信號(hào)的方均值，即對(duì)時(shí)域表達(dá)式先平方然后再求平均值。故雙邊帶調(diào)制信號(hào)的功率為：2.一般情況下，可認(rèn)為是均值為0的信號(hào)，且與載波的二倍頻信號(hào)及直流分量A之間兩兩彼此獨(dú)立。由于，求得雙邊帶調(diào)制信號(hào)的功率為：式中第一項(xiàng)與信號(hào)無關(guān)，稱作無用功率，第二項(xiàng)是需要的信號(hào)功率。3.一般定義信號(hào)功率與調(diào)制信號(hào)的總功率之比為調(diào)制效率：根據(jù)雙邊帶調(diào)制信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式，可以畫出其調(diào)制電路框圖如圖所示。

2.2.1.4AM的調(diào)制與解調(diào)

解調(diào)通常有兩種方式:直接采用包絡(luò)檢波法--用非線性器件和濾波器分離提取出調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)，獲得所需的信息，也稱之為信號(hào)的非相干檢波，其原理框圖如圖（a）所示。相干解調(diào)--通過相乘器將收到的信號(hào)與接收機(jī)產(chǎn)生的、與調(diào)制信號(hào)中的載波同頻同相的本地載波信號(hào)相乘，然后再經(jīng)過低通濾波，即可恢復(fù)出原來的調(diào)制信號(hào)，如圖（b）所示。2.2.2.1抑制載波雙邊帶調(diào)制信號(hào)1.常規(guī)雙邊帶調(diào)制的最大缺點(diǎn)就是調(diào)制效率低，其功率中的大部分都消耗在本身并不攜帶有用信息的直流分量上，如果將這個(gè)直流成分完全取消，則效率可以提高到100%，這種調(diào)制方式就是抑制載波雙邊帶調(diào)制，簡(jiǎn)稱DSB。其已調(diào)信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為：就是信號(hào)當(dāng)A=0時(shí)的一個(gè)特例，其輸出波形及產(chǎn)生過程如圖所示。2.2.2抑制載波的雙邊帶調(diào)制(DSB)2.根據(jù)抑制載波雙邊帶調(diào)制信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式，可畫出其調(diào)制電路框圖如圖所示。3.由于信號(hào)的包絡(luò)不再具有調(diào)制信號(hào)的形狀，它只能使用相干解調(diào)方式，才能恢復(fù)出原來的調(diào)制信號(hào)，如圖所示。

2.2.2.2雙邊帶調(diào)制/解調(diào)電路實(shí)例

工程實(shí)際中，通常將信號(hào)調(diào)制、檢波、鑒頻、混頻、鑒相等雙邊帶信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)過程看做兩個(gè)信號(hào)的多次相乘及其后續(xù)處理，常采用集成模擬乘法器件予以實(shí)現(xiàn)，其電路遠(yuǎn)比分離器件簡(jiǎn)單的多，性能也更優(yōu)越，目前在無線通信、廣播電視等方面應(yīng)用較多。

2.2.2.2.1、雙邊帶調(diào)制電路調(diào)制就是在傳送信號(hào)的發(fā)送端，利用要傳送的低頻原始信號(hào)去控制高頻振蕩信號(hào)波形的某一參數(shù)（幅度、相位或頻率），使這個(gè)參數(shù)隨控制信號(hào)的變化而變化。這里，高頻振蕩波就是載波，原始控制信號(hào)即調(diào)制信號(hào)。在接收端經(jīng)過與發(fā)送端相反的反調(diào)制過程，把載波所攜帶的信息提取出來，恢復(fù)原有的信息，這就是解調(diào)過程，也叫檢波。從頻譜的角度，調(diào)制與解調(diào)就是一個(gè)頻譜變換與反變換的過程，必須用非線性元件來實(shí)現(xiàn)。幅度調(diào)制信號(hào)的振幅受調(diào)制信號(hào)的控制，其振幅變化與調(diào)制信號(hào)成正比。為簡(jiǎn)化分析，假定調(diào)制信號(hào)是單頻信號(hào)，即。常規(guī)雙邊帶調(diào)幅電路各點(diǎn)波形過調(diào)制波形單頻正弦信號(hào)雙邊帶調(diào)制信號(hào)頻譜雙邊帶調(diào)幅信號(hào)產(chǎn)生電路原理圖MC1496是振幅調(diào)制器，載波經(jīng)高頻電容耦合輸入至MC1496的10腳，低頻調(diào)制信號(hào)經(jīng)耦合電容E05輸入至MC1496的1腳，調(diào)幅信號(hào)從MC1496的12腳輸出。C08、E06分別為高頻、低頻旁路電容。引腳2、3之間的外接反饋電阻R19用于擴(kuò)展調(diào)制信號(hào)的線性動(dòng)態(tài)范圍，當(dāng)R19增大時(shí)，輸入的線性范圍也隨之增大，但乘法器增益隨之減少。引腳14為負(fù)電源端（雙電源供電時(shí)）或接地端（單電源供電時(shí)）。引腳1、4所接的兩個(gè)100Ω、750Ω電阻及47K電位器用于調(diào)節(jié)輸入饋通電壓，調(diào)節(jié)P01，可以引入一個(gè)直流補(bǔ)償電壓，由于調(diào)制電壓與直流補(bǔ)償電壓相串聯(lián)，相當(dāng)于給調(diào)制信號(hào)疊加了某一直流電壓后，再使其與載波信號(hào)相乘，從而實(shí)現(xiàn)常規(guī)雙邊帶調(diào)幅。MC1496輸出的調(diào)幅信號(hào)還需通過一個(gè)射隨電路后輸出，以增加電路的負(fù)載能力。為保證輸出調(diào)幅信號(hào)的質(zhì)量，射隨器的輸出還經(jīng)過了下圖所示的濾波電路。雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的濾波2.2.2.2.2、雙邊帶解調(diào)電路

常規(guī)雙邊帶調(diào)制信號(hào)的解調(diào)可以采用相干或非相干方式。非相干解調(diào)利用信號(hào)的包絡(luò)變化反映調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律的特點(diǎn)進(jìn)行檢波。由于包絡(luò)檢波電路簡(jiǎn)單，實(shí)際工程中常常用到。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的檢波電路由一個(gè)二極管檢波器和一個(gè)低通濾波器組成，如圖2.36所示。因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)高頻包絡(luò)檢波，所以二極管D20的正向?qū)▔航翟叫≡胶?，常采用鍺二極管，（正向?qū)妷篣F≤0.3V）來滿足要求。R28、C14分別為負(fù)載電阻、電容，故C14的高頻阻抗應(yīng)遠(yuǎn)小于R，可視為短路；而其低頻阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于R，可視為開路。這樣，利用二極管的單向?qū)щ娦院拓?fù)載回路RC的充放電作用，就可以還原出與調(diào)幅信號(hào)包絡(luò)基本一致的信號(hào)。觀察并記錄該解調(diào)輸出信號(hào)的波形，并再示波器上將其與輸入調(diào)制信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，并分析其差異原因。二極管包絡(luò)檢波解調(diào)電路2.2.3.1單邊帶調(diào)制1.僅利用一個(gè)邊帶傳輸信息的調(diào)制方式就是單邊帶調(diào)制，簡(jiǎn)稱SSB，其已調(diào)信號(hào)記作。如圖所示，(a)圖為上邊帶調(diào)制信號(hào)，(b)圖則為下邊帶調(diào)制信號(hào)。2.2.3單邊帶調(diào)制（SSB）和殘留邊帶調(diào)制（VSB）

2.單邊帶信號(hào)的調(diào)制有濾波法、移相法以及移相濾波法三種方式，但移相濾波法由于通信質(zhì)量較差，已很少采用。濾波法首先對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行抑制載波的雙邊帶調(diào)制，然后再通過濾波器從中濾出所需要的上（或下）邊帶信號(hào)，其框圖如圖所示。其中，當(dāng)濾波器的選通頻帶為時(shí)，輸出上邊帶信號(hào)；當(dāng)通帶為時(shí)，輸出下邊帶信號(hào)。3.單邊帶調(diào)制信號(hào)通常都采用相干解調(diào)法完成解調(diào)，其框圖如圖所示。2.2.3.2殘留邊帶調(diào)制（VSB）1、殘留邊帶調(diào)制簡(jiǎn)記為VSB。它不象單邊帶那樣對(duì)不傳送的帶進(jìn)行完全抑制，而是使它逐漸截止，這樣就會(huì)使需要被抑制的邊帶信號(hào)在已調(diào)信號(hào)中保留了一小部分，其頻譜如圖所示。2、殘留邊帶信號(hào)的解調(diào)也采用相干解調(diào)法，但必須保證濾波器的截止特性將使傳輸邊帶在載頻附近被抑制的部分由抑制邊帶的殘留部分進(jìn)行精確補(bǔ)償，即其濾波器的傳遞函數(shù)必須具有互補(bǔ)對(duì)稱特性，接收端才能不失真地恢復(fù)原始調(diào)制信號(hào)。3、殘留邊帶調(diào)制在低頻信號(hào)的調(diào)制過程中，由于濾波器制作比單邊帶容易，且頻帶利用率也比較高，是含有大量低頻成分信號(hào)的首選調(diào)制方式。2.3非線性調(diào)制系統(tǒng)2.3.1一般概念1、調(diào)制——利用高頻載波的三個(gè)參數(shù)（幅度、頻率、相位）之一攜帶調(diào)制信號(hào)的信息。2、線性調(diào)制——使載波的幅度隨調(diào)制信號(hào)發(fā)生線性變化。3、非線性調(diào)制——載波的瞬時(shí)頻率或相位隨調(diào)制信號(hào)線性變化，即控制載波的瞬時(shí)頻率或相位變化，其變化的周期由的頻率決定，而幅度則保持不變的調(diào)制。根據(jù)控制的是載波的角頻率還是相位：頻率調(diào)制(FrequencyModulation)簡(jiǎn)稱調(diào)頻，記為FM；相位調(diào)制（PhaseModulation），簡(jiǎn)稱調(diào)相，記為PM。2.3.2頻率調(diào)制(FM)1、依據(jù)瞬時(shí)相位偏移是否遠(yuǎn)小于0.5或,可劃分為:窄帶調(diào)頻（NBFM）寬帶調(diào)頻（WBFM）依據(jù)的數(shù)學(xué)表示式為：或0.5，調(diào)頻為窄帶調(diào)頻；否則為寬帶調(diào)頻。2.3.2.1窄帶頻率調(diào)制NBFM1、時(shí)域表達(dá)式為：2、窄帶調(diào)頻信號(hào)的頻譜為：(a)、(b)、(c)分別為調(diào)制信號(hào)、常規(guī)雙邊帶調(diào)制信號(hào)和窄帶調(diào)頻信號(hào)的頻譜。單頻調(diào)制時(shí)的常規(guī)調(diào)幅和窄帶調(diào)頻信號(hào)頻譜

2.3.2.2寬帶調(diào)頻WBFM1、單頻信號(hào)調(diào)制下的寬帶調(diào)頻信號(hào)其中稱為第一類n階貝塞爾函數(shù)。2、單頻調(diào)制時(shí)寬帶調(diào)頻信號(hào)的頻譜為：3、由于調(diào)頻信號(hào)只改變載波的頻率疏密程度，而不改變其幅度，故調(diào)頻前后信號(hào)的總功率不變，只是由調(diào)頻前的信號(hào)功率全部分在載波上改為調(diào)頻后分配在載頻和各次邊頻分量上。4、產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)(1)直接調(diào)頻法用調(diào)制信號(hào)直接控制高頻振蕩器的元件參數(shù)(一般都是電感或者電容)，使其振蕩頻率隨著而變化。最常用的變?nèi)荻O管調(diào)頻電路，就是利用變?nèi)荻O管的容量隨外加電壓變化而改變的特性來改變輸出振蕩頻率的。(2)間接調(diào)頻法間接調(diào)頻則是通過調(diào)相電路來產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的。(1)最簡(jiǎn)單的非相干解調(diào)就是鑒頻(2)相干解調(diào)方式5、調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)可采用相干解調(diào)和非相干解調(diào)2.3.3相位調(diào)制(PM)調(diào)相有寬帶調(diào)相和窄帶調(diào)相之分。它的劃分依據(jù)是：當(dāng)時(shí)，為窄帶調(diào)相

.2．3．3．1窄帶調(diào)相NBPM1、窄帶調(diào)相的表達(dá)式為：2、窄帶調(diào)相的頻譜為：

2．3．3．2寬帶調(diào)相WBPM1、單頻調(diào)相信號(hào)的另一種表示形式為：2、單頻調(diào)制時(shí)寬帶調(diào)相信號(hào)的頻譜為：各種系統(tǒng)比較

調(diào)頻系統(tǒng)的性能優(yōu)于調(diào)相系統(tǒng)。故一般模擬調(diào)制中都采用調(diào)頻而非調(diào)相，只是把調(diào)相電路作為產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的一種方法。調(diào)頻制主要用于調(diào)頻廣播、電視、通信及遙控遙測(cè)等設(shè)備中。相位調(diào)制主要用于數(shù)字通信系統(tǒng)和產(chǎn)生間接調(diào)頻。和調(diào)幅制相比，角度調(diào)制的主要優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性能強(qiáng)，傳輸?shù)膸捲酱?，抗干擾的性能就越強(qiáng)。缺點(diǎn)是占用頻帶寬（指寬帶FM），設(shè)備比AM系統(tǒng)復(fù)雜。2.4模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能模擬調(diào)制被分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制。2．4．1線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能一、線性調(diào)制系統(tǒng)相干解調(diào)框圖以系統(tǒng)經(jīng)相干解調(diào)后的輸出信噪比來衡量其抗噪能力。二、所有線性調(diào)制信號(hào)都可用下式統(tǒng)一表達(dá)為：1、抑制載波的雙邊帶調(diào)制信號(hào)2、單邊帶調(diào)制信號(hào)3、殘留邊帶調(diào)制信號(hào)2.4.2非線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能對(duì)于非線性系統(tǒng)的抗噪聲性能分析，主要分析調(diào)頻信號(hào)采用非相干解調(diào)時(shí)的性能。1、非相干解調(diào)的輸入信噪比為：2、相應(yīng)的輸出信噪比為：分別為調(diào)制信號(hào)的最高頻率、方均值和最大幅度值的平方。3、當(dāng)調(diào)制信號(hào)為單頻信號(hào)時(shí)，相應(yīng)的輸出信噪比為：調(diào)頻系統(tǒng)的解調(diào)輸出信噪比較高，其輸出信噪比和輸入信噪比之比和調(diào)頻指數(shù)的立方近似成比例。2.5調(diào)頻立體聲廣播系統(tǒng)

國(guó)際上目前較普及的立體聲信號(hào)實(shí)際上都是雙聲道的，其原始信息是左、右兩路（分別簡(jiǎn)稱為“L”信號(hào)、“R”信號(hào)）彼此獨(dú)立的音頻信號(hào)。由于聲源的空間分布位置差異，在立體聲節(jié)目錄制過程中，到達(dá)兩只錄音話筒的R、L路聲音信號(hào)的強(qiáng)度及時(shí)間各不相同，其強(qiáng)度差異和時(shí)間差異（即相位差）就構(gòu)成了相應(yīng)的立體聲定位信息。2.5.1立體聲廣播系統(tǒng)概述我們知道，信號(hào)的調(diào)制方式主要有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種，而廣播、電視傳輸系統(tǒng)主要采用調(diào)幅和調(diào)頻方式。相對(duì)于調(diào)幅廣播傳輸系統(tǒng)，調(diào)頻廣播發(fā)射/接收系統(tǒng)具有失真小、信噪比高、調(diào)制效率高、無串?dāng)_現(xiàn)象、可實(shí)現(xiàn)立體聲廣播和多路廣播等優(yōu)點(diǎn)，且其接收產(chǎn)品（即通常所用的調(diào)頻收音機(jī)）還具有體積小、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。因此，調(diào)頻廣播傳輸系統(tǒng)已基本上取代了調(diào)幅廣播系統(tǒng)，成為目前廣播傳輸?shù)闹髁骷夹g(shù)。根據(jù)所用的具體多路傳輸技術(shù)，立體聲廣播的制式分為頻分制和時(shí)分制，其信號(hào)復(fù)用分別是按頻率來區(qū)分信號(hào)或按時(shí)間來區(qū)分信號(hào)的。我國(guó)中波無線電廣播信號(hào)傳輸采用頻分制，傳輸帶寬（535～1605kHz）按頻率劃分成若干個(gè)子信道，每個(gè)子信道帶寬9kHz，分別供一個(gè)廣播電臺(tái)頻道使用。如天津廣播電臺(tái)交通頻道中心頻率567kHz，頻帶范圍是（562.5～571.5kHz），而生活頻道中心頻率1386kHz，頻帶范圍是（1381.5～1490.5kHz）。這樣，通過采用頻分多路復(fù)用技術(shù)，各個(gè)廣播電臺(tái)在同一個(gè)信道的不同子信道上同時(shí)進(jìn)行信號(hào)傳輸而互不干擾。因此，可以得出如下結(jié)論：收音機(jī)就是一個(gè)頻分多路復(fù)用接收器，而廣播電臺(tái)則是頻分多路復(fù)用發(fā)射器。2.5.2導(dǎo)頻制立體聲調(diào)頻廣播原理

導(dǎo)頻制采用和差傳送方式來實(shí)現(xiàn)其兼容性。將和信號(hào)M（M=L+R）作為主信號(hào)，其頻譜范圍為30Hz～15kHz；再將差信號(hào)S（S=LR）的頻譜搬移到和信號(hào)頻譜的上端，使它們互不重疊。差信號(hào)頻譜的搬移是采用38kHz超音頻信號(hào)作副載波，用差信號(hào)對(duì)它進(jìn)行抑制載波雙邊帶調(diào)幅來實(shí)現(xiàn)的，這也是導(dǎo)頻制屬于AM-FM方式的原因。其基帶信號(hào)的頻譜如圖2.32所示。可以看出，為了在接收機(jī)中解調(diào)出差信號(hào)S，接收機(jī)內(nèi)必須要產(chǎn)生一個(gè)頻率、相位都與發(fā)射系統(tǒng)相同的38kHz副載波。為此，在發(fā)射端，利用和、差信號(hào)頻譜的間隔再發(fā)射一個(gè)19kHz的未調(diào)振蕩信號(hào)，使其被接收機(jī)收到后利用倍頻器，產(chǎn)生出38kHz的本地副載波。正是因?yàn)檫@個(gè)原因，人們將此19kHz信號(hào)取名為導(dǎo)頻副載波，這種制式稱為導(dǎo)頻制。調(diào)制主載波的基帶信號(hào)由和信號(hào)M、調(diào)制后的差信號(hào)S及導(dǎo)頻信號(hào)組成，稱為導(dǎo)頻制立體聲復(fù)合信號(hào)，其數(shù)學(xué)表示式為：2.5.3AM-FM立體聲調(diào)頻廣播發(fā)射系統(tǒng)

無線廣播系統(tǒng)就是一個(gè)調(diào)制、發(fā)射廣播信號(hào)的系統(tǒng)，而用戶使用的收音機(jī)則是一個(gè)廣播信號(hào)的接收、解調(diào)系統(tǒng)。發(fā)射機(jī)的用途就是將待傳送的音頻信號(hào)通過一定的方式調(diào)制到載波上，并放大到額定功率，利用天線以電磁波的方式發(fā)射出去，覆蓋所需的范圍。調(diào)頻發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的核心就是調(diào)頻激勵(lì)器，它將輸入音頻及附加信道的信號(hào)處理并合成為基帶信號(hào)，將此基帶信號(hào)調(diào)制到VHF波段的載波上后，經(jīng)激勵(lì)器的功放模塊放大輸出。當(dāng)然，在輸出功率要求較小的情況下，激勵(lì)器也可直接作為發(fā)射機(jī)而無須經(jīng)過功放模塊的處理，其基本組成框圖如圖2.35所示。習(xí)題二一．填空1．模擬信號(hào)基帶傳輸以（）的形式在通信線路上直接傳輸，如公共交換電話網(wǎng)PSTN的用戶接入網(wǎng)；模擬信號(hào)頻帶傳輸將基帶信號(hào)經(jīng)過調(diào)制，以（）的形式在信道中進(jìn)行傳輸，其典型系統(tǒng)如衛(wèi)星中繼通信、調(diào)頻廣播等；模擬信號(hào)數(shù)字傳輸將模擬的基帶信號(hào)通過（）轉(zhuǎn)換，以（）的形式在信道中進(jìn)行傳輸，在接收端則通過（）轉(zhuǎn)換，還原輸出模擬信號(hào)。2．幅度調(diào)制就是調(diào)制信號(hào)改變載波信號(hào)的（），即利用的（）來傳送的信息。3．線性調(diào)制就是將基帶信號(hào)的頻譜沿頻率軸線做（）的過程，其已調(diào)信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)和基帶信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)（）。根據(jù)已調(diào)信號(hào)頻譜與調(diào)制信號(hào)頻譜之間的不同線性關(guān)系，可以得到（）、（）、（）和（）等不同的調(diào)制種類。4、對(duì)于調(diào)制信號(hào)為正弦信號(hào)的常規(guī)雙邊帶調(diào)制，其效率最高為（），當(dāng)調(diào)制信號(hào)為（）時(shí)，常規(guī)雙邊帶調(diào)制效率最高為（）。因此說，常規(guī)雙邊帶調(diào)制AM的最大缺點(diǎn)就是（），其功率的大部分都消耗在（）和（）上，這是極為浪費(fèi)的。5、由于AM信號(hào)的包絡(luò)具有（）的形狀，它的解調(diào)可采用（），即用非線性器件和濾波器分離提取出調(diào)制信號(hào)的（），獲得所需信息。該方法也常被稱為（）。6、殘留邊帶調(diào)制簡(jiǎn)記為（），它不象單邊帶那樣對(duì)不傳送的邊帶進(jìn)行（），而是使它（），從而使需要被抑制的邊帶信號(hào)在已調(diào)信號(hào)中保留了（）。7、單邊帶調(diào)制分（）調(diào)制和（）調(diào)制兩種，一般用符號(hào)標(biāo)記為（）和（）。8、根據(jù)調(diào)制信號(hào)控制的是載波的角頻率還是相位，可將角調(diào)制分為（）調(diào)制FM和（）調(diào)制PM。角調(diào)制中，已調(diào)信號(hào)的頻譜和調(diào)制信號(hào)頻譜之間不再保持（）關(guān)系，出現(xiàn)許多（）分量。因此，也稱角調(diào)制為（）。9、調(diào)頻信號(hào)的波形疏密程度和調(diào)制信號(hào)完全一致，當(dāng)取（）時(shí)，頻率最高，即此時(shí)（）最大；當(dāng)?。ǎr(shí)，頻率最低，此時(shí)頻偏達(dá)到（）。調(diào)相信號(hào)的波形疏密程度和調(diào)制信號(hào)有（）的偏差，這是因?yàn)椋ǎ┖停ǎ┲g是一個(gè)微、積分的關(guān)系。10、調(diào)頻信號(hào)將生成無限多個(gè)頻譜分量，各分量都以（）的間隔等距離地以（）為中心分布，每個(gè)邊頻分量的幅度都正比于（）的值，而載頻分量的幅度則正比于（）。由此可知，調(diào)頻信號(hào)的帶寬應(yīng)當(dāng)為無窮大，一般工程中，都按照卡森公式來計(jì)算調(diào)頻信號(hào)的帶寬，即對(duì)于（）次的邊頻分量，可以忽略不記。11、由貝塞爾函數(shù)的基本性質(zhì)3可知，調(diào)頻信號(hào)的所有（）的功率之和加上（）的功率將等于（）。這是由于調(diào)頻信號(hào)只改變載波的（），而不改變其（），故調(diào)頻前后信號(hào)的總功率（）。12、單頻調(diào)制時(shí)寬帶調(diào)相信號(hào)的頻譜包含有（）個(gè)頻率分量，都以的間隔等距離地分布在（）的兩側(cè)，其幅度隨著n的增加（）。因此，按照卡森公式，其帶寬為（）。當(dāng)調(diào)制信號(hào)的角頻率增大時(shí)，調(diào)相指數(shù)（）而調(diào)頻指數(shù)將（）。故調(diào)相信號(hào)的帶寬要隨的增加而（），但調(diào)頻信號(hào)帶寬隨的變化而（）。因此，調(diào)頻比調(diào)相應(yīng)用（）。13、調(diào)頻系統(tǒng)的解調(diào)輸出信噪比較高，其輸出信噪比和輸入信噪比之比和（）的立方近似成比例。但是，這種性能改善是以（）為代價(jià)的，線性調(diào)制系統(tǒng)的帶寬最大僅為調(diào)制信號(hào)最大頻率的（）倍，而調(diào)頻信號(hào)的帶寬則是最高頻率的（）倍。14在相干解調(diào)時(shí)，DSB系統(tǒng)的制度增益G＝（），SSB系統(tǒng)G＝（），AM系統(tǒng)在單音頻調(diào)制時(shí)（）。15信噪比低到一定程度時(shí)，調(diào)頻解調(diào)器會(huì)產(chǎn)生，輸出信噪比急劇下降。16若調(diào)幅信號(hào)Sm(t)=0.2cos2π×10000t+0.2cos2π×1.4×10000t，則該調(diào)幅信號(hào)屬（）調(diào)制，其調(diào)制信號(hào)的頻率為（）二．單選1．根據(jù)已調(diào)信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)和未調(diào)制前信號(hào)頻譜之間的關(guān)系，可把調(diào)制分為線性調(diào)制和（）調(diào)制兩種。A幅度調(diào)制B頻率調(diào)制C相位調(diào)制D非線性調(diào)制2．AM調(diào)制中，當(dāng)調(diào)幅指數(shù)取值為（）時(shí)，已調(diào)信號(hào)包絡(luò)將嚴(yán)重失真，使接收端檢波后不能再恢復(fù)出原來的調(diào)制信號(hào)波形，即發(fā)生所謂的過量調(diào)幅。A（0，1）B[0～1]C[1，∞]D（1，∞）3．AM信號(hào)的頻譜就是將調(diào)制信號(hào)的頻譜幅度減小一半后，分別搬移到以載波角頻率為中心的（）處，并在其上再各自疊加一個(gè)強(qiáng)度為（）的沖擊分量。ABCDE/4F/2GH24．抑制載波雙邊帶調(diào)制信號(hào)的頻譜就是將調(diào)制信號(hào)的頻譜幅度減小一半后，分別搬移到以載波角頻率為中心的（）處，并在其上再各自疊加一個(gè)強(qiáng)度為（）的沖擊分量。ABCDE/4F/2GH05．僅利用一個(gè)邊帶傳輸信息的調(diào)制方式就是()調(diào)制，簡(jiǎn)稱SSB。A單邊帶B雙邊帶C殘留邊帶D抑制載波雙邊帶6．殘留邊帶信號(hào)的解調(diào)也采用相干解調(diào)法，但必須保證濾波器的截止特性使傳輸邊帶在載頻附近被抑制的部分由抑制邊帶的殘留部分進(jìn)行精確補(bǔ)償，即其濾波器的傳遞函數(shù)必須具有（）特性，即滿足條件（），接收端才能不失真地恢復(fù)原始調(diào)制信號(hào)。A對(duì)稱B互補(bǔ)C互補(bǔ)對(duì)稱D相同的E常數(shù)F常數(shù)G常數(shù)H常數(shù)7．單頻信號(hào)的窄帶調(diào)頻信號(hào)和常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的頻譜十分相象，它們都含有和頻率分量，且兩種信號(hào)的帶寬一樣。唯一的不同之處是（）。A常規(guī)調(diào)幅信號(hào)頻譜中頻率分量的譜線向下B窄帶調(diào)頻信號(hào)頻譜中頻率分量的譜線向下C窄帶調(diào)頻信號(hào)中分量與分量都是負(fù)的D常規(guī)調(diào)幅信號(hào)中分量與分量是彼此反相的8．劃分寬帶調(diào)相和窄帶調(diào)相的依據(jù)是（）。A當(dāng)時(shí)，為窄帶調(diào)相B當(dāng)時(shí)，為寬帶調(diào)相C當(dāng)時(shí)，為窄帶調(diào)相D當(dāng)時(shí)，為窄帶調(diào)相9．單頻調(diào)制時(shí)寬帶調(diào)相信號(hào)的頻譜包含有無限多個(gè)頻率分量，都以的間隔等距離地分布在載頻的兩側(cè)，其幅度都和（）成正比。ABCD10．將單頻信號(hào)（），即可以得到調(diào)相信號(hào)。A先微分，再調(diào)幅B先調(diào)幅，再微分C先積分，再調(diào)頻D先微分，再調(diào)頻11．如下各調(diào)制方式中，抗噪聲能力從強(qiáng)到弱依次是（）A調(diào)頻、常規(guī)雙邊帶調(diào)制、單邊帶和抑制載波的雙邊帶調(diào)制B調(diào)頻、單邊帶和抑制載波的雙邊帶調(diào)制、常規(guī)雙邊帶調(diào)制C常規(guī)雙邊帶調(diào)制調(diào)頻、單邊帶和抑制載波雙邊帶調(diào)制、調(diào)頻D單邊帶系統(tǒng)和抑制載波雙邊帶調(diào)制、常規(guī)雙邊帶調(diào)制調(diào)頻、調(diào)頻三．多選1．按照通信系統(tǒng)可分為基帶和頻帶傳輸系統(tǒng)的規(guī)則，現(xiàn)有的模擬信號(hào)傳輸系統(tǒng)可分為（）等。A模擬信號(hào)基帶傳輸B模擬信號(hào)頻帶傳輸C模擬信號(hào)數(shù)字傳輸D數(shù)字信號(hào)模擬傳輸2．調(diào)制就是使高頻信號(hào)的某個(gè)參數(shù)如（）隨基帶信號(hào)發(fā)生相應(yīng)變化，解調(diào)則是在接收端將調(diào)制信號(hào)還原成基帶信號(hào)的過程。調(diào)制系統(tǒng)具有如下（）功能或特點(diǎn)。A時(shí)間B頻率C幅度D相位E對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜搬移，使之適合信道傳輸?shù)囊驠把基帶信號(hào)調(diào)制到較高的頻率，使天線容易輻射G有利于實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用，加快系統(tǒng)傳輸信號(hào)的速度H減小噪聲和干擾的影響，提高系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃?．下列幾種調(diào)制方式中，屬于頻率調(diào)制的是（），屬于相位調(diào)制的是（）。A調(diào)頻(FM)B調(diào)相(PM)C脈沖位置調(diào)制(PPM)D脈沖頻率調(diào)制(PFM)E振幅鍵控(ASK)F脈沖振幅調(diào)制(PAM)G頻率鍵控(FSK)H相位鍵控(PSK)4．單邊帶調(diào)制由于只采用一個(gè)邊帶進(jìn)行調(diào)制，和雙邊帶調(diào)制相比，具有（）的特點(diǎn)。A節(jié)省傳輸頻帶，提高頻帶利用率B較強(qiáng)的抗選擇性衰落能力C實(shí)現(xiàn)電路實(shí)現(xiàn)較難D較弱的抗選擇性衰落能力5．低頻信號(hào)的調(diào)制過程中，殘留邊帶調(diào)制由于（）特性而成為含有大量低頻成分信號(hào)的首選調(diào)制方式。A濾波器制作比雙邊帶容易B濾波器制作比單邊帶容易C頻帶利用率較高D頻帶利用率最高6．劃分窄帶調(diào)頻和寬帶調(diào)頻的依據(jù)為（）。A若瞬時(shí)相位偏移遠(yuǎn)小于0.5或，則為窄帶調(diào)頻B當(dāng)時(shí)為窄帶調(diào)頻C若瞬時(shí)相位偏移遠(yuǎn)小于0.5或，則為寬帶調(diào)頻D當(dāng)時(shí)為寬帶調(diào)頻7．n階貝塞爾函數(shù)具有如下（）等基本性質(zhì)。ABC當(dāng)調(diào)頻指數(shù)很小時(shí)，；D各階貝塞爾函數(shù)的平方和恒為1，即8．調(diào)頻系統(tǒng)由于優(yōu)良的抗噪聲性能和較高的帶寬要求，常用于高質(zhì)量要求的遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)如（）中。A微波接力B衛(wèi)星通信系統(tǒng)C調(diào)頻廣播系統(tǒng)D民用收音機(jī)系統(tǒng)四．判斷1．（）按照攜帶信息的高頻載波的種類，調(diào)制可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩種。2．（）頻率調(diào)制利用載波信號(hào)的頻率變化來傳送調(diào)制信號(hào)的信息，如調(diào)頻(FM)、脈沖位置調(diào)制(PPM)等。3．（）常規(guī)雙邊帶調(diào)制用信號(hào)疊加一個(gè)直流分量后去控制載波的振幅，使已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)按照的規(guī)律線性變化，簡(jiǎn)記為AM。4．（）常規(guī)雙邊帶調(diào)制AM當(dāng)疊加的直流分量A和調(diào)制信號(hào)之間滿足時(shí)，已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)形狀將和調(diào)制信號(hào)不一致，即發(fā)生失真。5．（）AM信號(hào)的解調(diào)通常有包絡(luò)檢波法和相干解調(diào)法兩種。6．（）抑制載波雙邊帶調(diào)制DSB信號(hào)的包絡(luò)已經(jīng)不再具有調(diào)制信號(hào)的形狀，故不能再采用包絡(luò)檢波法對(duì)其進(jìn)行解調(diào)，但可使用相干解調(diào)方式解調(diào)。7．（）電視圖像信號(hào)都采用殘留邊帶調(diào)制，其載頻和下邊帶信號(hào)全部傳送出去，而上邊帶信號(hào)則只傳不低于0.75MHz的高頻信號(hào)部分。8．（）單頻信號(hào)的窄帶調(diào)頻信號(hào)和常規(guī)調(diào)幅信號(hào)的頻譜完全一樣，都含有和頻率分量，且兩種信號(hào)的帶寬都一樣，所以存在關(guān)系。9．（）嚴(yán)格來說，調(diào)頻信號(hào)的帶寬為無窮大。但隨著n的增大，的值迅速減小，故絕大部分高次邊頻分量均可被忽略。