第四章模擬通信

1、通信原理電子教案第4章 模擬調(diào)制系統(tǒng)學(xué)習(xí)目標(biāo)：Ø 調(diào)制的目的、定義和分類；Ø 幅度調(diào)制的原理；Ø 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能；Ø 角調(diào)制的原理；Ø 模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能比較；Ø 頻分復(fù)用（FDM）的基本原理。重點(diǎn)難點(diǎn)：各種線性調(diào)制的時域和頻域表示，時域波形和頻域結(jié)構(gòu)，調(diào)制器和解調(diào)器原理框圖，抗噪聲性能，門限效應(yīng)；FM與PM的關(guān)系，調(diào)頻指數(shù)與最大頻偏的定義，卡森公式。課外作業(yè)： 4-1，4-2，4-5，4-6，4-,7，4-8，4-11，4-12，4-13，4-14，4-17本章共分5講（總第1317講）第十三講 幅度調(diào)制的原理（一） 主要

2、內(nèi)容： AM和DSB的調(diào)制原理，已調(diào)信號的時域波形和頻譜分布；SSB的濾波法調(diào)制原理。引言：基帶信號具有較低的頻率分量，不宜通過無線信道傳輸。因此，在通信系統(tǒng)的發(fā)送端需要由一個載波來運(yùn)載基帶信號，也就是使載波信號的某一個（或幾個）參量隨基帶信號改變，這一過程就稱為調(diào)制。在通信系統(tǒng)的接收端則需要有解調(diào)過程。調(diào)制的目的是：（1）將調(diào)制信號（基帶信號）轉(zhuǎn)換成適合于信道傳輸?shù)囊颜{(diào)信號（頻帶信號）；（2）實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率；（3）減小干擾，提高系統(tǒng)抗干擾能力；（4）實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。根據(jù)調(diào)制信號的形式可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制；根據(jù)載波的選擇可分為以正弦波作為載波的連續(xù)波調(diào)制

3、和以脈沖串作為載波的脈沖調(diào)制。本章重點(diǎn)討論用取值連續(xù)的調(diào)制信號去控制正弦載波參數(shù)的模擬調(diào)制。§4.1 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理一、幅度調(diào)制器的一般模型 幅度調(diào)制是用調(diào)制信號去控制高頻載波的振幅，使其按調(diào)制信號的規(guī)律而變化。幅度調(diào)制器的一般模型如圖所示。圖4-1 幅度調(diào)制器的一般模型已調(diào)信號的時域和頻域表示式:幅度調(diào)制信號，在波形上，它的幅度隨基帶信號規(guī)律而變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號頻譜結(jié)構(gòu)在頻域內(nèi)的簡單搬移。由于這種搬移是線性的，因此，幅度調(diào)制通常又稱為線性調(diào)制。 在該模型中，適當(dāng)選擇濾波器的特性，便可以得到各種幅度調(diào)制信號。1. 調(diào)幅(AM)在圖4-1中，假設(shè)，調(diào)

4、制信號疊加直流后與載波相乘，就可形成調(diào)幅(AM)信號。 圖4-2 AM調(diào)制器模型AM信號時域和頻域表示式： 式中 通常認(rèn)為其平均值。圖4-3 AM信號的波形和頻譜由圖4-3的時間波形可知，當(dāng)滿足條件 時，AM信號的包絡(luò)與調(diào)制信號成正比，所以用包絡(luò)檢波的方法很容易恢復(fù)出原始的調(diào)制信號，否則，將會出現(xiàn)過調(diào)幅現(xiàn)象而產(chǎn)生包絡(luò)失真。AM信號的頻譜由載頻分量和上、下兩個邊帶組成，上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)與原調(diào)制信號的頻譜結(jié)構(gòu)相同， 。AM信號功率：式中為載波功率，為邊帶功率。由此可見，AM信號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信號的功率利用率比較低。2. 抑制載

5、波雙邊帶調(diào)制（DSB-SC）在AM信號中，如果將載波抑制，即可輸出抑制載波雙邊帶信號，簡稱雙邊帶信號（DSB）。DSB信號時域和頻域表示式： 圖4-4 DSB信號的波形和頻譜由時間波形可知，DSB信號的包絡(luò)不再與調(diào)制信號的變化規(guī)律一致，因而不能采用簡單的包絡(luò)檢波來恢復(fù)調(diào)制信號，需采用相干解調(diào)(同步檢波)。另外，在調(diào)制信號的過零點(diǎn)處，高頻載波相位有180°的突變。DSB信號雖然節(jié)省了載波功率，功率利用率提高了。但它的頻帶寬度仍是調(diào)制信號帶寬的兩倍， DSB信號的上、下兩個邊帶是完全對稱的，它們都攜帶了調(diào)制信號的全部信息，因此僅傳輸其中一個邊帶即可。3. 單邊帶調(diào)制(SSB)單邊帶信號的

6、產(chǎn)生方法通常有濾波法和相移法。1) 用濾波法形成單邊帶信號產(chǎn)生SSB信號最直觀的方法是讓雙邊帶信號通過一個邊帶濾波器，保留所需要的一個邊帶，濾除不要的邊帶。 圖4-5 形成SSB信號的濾波特性 圖4-6 SSB信號的頻譜用濾波法形成SSB信號的技術(shù)難點(diǎn)是，由于一般調(diào)制信號都具有豐富的低頻成分，經(jīng)調(diào)制后得到的DSB信號的上、下邊帶之間的間隔很窄，這要求單邊帶濾波器在附近具有陡峭的截止特性，這就使濾波器的設(shè)計(jì)和制作很困難，為此，在工程中往往采用多級調(diào)制濾波的方法。第十四講 幅度調(diào)制的原理（二）主要內(nèi)容： SSB的相移法調(diào)制原理；VSB的調(diào)制原理；線性調(diào)制信號的解調(diào)原理。2) 用相移法形成單邊帶信號

7、SSB信號的時域表示式的推導(dǎo)比較困難。但我們可以從簡單的單頻調(diào)制出發(fā)，得到SSB信號的時域表示式，然后再推廣到一般表示式。設(shè)單頻調(diào)制信號為 ，載波為， DSB信號的時域表示式為保留上邊帶，則 保留下邊帶，則 式中，“-”表示上邊帶信號，“+”表示下邊帶信號。式中，可以看成是相移，而幅度大小保持不變。我們把這一過程稱為希爾伯特變換，記為“”，則 = SSB信號的時域表示式： 式中，是的希爾伯特變換。若為的傅氏變換，則的傅氏變換為式中符號函數(shù) 設(shè)我們把稱為希爾伯特濾波器的傳遞函數(shù)，它實(shí)質(zhì)上是一個寬帶相移網(wǎng)絡(luò)，表示把幅度不變，所有的頻率分量均相移，即可得到。單邊帶調(diào)制相移法的模型，如圖4-7所示。圖

8、4-7 相移法形成單邊帶信號相移法形成SSB信號的困難在于寬帶相移網(wǎng)絡(luò)的制作，該網(wǎng)絡(luò)要對調(diào)制信號的所有頻率分量都必須嚴(yán)格相移，這一點(diǎn)即使近似達(dá)到也是困難的。SSB調(diào)制方式在傳輸信號時，不但可節(jié)省載波發(fā)射功率，而且它所占用的頻帶寬度為 ，因此目前已成為短波通信中一種重要調(diào)制方式。 SSB信號的解調(diào)和DSB一樣不能采用簡單的包絡(luò)檢波，仍需采用相干解調(diào)。4. 殘留邊帶調(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信號占用頻帶寬的缺點(diǎn)，又解決了SSB信號實(shí)現(xiàn)上的難題。在VSB中，不是完全抑制一個邊帶（如同SSB中那樣），而是逐漸切割，使其殘留小部分，如圖4-8（d）

9、所示。圖4-8 DSB、SSB和VSB信號的頻譜用濾波法實(shí)現(xiàn)殘留邊帶調(diào)制的原理如圖4-9(a)所示。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)。 圖4-9 (a) VSB調(diào)制器模型 (b) VSB解調(diào)器模型由圖4-9(a)可知，殘留邊帶信號的頻譜為(+ (- 為了確定應(yīng)滿足的條件，我們來分析一下接收端是如何從該信號中恢復(fù)原基帶信號的。VSB信號必須采用如圖4-9(b)所示的相干解調(diào)。圖中，殘留邊帶信號與相干載波的乘積為 選擇合適的低通濾波器，則低通濾波器的輸出為為了保證相干解調(diào)的輸出無失真地重現(xiàn)調(diào)制信號，必須要求 式中，是調(diào)制信號的最高頻率。滿足上式的的可能形式有兩種：圖4-10（a）

10、所示的低通濾波器形式和（b）所示的帶通（或高通）濾波器形式。圖4-10 （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幾何解釋：以殘留上邊帶的濾波器為例，它是一個低通濾波器。這個濾波器將使上邊帶小部分殘留，而使下邊帶絕大部分通過。將進(jìn)行的頻移，分別得到和 ，將兩者相加，其結(jié)果在范圍內(nèi)應(yīng)為常數(shù)，為了滿足這一要求，必須使和在處具有互補(bǔ)對稱的滾降特性。只要?dú)埩暨厧V波器的特性在處具有互補(bǔ)對稱（奇對稱）特性，那么，采用相干解調(diào)法解調(diào)殘留邊帶信號就能夠準(zhǔn)確地恢復(fù)所需的基帶信號。圖411 殘留邊帶濾波器的幾何解釋二、 線性調(diào)制信號的解調(diào) 1. 相干解調(diào)法 適用：AM、DSB、SSB、VS

11、B 2. 包絡(luò)檢波法適用：AM第十五講 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能（一）主要內(nèi)容：分析模型；DSB和SSB系統(tǒng)相干解調(diào)的抗噪聲性能；AM系統(tǒng)包絡(luò)檢波抗噪聲性能的分析思路。§42 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能一、 分析模型本節(jié)將要研究的問題是信道存在加性高斯白噪聲時，各種線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能。分析解調(diào)器的抗噪聲性能的模型如圖4-16所示。圖中，為已調(diào)信號，為傳輸過程中疊加的高斯白噪聲。帶通濾波器的作用是濾除已調(diào)信號頻帶以外的噪聲，因此，經(jīng)過帶通濾波器后到達(dá)解調(diào)器輸入端的信號仍可認(rèn)為是，噪聲為。解調(diào)器輸出的有用信號為，噪聲為。圖4-16 解調(diào)器抗噪聲性能分析模型解調(diào)器輸入端的噪聲形式是相同

12、的，當(dāng)帶通濾波器帶寬遠(yuǎn)小于其中心頻率為時，即為平穩(wěn)高斯窄帶噪聲，它的表示式為或者 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 式中 為解調(diào)器輸入噪聲的平均功率。若白噪聲的雙邊功率譜密度為，帶通濾波器傳輸特性是高度為1帶寬為B的理想矩形函數(shù)，則 為了使已調(diào)信號無失真地進(jìn)入解調(diào)器，同時又最大限度地抑制噪聲，帶寬B應(yīng)等于已調(diào)信號的頻帶寬度，當(dāng)然也是窄帶噪聲的帶寬。圖4-17 帶通濾波器傳輸特性評價(jià)一個模擬通信系統(tǒng)質(zhì)量的好壞，最終是要看解調(diào)器的輸出信噪比。輸出信噪比： 在已調(diào)信號平均功率相同，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

13、調(diào)制系統(tǒng)不同解調(diào)器對輸入信噪比的影響，還可用輸出信噪比和輸入信噪比的比值G來表示。調(diào)制制度增益： 為輸入信噪比，定義為 顯然，G越大，表明解調(diào)器的抗噪聲性能越好。二、 性能分析在分析DSB、SSB、VSB系統(tǒng)的抗噪聲性能時，為相干解調(diào)器，如圖4-18所示。相干解調(diào)屬線性解調(diào)，故解調(diào)過程中，輸入信號及噪聲可以分別單獨(dú)解調(diào)。圖4-18 線性調(diào)制相干解調(diào)的抗噪聲性能分析模型1. DSB調(diào)制系統(tǒng)的性能設(shè)解調(diào)器輸入信號為與相干載波cos相乘后，得經(jīng)低通濾波器后，輸出信號為 因此，解調(diào)器輸出端的有用信號功率為解調(diào)DSB時，接收機(jī)中的帶通濾波器的中心頻率與調(diào)制載頻相同，因此解調(diào)器輸入端的噪聲可表示為 =經(jīng)低

14、通濾波器后， 故輸出噪聲功率為 因此這里，BPF的帶寬，為雙邊帶信號的帶寬。解調(diào)器輸入信號平均功率為 可得解調(diào)器的輸入信噪比解調(diào)器的輸出信噪比因而制度增益為 這就是說，DSB信號的解調(diào)器使信噪比改善一倍。這是因?yàn)椴捎猛浇庹{(diào)，使輸入噪聲中的正交分量被消除的緣故。2. SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能 單邊帶信號的解調(diào)方法與雙邊帶信號相同，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。前者的帶通濾波器的帶寬是后者的一半。單邊帶信號解調(diào)器的輸出噪聲與輸入噪聲的功率為 這里，為單邊帶的帶通濾波器的帶寬。單邊帶信號的表示式 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 因此，輸出信號平均功率輸入信號

15、平均功率 于是，單邊帶解調(diào)器的輸入信噪比為 輸出信噪比為 因而制度增益為 這是因?yàn)樵赟SB系統(tǒng)中，信號和噪聲有相同表示形式，所以，相干解調(diào)過程中，信號和噪聲的正交分量均被抑制掉，故信噪比沒有改善。如果在相同的輸入信號功率，相同輸入噪聲功率譜密度，相同基帶信號帶寬條件下，對這兩種調(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的，但雙邊帶信號所需的傳輸帶寬是單邊帶的兩倍。3. 調(diào)幅信號包絡(luò)檢波的抗噪聲性能AM信號可采用相干解調(diào)和包絡(luò)檢波。相干解調(diào)時AM系統(tǒng)的性能分析方法與前面雙邊帶（或單邊帶）的相同。實(shí)際中，AM信號常用簡單的包絡(luò)檢波法解調(diào)，其檢波輸出正比于輸入信號的包絡(luò)變

16、化。圖4-19 AM包絡(luò)檢波的抗噪聲性能分析模型設(shè)解調(diào)器的輸入信號 其中為載波幅度，為調(diào)制信號。這里仍假設(shè)的均值為0，且。輸入噪聲為 顯然，解調(diào)器輸入的信號功率和噪聲功率為 輸入信噪比 解調(diào)器輸入是信號加噪聲的混合波形，即其中合成包絡(luò) 理想包絡(luò)檢波器的輸出就是 ，有用信號與噪聲無法完全分開。因此，計(jì)算輸出信噪比是件困難的事。第十六講 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能（二）主要內(nèi)容：AM信號包絡(luò)檢波的抗噪聲性能；角調(diào)制的基本概念。 AM信號采用包絡(luò)檢波法解調(diào)，解調(diào)器輸入是信號加噪聲的混合波形，其合成包絡(luò) 理想包絡(luò)檢波器的輸出就是 ，有用信號與噪聲無法完全分開。我們來考慮兩種特殊情況。1) 大信噪比情況此

17、時，輸入信號幅度遠(yuǎn)大于噪聲幅度，即因而可簡化為 這里利用了近似公式 輸出信噪比 可得制度增益 顯然，信號的調(diào)制制度增益隨的減小而增加。但對包絡(luò)檢波器來說,為了不發(fā)生過調(diào)制現(xiàn)象,應(yīng)有 ，所以總是小于1。例如：100%的調(diào)制且又是正弦型信號，有 可得 這是AM系統(tǒng)的最大信噪比增益。這說明解調(diào)器對輸入信噪比沒有改善，而是惡化了。 可以證明，若采用同步檢測法解調(diào)AM信號，則得到的調(diào)制制度增益與前面給出的結(jié)果相同。對于AM調(diào)制系統(tǒng)，在大信噪比時，采用包絡(luò)檢波器解調(diào)時的性能與同步檢測器時的性能幾乎一樣。但應(yīng)該注意，后者的調(diào)制制度增益不受信號與噪聲相對幅度假設(shè)條件的限制。2) 小信噪比情況小信噪比指的是噪聲

18、幅度遠(yuǎn)大于信號幅度，即這時 其中代表噪聲的包絡(luò)及相位 = 這時，中沒有單獨(dú)的信號項(xiàng)，只有受到調(diào)制的項(xiàng)。由于是一個隨機(jī)噪聲。因而，有用信號被噪聲擾亂，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)。開始出現(xiàn)門限效應(yīng)的輸入信噪比稱為門限值。這種門限效應(yīng)是由包絡(luò)檢波器的非線性解調(diào)作用所引起的。 用相干解調(diào)的方法解調(diào)各種線性調(diào)制信號時不存在門限效應(yīng)。原因是信號與噪聲可分別進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)器輸出端總是單獨(dú)存在有用信號項(xiàng)。由以上分析可得如下結(jié)論：在大信噪比情況下，AM信號包絡(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)檢波器將在一個特定輸入信噪比值上出現(xiàn)門限效應(yīng)。

19、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。§43 非線性調(diào)制（角調(diào)制）的原理使高頻載波的頻率或相位按調(diào)制信號的規(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)信號頻譜不再是原調(diào)制信號頻譜的線性搬移，而是頻譜的非線性變換，會產(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。一、 角調(diào)制的基本概念 角度調(diào)制信號的一般表達(dá)式為式中，A是載波的恒定振幅；是信號的瞬時相位，而稱為相對于載波相位的瞬時相位偏移；是信號的瞬時頻率，而

20、稱為相對于載頻的瞬時頻偏。 所謂相位調(diào)制，是指瞬時相位偏移隨調(diào)制信號而線性變化，即 其中是常數(shù)。于是，調(diào)相信號可表示為 所謂頻率調(diào)制，是指瞬時頻率偏移隨調(diào)制信號而線性變化，即 其中是一個常數(shù)，這時相位偏移為 代入則可得調(diào)頻信號為 FM和PM非常相似，如果預(yù)先不知道調(diào)制信號的具體形式，則無法判斷已調(diào)信號是調(diào)相信號還是調(diào)頻信號。第十七講 角調(diào)制和頻分復(fù)用的原理主要內(nèi)容：FM和PM的關(guān)系；FM的調(diào)制與解調(diào)原理及抗噪聲性能；模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能比較；頻分復(fù)用的基本原理。 FM和PM的關(guān)系：如果將調(diào)制信號先微分，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)制信號先積分，而后進(jìn)行調(diào)相，

21、則得到的是調(diào)頻波，這種方式叫間接調(diào)頻。圖4-20 直接和間接調(diào)相圖4-21 直接和間接調(diào)頻從以上分析可見，調(diào)頻與調(diào)相并無本質(zhì)區(qū)別，兩者之間可相互轉(zhuǎn)換。鑒于在實(shí)際應(yīng)用中多采用FM波，下面將集中討論頻率調(diào)制。二、 調(diào)頻前面已經(jīng)指出，頻率調(diào)制屬于非線性調(diào)制，其頻譜結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，難于表述。但是，當(dāng)最大相位偏移及相應(yīng)的最大頻率偏移較小時，即一般認(rèn)為滿足 （或0.5） 時，可以簡化，因此可求出它的任意調(diào)制信號的頻譜表示式。這時，信號占據(jù)帶寬窄，屬于窄帶調(diào)頻（NBFM）。反之，是寬帶調(diào)頻（WBFM）。 為使問題簡化，我們只研究單音調(diào)制的情況。設(shè)單音調(diào)制信號調(diào)頻信號的瞬時相偏式中，為最大角頻偏，記為。為調(diào)頻指

22、數(shù)，它表示為 則單音寬帶調(diào)頻的時域表達(dá)式 令A(yù)=1， 它的付氏變換即為頻譜 調(diào)頻波的頻譜包含無窮多個分量。當(dāng)n=0時就是載波分量，其幅度為；當(dāng)時在載頻兩側(cè)對稱地分布上下邊頻分量，譜線之間的間隔為，幅度為，且當(dāng)n為奇數(shù)時，上下邊頻極性相反； 當(dāng)n為偶數(shù)時極性相同。圖4-25示出了某單音寬帶調(diào)頻波的頻譜。圖4-24 關(guān)系曲線圖4-25 調(diào)頻信號的頻譜（=5 ）由于調(diào)頻波的頻譜包含無窮多個頻率分量，因此理論上調(diào)頻波的頻帶寬度為無限寬。然而實(shí)際上邊頻幅度隨著n的增大而逐漸減小，因此調(diào)頻信號可近似認(rèn)為具有有限頻譜。調(diào)頻波的帶寬為 它說明調(diào)頻信號的帶寬取決于最大頻偏和調(diào)制信號的頻率，該式稱為卡森公式。若時

23、 這就是窄帶調(diào)頻的帶寬。若時 這是大指數(shù)寬帶調(diào)頻情況，說明帶寬由最大頻偏決定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)把卡森公式推廣，即可得到任意限帶信號調(diào)制時的調(diào)頻信號帶寬的估算公式 這里，是調(diào)制信號的最高頻率，D是最大頻偏與的比值。三、 調(diào)頻信號的產(chǎn)生與解調(diào)1.調(diào)頻信號的產(chǎn)生1) 直接法直接調(diào)頻就是用調(diào)制信號直接去控制載波振蕩器的頻率，使其按調(diào)制信號的規(guī)律線性地變化。每個壓控振蕩器自身就是一個FM調(diào)制器，因?yàn)樗恼袷庮l率正比于輸入控制電壓，即若用調(diào)制信號作控制信號，就能產(chǎn)生FM波。圖4-26 PLL調(diào)制器 2) 間接法間接法是先對調(diào)制信號積分后對載波進(jìn)行相位調(diào)制，從而產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號(NBFM)。然后，利用倍頻器把NBF

24、M變換成寬帶調(diào)頻信號(WBFM)。圖4-27 間接調(diào)頻框圖優(yōu)點(diǎn):頻率穩(wěn)定度好。缺點(diǎn):需要多次倍頻和混頻，因此電路較復(fù)雜。2.調(diào)頻信號的解調(diào)調(diào)頻信號的解調(diào)也分為相干解調(diào)和非相干解調(diào)。相干解調(diào)僅適用于NBFM信號，而非相干解調(diào)對NBFM信號和WBFM信號均適用。1) 非相干解調(diào) 調(diào)頻信號的解調(diào)是要產(chǎn)生一個與輸入調(diào)頻信號的頻率呈線性關(guān)系的輸出電壓。完成這種頻率-電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系的器件是頻率檢波器，簡稱鑒頻器。圖4-30給出了一種用振幅鑒頻器進(jìn)行非相干解調(diào)的原理框圖。圖中，微分器和包絡(luò)檢波器構(gòu)成了具有近似理想鑒頻特性的鑒頻器。微分器的作用是把幅度恒定的調(diào)頻波變成幅度和頻率都隨調(diào)制信號變化的調(diào)幅調(diào)頻波，即

25、包絡(luò)檢波器則將其幅度變化檢出，濾去直流，再經(jīng)低通濾波后即得解調(diào)輸出 這里稱為檢頻器靈敏度。圖4-30鑒頻器特性與原理框圖圖中，限幅器的作用是消除信道中噪聲和其它原因引起的調(diào)頻波的幅度起伏，帶通濾波器（BPF）是讓調(diào)頻信號順利通過，同時濾除帶外噪聲及高次諧波分量。2) 相干解調(diào)由于窄帶調(diào)頻信號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)。四、 調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能 可證明大信噪比時 上式表明，大信噪比時寬帶調(diào)頻系統(tǒng)的制度增益是很高的。也就是說，加大調(diào)制指數(shù)，可使調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能迅速改善。當(dāng)減小到一定程度時，解調(diào)器的輸出中不存在單獨(dú)的有用信號項(xiàng)，信號被噪聲擾亂，

26、因而急劇下降。這種情況與AM包檢時相似，我們稱之為“門限效應(yīng)”。§44 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能比較綜合前面的分析，各種模擬調(diào)制方式的性能如表4-1所示。表中的是在相同的解調(diào)器輸入信號功率、相同噪聲功率譜密度、相同基帶信號帶寬的條件下得到的結(jié)果。其中AM為100%調(diào)制，調(diào)制信號為單音正弦。 表 4 - 1調(diào)制方 式信號帶寬制度增益 設(shè)備復(fù)雜度主要應(yīng)用DSB22中等較少應(yīng)用SSB1 復(fù)雜短波無線電廣播話音頻分多路 VSB略大于近似SSB近似SSB復(fù)雜商用電視廣播AM2 2/3簡單中短波無線電廣播 FM中等超短波小功率電臺（窄帶FM）微波中繼，調(diào)頻立體聲廣播（寬帶FM）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。FM的調(diào)頻指數(shù)越大，抗噪聲性能越好，但占據(jù)的帶寬越寬，頻帶利用率低。SSB的帶寬最窄，其頻帶利用率高。圖 4-40 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能曲線§45 頻分復(fù)用 在實(shí)際中，信道所提供的頻帶寬度往往比一路信號所占用的帶寬要寬很多。例如，在一個10MHz