通信電路ch06_5

1、16.1調(diào)制的基本概念調(diào)制的基本概念6.2幅度調(diào)制幅度調(diào)制6.2.1標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制與解調(diào)標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制與解調(diào)6.2.2抑制載波調(diào)幅、單邊帶調(diào)幅和殘留邊帶調(diào)幅抑制載波調(diào)幅、單邊帶調(diào)幅和殘留邊帶調(diào)幅6.2.3正交幅度調(diào)制與解調(diào)正交幅度調(diào)制與解調(diào)6.2.4 數(shù)字信號(hào)調(diào)幅數(shù)字信號(hào)調(diào)幅6.3 角度調(diào)制角度調(diào)制6.3.1角調(diào)調(diào)制的基本概念角調(diào)調(diào)制的基本概念6.3.2頻率調(diào)制信號(hào)的性質(zhì)頻率調(diào)制信號(hào)的性質(zhì)6.3.4 實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制的方法與電路實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制的方法與電路6.3.5調(diào)頻波的解調(diào)方法與電路調(diào)頻波的解調(diào)方法與電路6.4數(shù)字信號(hào)的相位調(diào)制數(shù)字信號(hào)的相位調(diào)制2斜率鑒頻器原理斜率鑒頻器原理 A （c）線性網(wǎng)絡(luò)幅頻特

2、性線性網(wǎng)絡(luò)幅頻特性3 斜率鑒頻器電路斜率鑒頻器電路o 常用的頻率幅度的變換網(wǎng)絡(luò)有失諧回路和微分電路。所常用的頻率幅度的變換網(wǎng)絡(luò)有失諧回路和微分電路。所謂失諧回路是指諧振回路（諧振頻率為謂失諧回路是指諧振回路（諧振頻率為 ）對(duì)輸入調(diào)）對(duì)輸入調(diào)頻波的載頻頻波的載頻 是失諧的，即是失諧的，即 。o 單失諧回路包絡(luò)檢波器構(gòu)成的斜率鑒頻器。單失諧回路包絡(luò)檢波器構(gòu)成的斜率鑒頻器。 （1）圖中）圖中 、 、 構(gòu)成諧振構(gòu)成諧振 回路，對(duì)調(diào)頻波回路，對(duì)調(diào)頻波失諧失諧， 實(shí)實(shí) 現(xiàn)調(diào)頻波到調(diào)幅現(xiàn)調(diào)頻波到調(diào)幅調(diào)頻波調(diào)頻波 的變換。的變換。 （2） D、 、 構(gòu)成二極管峰構(gòu)成二極管峰 值包絡(luò)檢波器，完成幅度檢值包絡(luò)檢波

3、器，完成幅度檢 波。波。0c0c單失諧回路單失諧回路斜率鑒頻器電路斜率鑒頻器電路1R)(tiFM2R1R2C1L1CD)(tvD1L1C2R2C4單失諧回路的微分特性單失諧回路的微分特性o 單失諧回路具有微分特性單失諧回路具有微分特性 FMi Dv 頻頻-幅轉(zhuǎn)換幅轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波附近 c10 ：回路諧振頻率：回路諧振頻率 ：輸入調(diào)頻波的載頻：輸入調(diào)頻波的載頻c幅頻特性近似為線性，幅頻特性近似為線性，具有微分功能。具有微分功能。5o 定性說(shuō)明：定性說(shuō)明： 調(diào)頻波經(jīng)失諧回路后其幅度隨瞬時(shí)頻率規(guī)律變化，經(jīng)包調(diào)頻波經(jīng)失諧回路后其幅度隨瞬時(shí)頻率規(guī)律變化，經(jīng)包絡(luò)檢波檢出包絡(luò)信號(hào)。為減小鑒頻失真

4、，調(diào)頻波的中心頻絡(luò)檢波檢出包絡(luò)信號(hào)。為減小鑒頻失真，調(diào)頻波的中心頻率應(yīng)處于回路特性斜邊的中點(diǎn)。率應(yīng)處于回路特性斜邊的中點(diǎn)。調(diào)頻調(diào)調(diào)頻調(diào)幅波幅波調(diào)頻波瞬時(shí)頻調(diào)頻波瞬時(shí)頻率變化規(guī)律率變化規(guī)律對(duì)對(duì) 近近似線性似線性若采用曲線若采用曲線右邊傾斜部右邊傾斜部分分v2(t)的的波形如何？波形如何？6鑒頻特性鑒頻特性o 單失諧回路鑒頻器的鑒頻特性單失諧回路鑒頻器的鑒頻特性o 當(dāng)調(diào)頻波滿(mǎn)足準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)條件即當(dāng)調(diào)頻波滿(mǎn)足準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)條件即頻率變化相對(duì)于載頻是很慢頻率變化相對(duì)于載頻是很慢且很小時(shí)（且很小時(shí)（ c, c），同時(shí)線性），同時(shí)線性網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)的輸出響應(yīng)能夠跟得上輸入調(diào)輸出響應(yīng)能夠跟得上輸入調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的變化時(shí)，可頻

5、波瞬時(shí)頻率的變化時(shí)，可以認(rèn)為單失諧回路因頻率變以認(rèn)為單失諧回路因頻率變化所需要的建立時(shí)間遠(yuǎn)小于化所需要的建立時(shí)間遠(yuǎn)小于頻率的變化，因而可以近似頻率的變化，因而可以近似認(rèn)為其幅頻特性就是鑒頻特認(rèn)為其幅頻特性就是鑒頻特性。性。 f Dv 0f cf n單失諧回路鑒頻器電單失諧回路鑒頻器電路簡(jiǎn)單，但線性范圍路簡(jiǎn)單，但線性范圍很小。很小。 tf tvD7o 特點(diǎn)：對(duì)稱(chēng)平衡電路，差動(dòng)輸出，抵消了非線性失真，特點(diǎn)：對(duì)稱(chēng)平衡電路，差動(dòng)輸出，抵消了非線性失真，擴(kuò)大了線性范圍擴(kuò)大了線性范圍cff01cff02cf21DDDvvv當(dāng)瞬時(shí)頻率變化比回路建當(dāng)瞬時(shí)頻率變化比回路建立過(guò)程慢很多立過(guò)程慢很多回路回路1的諧振

6、頻率的諧振頻率 ，回路，回路II的諧振頻率的諧振頻率 （ 為調(diào)頻信號(hào)中心頻率），為調(diào)頻信號(hào)中心頻率），兩諧振回路的特性曲線相同，兩諧振回路的特性曲線相同，僅諧振頻率不同，并將兩個(gè)僅諧振頻率不同，并將兩個(gè)鑒頻器的輸出之差作為總的輸出鑒頻器的輸出之差作為總的輸出，即即01f02fcf0201ccffffS曲線曲線8o 構(gòu)成：構(gòu)成：頻相轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)乘積型鑒相器頻相轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)乘積型鑒相器o 工作原理工作原理n調(diào)頻波延時(shí)調(diào)頻波延時(shí) ，當(dāng)，當(dāng) 滿(mǎn)足一定條件時(shí)，相位變化規(guī)滿(mǎn)足一定條件時(shí)，相位變化規(guī)律與調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律基本相同，調(diào)頻波律與調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律基本相同，調(diào)頻波 調(diào)頻調(diào)調(diào)頻調(diào)相波相波n相位檢波（兩信號(hào)相乘）

7、相位檢波（兩信號(hào)相乘）將調(diào)頻信號(hào)與其延時(shí)后的將調(diào)頻信號(hào)與其延時(shí)后的信號(hào)相乘。信號(hào)相乘。o 這種方案多用于集成電路鑒頻器中這種方案多用于集成電路鑒頻器中0t0t9o 設(shè)調(diào)頻波為單頻余弦信號(hào)調(diào)制的信號(hào)設(shè)調(diào)頻波為單頻余弦信號(hào)調(diào)制的信號(hào)o 延時(shí)延時(shí) 后的調(diào)頻波可表示為：后的調(diào)頻波可表示為：o 若若 ，將調(diào)頻信號(hào)與其延時(shí)后的信號(hào)相乘可得，將調(diào)頻信號(hào)與其延時(shí)后的信號(hào)相乘可得sincos)(tmtVtvFccmFM0t)(sin)(cos)(000ttmttVttvFccmFM/2 . 00tcos)sin(2cos21)coscos(21cossincossincos)()()(00200200200tt

8、mttmtVttmtVttmttmttmtVttvtvtvFcFccmFccmFcFcFccmFMFM被低通濾除被低通濾除10o 上式表明，相乘結(jié)果包括兩部分，第一部分為調(diào)制信號(hào)上式表明，相乘結(jié)果包括兩部分，第一部分為調(diào)制信號(hào)的余弦函數(shù)。第二部分為一在的余弦函數(shù)。第二部分為一在 處的調(diào)頻調(diào)相波，處的調(diào)頻調(diào)相波，它將被低通濾波器濾除，僅第一部分信號(hào)被輸出，即它將被低通濾波器濾除，僅第一部分信號(hào)被輸出，即c2)cossin()sin()coscos()cos(21)coscos()(00002002ttmtttmtVttmtVtvFcFccmFccmD假定假定 ，并假定，并假定 ，則上式可近似為：

9、，則上式可近似為：2/0tc2 . 00tmF201( )cos2DcmFvtVmttp 當(dāng)滿(mǎn)足當(dāng)滿(mǎn)足 和和 時(shí)，可以得到與調(diào)制信時(shí)，可以得到與調(diào)制信號(hào)成正比的解調(diào)信號(hào)。號(hào)成正比的解調(diào)信號(hào)。p延時(shí)電路可用延時(shí)電路可用耦合回路或電容和耦合回路或電容和LC并聯(lián)回路相串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)。并聯(lián)回路相串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)。2/0tcFmt/2 . 0011延時(shí)網(wǎng)絡(luò)（頻相轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)）幅頻與相頻特性延時(shí)網(wǎng)絡(luò)（頻相轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)）幅頻與相頻特性)(110CCL回路調(diào)諧在輸入調(diào)頻回路調(diào)諧在輸入調(diào)頻波波 的中心頻率上即的中心頻率上即1v在中心頻率上在中心頻率上 與與 正交。正交。2v1v返回c012o 在鑒頻電路中該網(wǎng)絡(luò)起到了正交在鑒頻電

10、路中該網(wǎng)絡(luò)起到了正交( (兩輸入信號(hào)）兩輸入信號(hào)）與頻、與頻、相轉(zhuǎn)換作用。相轉(zhuǎn)換作用。) 1(1)(202112jQRCjVVjH 網(wǎng)絡(luò)幅頻和相頻特性分別表示為網(wǎng)絡(luò)幅頻和相頻特性分別表示為)(/1,/1200CCLLRQ220221) 1(12)(ffQRfCjfH) 1(2)(202ffarctgQf在在 附近一個(gè)小范圍內(nèi)，可認(rèn)為，附近一個(gè)小范圍內(nèi)，可認(rèn)為，0f1) 1(202ffQ)( jfH常數(shù) 0022)(fffQf將將回路諧振頻率調(diào)在調(diào)頻波中心頻率上回路諧振頻率調(diào)在調(diào)頻波中心頻率上，則上圖網(wǎng)絡(luò)可以作則上圖網(wǎng)絡(luò)可以作為延時(shí)網(wǎng)絡(luò)，它在為延時(shí)網(wǎng)絡(luò)，它在 處有處有 的相移，群延時(shí)的相移，群延

11、時(shí)cf200/2fQt 延時(shí)分析：延時(shí)分析：13二極管二極管D為偏置電路，相乘輸出經(jīng)為偏置電路，相乘輸出經(jīng) 、 構(gòu)成的低通濾波器構(gòu)成的低通濾波器濾除高頻分量，從而得到解調(diào)輸出。濾除高頻分量，從而得到解調(diào)輸出。71TT5T6T1C8T9T41 TT8R2C 構(gòu)成相乘器電路，構(gòu)成相乘器電路，一路未延時(shí)調(diào)頻波從一路未延時(shí)調(diào)頻波從 和和 基極輸入；另一路經(jīng)基極輸入；另一路經(jīng) 、C、R和和L構(gòu)成的延時(shí)電路延時(shí)構(gòu)成的延時(shí)電路延時(shí)后的調(diào)頻波，經(jīng)射極輸出器后的調(diào)頻波，經(jīng)射極輸出器 和和 耦合至相乘器耦合至相乘器 的基極。的基極。D輸入相乘器的輸入相乘器的兩路信號(hào)正交的兩路信號(hào)正交的14o 傳輸過(guò)程中，傳輸過(guò)程

12、中，信號(hào)通道的頻率特性不理想及外界干擾和信號(hào)通道的頻率特性不理想及外界干擾和內(nèi)部噪聲的影響，內(nèi)部噪聲的影響，在鑒頻器輸入端調(diào)頻信號(hào)的振幅可能在鑒頻器輸入端調(diào)頻信號(hào)的振幅可能發(fā)生變化，使鑒頻器的輸出產(chǎn)生附加干擾，以致不能準(zhǔn)發(fā)生變化，使鑒頻器的輸出產(chǎn)生附加干擾，以致不能準(zhǔn)確解調(diào)。在鑒頻器前常常接入限幅器。確解調(diào)。在鑒頻器前常常接入限幅器。o 調(diào)頻信號(hào)是一種類(lèi)似高頻正弦形的信號(hào)，高頻正弦信號(hào)調(diào)頻信號(hào)是一種類(lèi)似高頻正弦形的信號(hào)，高頻正弦信號(hào)限幅器基本原理與脈沖限幅器類(lèi)似，為得到等幅的正弦限幅器基本原理與脈沖限幅器類(lèi)似，為得到等幅的正弦波，應(yīng)采用雙向限幅器，在限幅器后接帶通濾波器以濾波，應(yīng)采用雙向限幅器

13、，在限幅器后接帶通濾波器以濾除高次諧波。除高次諧波。o 在實(shí)際鑒頻電路中，常用差分放大構(gòu)成限幅器。調(diào)頻接在實(shí)際鑒頻電路中，常用差分放大構(gòu)成限幅器。調(diào)頻接收機(jī)中放電路為多級(jí)差分限幅放大器。收機(jī)中放電路為多級(jí)差分限幅放大器。o 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 差分限幅放大器易于實(shí)現(xiàn)集成化，且電路簡(jiǎn)單，限幅差分限幅放大器易于實(shí)現(xiàn)集成化，且電路簡(jiǎn)單，限幅 電平較低。電平較低。15o 幅度調(diào)制將調(diào)制信號(hào)的頻譜在頻率軸上搬移，不改幅度調(diào)制將調(diào)制信號(hào)的頻譜在頻率軸上搬移，不改變頻譜結(jié)構(gòu)，故稱(chēng)線性調(diào)制變頻譜結(jié)構(gòu)，故稱(chēng)線性調(diào)制o 角度調(diào)制中，調(diào)制信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，故角度調(diào)制中，調(diào)制信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，故稱(chēng)非線性調(diào)制；

14、單頻調(diào)制有無(wú)窮多根譜線，多頻調(diào)稱(chēng)非線性調(diào)制；單頻調(diào)制有無(wú)窮多根譜線，多頻調(diào)制調(diào)頻波的頻譜中，除有載波角頻率分量制調(diào)頻波的頻譜中，除有載波角頻率分量 及及 和和 分量外，分量外，還有分量還有分量 o 但無(wú)論是調(diào)幅，還是調(diào)角，由于產(chǎn)生了新的頻率分但無(wú)論是調(diào)幅，還是調(diào)角，由于產(chǎn)生了新的頻率分量，都是非線性過(guò)程，都需要用非線性電路來(lái)實(shí)現(xiàn)量，都是非線性過(guò)程，都需要用非線性電路來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)功能。調(diào)制和解調(diào)功能。c1nc2kc21knc16o 調(diào)幅波的幅度和調(diào)制信號(hào)呈線性關(guān)系調(diào)幅波的幅度和調(diào)制信號(hào)呈線性關(guān)系 但只有標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波（但只有標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波（m1）和含大載波的殘留邊）和含大載波的殘留邊帶調(diào)幅波的幅度包

15、絡(luò)和調(diào)制信號(hào)呈正比關(guān)系，可用帶調(diào)幅波的幅度包絡(luò)和調(diào)制信號(hào)呈正比關(guān)系，可用包絡(luò)檢波。其他調(diào)幅波用同步解調(diào)包絡(luò)檢波。其他調(diào)幅波用同步解調(diào)o 調(diào)頻波的調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率和調(diào)制信號(hào)瞬時(shí)頻率和調(diào)制信號(hào)呈線性關(guān)系呈線性關(guān)系 頻率調(diào)制器要求調(diào)制特性為線性（一定范圍內(nèi)）頻率調(diào)制器要求調(diào)制特性為線性（一定范圍內(nèi)） 頻率解調(diào)器要求鑒頻特性為線性（一定范圍內(nèi)）頻率解調(diào)器要求鑒頻特性為線性（一定范圍內(nèi)）o 調(diào)相波的調(diào)相波的瞬時(shí)相位和調(diào)制信號(hào)瞬時(shí)相位和調(diào)制信號(hào)呈線性關(guān)系呈線性關(guān)系17o 角度調(diào)制是頻譜的非線性變換，頻譜分量豐富，但角度調(diào)制是頻譜的非線性變換，頻譜分量豐富，但大部分集中在有效帶寬內(nèi)大部分集中在有效帶寬內(nèi)o

16、角度調(diào)制的調(diào)制信息攜帶在正弦波載波的角度中，角度調(diào)制的調(diào)制信息攜帶在正弦波載波的角度中，其幅度是恒定的，而載波功率被分配到邊帶中其幅度是恒定的，而載波功率被分配到邊帶中o FM調(diào)制指數(shù)和調(diào)制信號(hào)幅度成正比，和調(diào)制信號(hào)調(diào)制指數(shù)和調(diào)制信號(hào)幅度成正比，和調(diào)制信號(hào)頻率成反比頻率成反比o PM調(diào)制指數(shù)只和調(diào)制信號(hào)幅度成正比調(diào)制指數(shù)只和調(diào)制信號(hào)幅度成正比mFFVKmmPPVKm18o 調(diào)制指數(shù)越大，頻率調(diào)制的抗干擾性就越好，但調(diào)制指數(shù)越大，頻率調(diào)制的抗干擾性就越好，但占用有效帶寬就越大，占用有效帶寬就越大，調(diào)頻波的抗干擾性能是以調(diào)頻波的抗干擾性能是以增加信道有效帶寬為代價(jià)的增加信道有效帶寬為代價(jià)的*調(diào)頻波

17、的調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù)并非越大越好，當(dāng)調(diào)制指數(shù)較調(diào)制指數(shù)并非越大越好，當(dāng)調(diào)制指數(shù)較大時(shí)，接收機(jī)的接收門(mén)限就越高，即要求解調(diào)器大時(shí)，接收機(jī)的接收門(mén)限就越高，即要求解調(diào)器輸入端的信噪比很大才能有效地改善噪聲性能。輸入端的信噪比很大才能有效地改善噪聲性能。鑒頻的門(mén)限效應(yīng)鑒頻的門(mén)限效應(yīng)19的抗干擾性能好的抗干擾性能好o 調(diào)頻的抗干擾性能好調(diào)頻的抗干擾性能好o 大多數(shù)噪聲都會(huì)引起已調(diào)波的振幅變化（大多數(shù)噪聲都會(huì)引起已調(diào)波的振幅變化（AM噪聲）；噪聲）；調(diào)頻解調(diào)電路中，采用限幅器能夠去除大部分的調(diào)頻解調(diào)電路中，采用限幅器能夠去除大部分的AM噪噪聲；而聲；而AM接收機(jī)中，這個(gè)噪聲難以消除接收機(jī)中，這個(gè)噪聲難以消

18、除o 調(diào)頻時(shí)頻譜溶散（寬帶），各旁頻分量是相關(guān)的，解調(diào)調(diào)頻時(shí)頻譜溶散（寬帶），各旁頻分量是相關(guān)的，解調(diào)時(shí)頻譜凝聚。而噪聲各分量是獨(dú)立的，不能凝聚，仍分時(shí)頻譜凝聚。而噪聲各分量是獨(dú)立的，不能凝聚，仍分布在寬帶內(nèi)。經(jīng)鑒頻后，位于調(diào)頻波帶內(nèi)的噪聲功率譜布在寬帶內(nèi)。經(jīng)鑒頻后，位于調(diào)頻波帶內(nèi)的噪聲功率譜密度由輸入端的均勻分布變?yōu)檩敵龆说膾佄锞€分布。密度由輸入端的均勻分布變?yōu)檩敵龆说膾佄锞€分布。（FM解調(diào)器輸出電壓和頻偏成正比，調(diào)制信號(hào)頻率高端噪解調(diào)器輸出電壓和頻偏成正比，調(diào)制信號(hào)頻率高端噪 聲成分產(chǎn)生的頻偏比低端大）聲成分產(chǎn)生的頻偏比低端大） 經(jīng)低通濾波大部分被經(jīng)低通濾波大部分被 濾除，調(diào)頻輸出信噪比提

19、高濾除，調(diào)頻輸出信噪比提高20o 帶寬：帶寬：調(diào)頻波的邊頻多，帶寬寬。調(diào)頻波的邊頻多，帶寬寬。標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波的帶寬為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波的帶寬為兩倍的調(diào)制信號(hào)帶寬兩倍的調(diào)制信號(hào)帶寬(BW=2F)，而調(diào)頻波的帶寬理論，而調(diào)頻波的帶寬理論上無(wú)窮大，但有效帶寬是有限的，和調(diào)制指數(shù)有關(guān)上無(wú)窮大，但有效帶寬是有限的，和調(diào)制指數(shù)有關(guān)（BW=2(m+1)F），窄帶調(diào)頻的帶寬和標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波），窄帶調(diào)頻的帶寬和標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波 相同（但相位譜不同）。相同（但相位譜不同）。o 充分利用發(fā)射機(jī)功率：充分利用發(fā)射機(jī)功率：調(diào)頻波為等幅波，總功率等于未調(diào)頻波為等幅波，總功率等于未調(diào)載波的功率，能充分利用發(fā)射機(jī)功率?？刹捎酶咝收{(diào)載波的功率，能

20、充分利用發(fā)射機(jī)功率?？刹捎酶咝实墓Ψ?，提高功率有效性。調(diào)幅波總功率為載波功率加的功放，提高功率有效性。調(diào)幅波總功率為載波功率加邊頻功率，它隨調(diào)制指數(shù)的變化而變化，雖然平均功率邊頻功率，它隨調(diào)制指數(shù)的變化而變化，雖然平均功率不很大，但設(shè)備配備時(shí)要考慮抗最大功率的沖擊不很大，但設(shè)備配備時(shí)要考慮抗最大功率的沖擊. 而調(diào)幅用高效率的非線性功放會(huì)有失真。而調(diào)幅用高效率的非線性功放會(huì)有失真。o 系統(tǒng)復(fù)雜：調(diào)頻設(shè)備比調(diào)幅設(shè)備復(fù)雜系統(tǒng)復(fù)雜：調(diào)頻設(shè)備比調(diào)幅設(shè)備復(fù)雜21o 原因：原因：o 由于消息信號(hào)（語(yǔ)言、音樂(lè)、圖像等）其功率譜密度隨由于消息信號(hào)（語(yǔ)言、音樂(lè)、圖像等）其功率譜密度隨頻率增加而下降，調(diào)頻時(shí)調(diào)制信

21、號(hào)高端產(chǎn)生的頻偏小頻率增加而下降，調(diào)頻時(shí)調(diào)制信號(hào)高端產(chǎn)生的頻偏小o 鑒頻輸出噪聲功率譜密度隨頻率增加按拋物線規(guī)律增加。鑒頻輸出噪聲功率譜密度隨頻率增加按拋物線規(guī)律增加。結(jié)果結(jié)果調(diào)制信號(hào)頻率高端的信噪比比頻率低端的信噪比調(diào)制信號(hào)頻率高端的信噪比比頻率低端的信噪比低。低。o 為在整個(gè)調(diào)制信號(hào)頻帶內(nèi)得到均勻的信噪比，在發(fā)端采為在整個(gè)調(diào)制信號(hào)頻帶內(nèi)得到均勻的信噪比，在發(fā)端采 用預(yù)加重，在接收端采用去加重技術(shù)用預(yù)加重，在接收端采用去加重技術(shù)o 預(yù)加重調(diào)制前用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)人為地提高調(diào)制信號(hào)頻預(yù)加重調(diào)制前用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)人為地提高調(diào)制信號(hào)頻譜中高頻成分的振幅譜中高頻成分的振幅o 去加重解調(diào)后作反變換，壓低高頻分量

22、，使信號(hào)恢去加重解調(diào)后作反變換，壓低高頻分量，使信號(hào)恢復(fù)原狀復(fù)原狀22o 原則：使解調(diào)輸出的信號(hào)與噪聲功率譜密度具有相同原則：使解調(diào)輸出的信號(hào)與噪聲功率譜密度具有相同的規(guī)律。的規(guī)律。隨頻率增加按拋物線規(guī)律上升隨頻率增加按拋物線規(guī)律上升o 預(yù)加重微分網(wǎng)絡(luò)（高通）預(yù)加重微分網(wǎng)絡(luò)（高通）o 去加重去加重積分網(wǎng)絡(luò)（為低通）積分網(wǎng)絡(luò)（為低通）n解調(diào)后，在接收機(jī)中對(duì)調(diào)制信號(hào)頻率高端進(jìn)行衰減解調(diào)后，在接收機(jī)中對(duì)調(diào)制信號(hào)頻率高端進(jìn)行衰減n去加重恢復(fù)了預(yù)加重對(duì)原始調(diào)制信號(hào)的改變，對(duì)有用調(diào)制信去加重恢復(fù)了預(yù)加重對(duì)原始調(diào)制信號(hào)的改變，對(duì)有用調(diào)制信號(hào)的影響是相互抵消的號(hào)的影響是相互抵消的o 預(yù)加重和去加重技術(shù)使得在調(diào)

23、制信號(hào)的整個(gè)頻帶內(nèi)，預(yù)加重和去加重技術(shù)使得在調(diào)制信號(hào)的整個(gè)頻帶內(nèi)，獲得一個(gè)均勻的信噪比獲得一個(gè)均勻的信噪比()Hj22()H微分網(wǎng)絡(luò)傳輸函數(shù)微分網(wǎng)絡(luò)傳輸函數(shù)23預(yù)加重和去加重網(wǎng)絡(luò)預(yù)加重和去加重網(wǎng)絡(luò)11112fRC22212fR Cf1選擇信號(hào)頻譜選擇信號(hào)頻譜密度下降密度下降3dB時(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)頻率，廣播對(duì)應(yīng)頻率，廣播f1=2.1KHz。R1C=75usf2=Fmax24o 數(shù)字調(diào)制較模擬調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)數(shù)字調(diào)制較模擬調(diào)制的優(yōu)點(diǎn) ：o 抗干擾能力強(qiáng)抗干擾能力強(qiáng)n模擬調(diào)制系統(tǒng)，模擬信號(hào)解調(diào)后即為所需信號(hào)，其中會(huì)模擬調(diào)制系統(tǒng)，模擬信號(hào)解調(diào)后即為所需信號(hào)，其中會(huì)伴有許多干擾和失真伴有許多干擾和失真n而在數(shù)字調(diào)制系

24、統(tǒng)，而在數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)，解調(diào)后還要通過(guò)采樣、判決解調(diào)后還要通過(guò)采樣、判決，只要只要在采樣脈沖出現(xiàn)的短暫時(shí)間內(nèi)被干擾的解調(diào)信號(hào)沒(méi)有跨在采樣脈沖出現(xiàn)的短暫時(shí)間內(nèi)被干擾的解調(diào)信號(hào)沒(méi)有跨越越0、1的判決電平，解調(diào)信號(hào)的波形在相鄰碼之間不交的判決電平，解調(diào)信號(hào)的波形在相鄰碼之間不交迭，就可再生基帶信號(hào)。故解調(diào)信號(hào)的其他干擾和失真迭，就可再生基帶信號(hào)。故解調(diào)信號(hào)的其他干擾和失真并不重要。并不重要。可以用糾錯(cuò)技術(shù)減小誤碼可以用糾錯(cuò)技術(shù)減小誤碼o 數(shù)字調(diào)制可采用多相信號(hào)調(diào)制，在相同的比特率條數(shù)字調(diào)制可采用多相信號(hào)調(diào)制，在相同的比特率條件下可以減小已調(diào)波的帶寬，提高了頻譜有效性件下可以減小已調(diào)波的帶寬，提高了頻譜

25、有效性o 數(shù)字調(diào)制和解調(diào)電路實(shí)現(xiàn)更靈活，除了硬件還廣泛數(shù)字調(diào)制和解調(diào)電路實(shí)現(xiàn)更靈活，除了硬件還廣泛采用軟件實(shí)現(xiàn)采用軟件實(shí)現(xiàn)25o 與模擬調(diào)制一樣數(shù)字基帶信號(hào)可以調(diào)制射頻載波的振幅、頻與模擬調(diào)制一樣數(shù)字基帶信號(hào)可以調(diào)制射頻載波的振幅、頻率、相位或其組合。但由于信號(hào)不是連續(xù)的，故分別稱(chēng)為振率、相位或其組合。但由于信號(hào)不是連續(xù)的，故分別稱(chēng)為振幅鍵控（幅鍵控（ASKASK）、頻移鍵控（）、頻移鍵控（FSKFSK）和相移鍵控（）和相移鍵控（PSKPSK）. ASK. ASK、FSKFSK用于短距離用于短距離 數(shù)傳。數(shù)傳。二二進(jìn)進(jìn)制制數(shù)數(shù)字字調(diào)調(diào)制制的的波波形形圖圖1226 特點(diǎn)：特點(diǎn)：o 載波幅度是隨基

26、帶信號(hào)的規(guī)律而變化的，調(diào)制信號(hào)為載波幅度是隨基帶信號(hào)的規(guī)律而變化的，調(diào)制信號(hào)為1時(shí)，有載波輸出，調(diào)制信號(hào)為時(shí)，有載波輸出，調(diào)制信號(hào)為0時(shí)，沒(méi)有載波輸出時(shí)，沒(méi)有載波輸出o 頻譜寬度是二進(jìn)制基帶信號(hào)的兩倍。頻譜寬度是二進(jìn)制基帶信號(hào)的兩倍。o 振幅鍵控（振幅鍵控（ASK）可用乘法器帶通濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。）可用乘法器帶通濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。即將基帶信號(hào)與載波信號(hào)相乘，再通過(guò)一個(gè)帶通，就可即將基帶信號(hào)與載波信號(hào)相乘，再通過(guò)一個(gè)帶通，就可以得到以得到ASK信號(hào)。信號(hào)。ASK信號(hào)也可用一個(gè)受基帶信號(hào)控信號(hào)也可用一個(gè)受基帶信號(hào)控制的電子開(kāi)關(guān)通、斷載波振蕩器的輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)制的電子開(kāi)關(guān)通、斷載波振蕩器的輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)o ASK信

27、號(hào)解調(diào)可用同步檢波或包絡(luò)檢波。所不同的是信號(hào)解調(diào)可用同步檢波或包絡(luò)檢波。所不同的是ASK解調(diào)器還含有對(duì)解調(diào)輸出信號(hào)進(jìn)行采樣判決的電解調(diào)器還含有對(duì)解調(diào)輸出信號(hào)進(jìn)行采樣判決的電路。路。同步解調(diào)的關(guān)鍵仍然是載波的提取同步解調(diào)的關(guān)鍵仍然是載波的提取27 o 恒幅的相位連續(xù)的調(diào)頻波，在傳送信號(hào)恒幅的相位連續(xù)的調(diào)頻波，在傳送信號(hào)“0”0”時(shí)，輸出時(shí)，輸出頻率為頻率為 ，在傳送信號(hào)，在傳送信號(hào)“1”1”時(shí)，輸出頻時(shí)，輸出頻率為率為 這里的這里的 是載頻，是載頻， 是調(diào)制是調(diào)制的頻偏。其的頻偏。其 為調(diào)制指數(shù)，為調(diào)制指數(shù)， 為數(shù)據(jù)速率為數(shù)據(jù)速率o 頻帶寬度是兩倍基帶信號(hào)帶寬（頻帶寬度是兩倍基帶信號(hào)帶寬（B B

28、）與）與 之和，即之和，即 o FSKFSK信號(hào)可看作是兩個(gè)振幅鍵控的和信號(hào)可看作是兩個(gè)振幅鍵控的和1()odfff2()odfffofdf2dbfhf1bbfT21ff212BwBff28直接調(diào)頻法直接調(diào)頻法。即用數(shù)字基帶信號(hào)直接控制載波振蕩器的頻即用數(shù)字基帶信號(hào)直接控制載波振蕩器的頻率。當(dāng)基帶信號(hào)為率。當(dāng)基帶信號(hào)為“0”碼時(shí)，使振蕩頻率為碼時(shí)，使振蕩頻率為 ，當(dāng)基帶信號(hào)，當(dāng)基帶信號(hào)為為“1”碼時(shí)，使振蕩頻率碼時(shí)，使振蕩頻率 為為 ，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。頻率鍵控法頻率鍵控法。即采用兩個(gè)獨(dú)立的振蕩器，振蕩頻率分別即采用兩個(gè)獨(dú)立的振蕩器，振蕩頻率分別為為 、 ，用基帶信號(hào)控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)選擇頻率

29、為或的高，用基帶信號(hào)控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)選擇頻率為或的高頻振蕩信號(hào)，實(shí)現(xiàn)頻振蕩信號(hào)，實(shí)現(xiàn)FSK。1f2f1f2f29FSK信號(hào)解調(diào)信號(hào)解調(diào)o FSK信號(hào)解調(diào)信號(hào)解調(diào)n看作是調(diào)頻波，利用前面介紹的鑒頻器解調(diào)，例如看作是調(diào)頻波，利用前面介紹的鑒頻器解調(diào)，例如當(dāng)當(dāng)FSK信號(hào)頻率不太高時(shí)，可采用脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻信號(hào)頻率不太高時(shí)，可采用脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器。將反映了輸入信號(hào)頻率的變化的輸出信號(hào)，再器。將反映了輸入信號(hào)頻率的變化的輸出信號(hào)，再經(jīng)判決器，就可恢復(fù)出基帶信號(hào)。經(jīng)判決器，就可恢復(fù)出基帶信號(hào)。n把把FSK信號(hào)按頻率分裂成兩路，形成兩個(gè)信號(hào)按頻率分裂成兩路，形成兩個(gè)ASK信號(hào)，信號(hào)，然后用解調(diào)然后用解調(diào)ASK信

30、號(hào)的方法，同步檢波或包絡(luò)檢波信號(hào)的方法，同步檢波或包絡(luò)檢波30o 用基帶數(shù)字信號(hào)對(duì)載波相位進(jìn)行控制是調(diào)相技術(shù)的典型應(yīng)用基帶數(shù)字信號(hào)對(duì)載波相位進(jìn)行控制是調(diào)相技術(shù)的典型應(yīng) 用，也是數(shù)字通信中一種非常重要的調(diào)制方式。用，也是數(shù)字通信中一種非常重要的調(diào)制方式。o 數(shù)字信號(hào)調(diào)相也稱(chēng)數(shù)字信號(hào)調(diào)相也稱(chēng)“相位鍵控相位鍵控”，簡(jiǎn)記為，簡(jiǎn)記為PSK。o 以?xún)上嗾{(diào)相（以?xún)上嗾{(diào)相（0， ） 為例，說(shuō)明數(shù)字調(diào)相的基本問(wèn)題。為例，說(shuō)明數(shù)字調(diào)相的基本問(wèn)題。o 數(shù)字調(diào)相信號(hào)的特點(diǎn)數(shù)字調(diào)相信號(hào)的特點(diǎn)n數(shù)字調(diào)相分為絕對(duì)調(diào)相和相對(duì)調(diào)相兩種數(shù)字調(diào)相分為絕對(duì)調(diào)相和相對(duì)調(diào)相兩種n以未調(diào)載波的相位作為基準(zhǔn)的調(diào)制，稱(chēng)為絕對(duì)調(diào)相以未調(diào)載波的相

31、位作為基準(zhǔn)的調(diào)制，稱(chēng)為絕對(duì)調(diào)相。在兩相調(diào)在兩相調(diào)制中，設(shè)碼元取制中，設(shè)碼元取“1”時(shí)已調(diào)載波的相位與未調(diào)載波相位相同，時(shí)已調(diào)載波的相位與未調(diào)載波相位相同，取取“0”時(shí)，則反相。時(shí)，則反相。n相對(duì)調(diào)相相對(duì)調(diào)相就是各碼元的載波相位，不是以未調(diào)載波相位為基準(zhǔn)，就是各碼元的載波相位，不是以未調(diào)載波相位為基準(zhǔn)，而是而是以相鄰的前一個(gè)碼元的載波相位為基準(zhǔn)來(lái)確定以相鄰的前一個(gè)碼元的載波相位為基準(zhǔn)來(lái)確定o 兩相絕對(duì)調(diào)相信號(hào)相當(dāng)于抑制載波調(diào)幅。兩相絕對(duì)調(diào)相信號(hào)相當(dāng)于抑制載波調(diào)幅。31兩相絕對(duì)調(diào)相信號(hào)兩相絕對(duì)調(diào)相信號(hào)o 兩相絕對(duì)調(diào)相信號(hào)波形圖（兩相絕對(duì)調(diào)相信號(hào)波形圖（p402）未調(diào)載波未調(diào)載波基帶基帶數(shù)字信號(hào)數(shù)字

32、信號(hào)絕對(duì)絕對(duì)調(diào)相信號(hào)調(diào)相信號(hào)32相對(duì)調(diào)相相對(duì)調(diào)相o 相對(duì)調(diào)相就是各碼元的載波相位，不是以未調(diào)載波相對(duì)調(diào)相就是各碼元的載波相位，不是以未調(diào)載波相位為基準(zhǔn)，而是以相鄰的前一個(gè)碼元的載波相位相位為基準(zhǔn)，而是以相鄰的前一個(gè)碼元的載波相位為基準(zhǔn)來(lái)確定為基準(zhǔn)來(lái)確定o 例如：當(dāng)碼元為例如：當(dāng)碼元為“1”時(shí)，它的載波相位取與前一個(gè)時(shí)，它的載波相位取與前一個(gè)碼元的載波相位相同，而當(dāng)碼元為碼元的載波相位相同，而當(dāng)碼元為“0”時(shí)，它的載時(shí)，它的載波相位取與前一個(gè)碼元的載波相位差波相位取與前一個(gè)碼元的載波相位差o 兩相相對(duì)調(diào)相信號(hào)，常用的辦法是先經(jīng)碼變換器將兩相相對(duì)調(diào)相信號(hào)，常用的辦法是先經(jīng)碼變換器將輸入的二進(jìn)制碼變

33、換為相對(duì)碼，然后用這個(gè)相對(duì)碼輸入的二進(jìn)制碼變換為相對(duì)碼，然后用這個(gè)相對(duì)碼做調(diào)制信號(hào)進(jìn)行抑制載波調(diào)幅，就可得到兩相相對(duì)做調(diào)制信號(hào)進(jìn)行抑制載波調(diào)幅，就可得到兩相相對(duì)調(diào)相調(diào)相.33相對(duì)調(diào)相信號(hào)波形相對(duì)調(diào)相信號(hào)波形o 兩相相對(duì)調(diào)相信號(hào)波形圖兩相相對(duì)調(diào)相信號(hào)波形圖（p403）t基帶基帶數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)未調(diào)載波未調(diào)載波相對(duì)相對(duì)調(diào)相信號(hào)調(diào)相信號(hào)101101000ttt34o 數(shù)字調(diào)相信號(hào)的解調(diào)通常采用相干解調(diào)數(shù)字調(diào)相信號(hào)的解調(diào)通常采用相干解調(diào)兩相絕對(duì)調(diào)相信號(hào)相當(dāng)于抑制載波調(diào)幅信號(hào)，故可表示為：兩相絕對(duì)調(diào)相信號(hào)相當(dāng)于抑制載波調(diào)幅信號(hào)，故可表示為：kskccmpmkTtgatVtv)(sin)(其中其中， 為基

34、帶數(shù)字序列的表示式為基帶數(shù)字序列的表示式。kskkTtga)(ppak111概率為概率為為碼元持續(xù)時(shí)間；為碼元持續(xù)時(shí)間；g ( ) 表示碼元波形函數(shù)表示碼元波形函數(shù)。sT35o 令接收端產(chǎn)生的本地載波（這里假定它與調(diào)相信號(hào)的載令接收端產(chǎn)生的本地載波（這里假定它與調(diào)相信號(hào)的載波信號(hào)同頻同相）為：波信號(hào)同頻同相）為：o 將調(diào)相信號(hào)將調(diào)相信號(hào) 與本地載波信號(hào)與本地載波信號(hào) 相乘，得相乘，得o 用濾波器濾除上式中第二項(xiàng)位于用濾波器濾除上式中第二項(xiàng)位于 附近的分量，即附近的分量，即可得到解調(diào)輸出信號(hào)可得到解調(diào)輸出信號(hào))(tvpm)(tvckcskcmcmkskcmcmkskccmcmcpmtkTtgaV

35、VkTtgaVVkTtgatVVtvtv2cos)(2)(2)(sin)()(2c2kskcmcmDkTtgaVVtv)(2)(tVtvccmcsin)(36o 上述解調(diào)過(guò)程的示意圖如下圖所示。（上述解調(diào)過(guò)程的示意圖如下圖所示。（p404）101111000)(tvpm)(tvD101 1010 01)(tvc絕對(duì)調(diào)相絕對(duì)調(diào)相實(shí)線實(shí)線虛線虛線0)()(tvtvcpm基帶數(shù)字信號(hào)基帶數(shù)字信號(hào)37說(shuō)明：說(shuō)明：o 調(diào)相信號(hào)相干解調(diào)的關(guān)鍵問(wèn)題也是本地載波的建立問(wèn)題。通調(diào)相信號(hào)相干解調(diào)的關(guān)鍵問(wèn)題也是本地載波的建立問(wèn)題。通常方法是將調(diào)相波進(jìn)行全波整流，然后從整流信號(hào)中提取出常方法是將調(diào)相波進(jìn)行全波整流，然

36、后從整流信號(hào)中提取出 分量，再對(duì)其進(jìn)行分頻，以得到頻率分量，再對(duì)其進(jìn)行分頻，以得到頻率 的本地載波信號(hào)的本地載波信號(hào)o 由分頻得到的頻率為由分頻得到的頻率為 分量的初相位是不確定的，它可以是分量的初相位是不確定的，它可以是零相位零相位，也可以是也可以是 相位。這就是恢復(fù)載波的相位。這就是恢復(fù)載波的 0 ， 模糊模糊度問(wèn)題度問(wèn)題 解調(diào)過(guò)程也可能出現(xiàn)兩種情況：一是本地載波與信號(hào)中載波解調(diào)過(guò)程也可能出現(xiàn)兩種情況：一是本地載波與信號(hào)中載波同頻同相，所得的解調(diào)信號(hào)是正確的；一是本地載波與信號(hào)同頻同相，所得的解調(diào)信號(hào)是正確的；一是本地載波與信號(hào)中載波相位差為中載波相位差為 ，故使解調(diào)信號(hào)中碼元的取值與調(diào)制

37、信，故使解調(diào)信號(hào)中碼元的取值與調(diào)制信號(hào)中碼元的取值相反號(hào)中碼元的取值相反o 解決恢復(fù)載波的模糊度問(wèn)題的有效辦法是利用相對(duì)碼解決恢復(fù)載波的模糊度問(wèn)題的有效辦法是利用相對(duì)碼 實(shí)用數(shù)字調(diào)相系統(tǒng)均采用相對(duì)調(diào)相實(shí)用數(shù)字調(diào)相系統(tǒng)均采用相對(duì)調(diào)相cf2cfcf38差動(dòng)相干解調(diào)差動(dòng)相干解調(diào) 利用前一個(gè)碼元的載波利用前一個(gè)碼元的載波作解調(diào)本碼元的相干信作解調(diào)本碼元的相干信號(hào)，因?yàn)樘?hào)，因?yàn)锽DPSK信號(hào)是信號(hào)是用相鄰的前一個(gè)碼元的用相鄰的前一個(gè)碼元的載波相位作基準(zhǔn)的。載波相位作基準(zhǔn)的。用延時(shí)電路延時(shí)一個(gè)碼用延時(shí)電路延時(shí)一個(gè)碼元時(shí)間元時(shí)間 ，然后將經(jīng)延時(shí)，然后將經(jīng)延時(shí)后的調(diào)相信號(hào)后的調(diào)相信號(hào) 與未延時(shí)與未延時(shí)的調(diào)相信號(hào)的調(diào)相信號(hào) 相乘相乘再經(jīng)低通濾波便得到所再經(jīng)低通濾波便得到所需的信號(hào)。該方法不需需的信號(hào)。該方法不需提取載波也不需碼變換提取載波也不需碼