通信系統(tǒng)原理第4章

1、通信系統(tǒng)原理 第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制n調(diào)制的概念、作用、分類(lèi)調(diào)制的概念、作用、分類(lèi)n線(xiàn)性調(diào)制系統(tǒng)線(xiàn)性調(diào)制系統(tǒng)-AM、DSB、SSB、VSB的概念、的概念、特點(diǎn)、系統(tǒng)構(gòu)成、性能分析、應(yīng)用特點(diǎn)、系統(tǒng)構(gòu)成、性能分析、應(yīng)用n非線(xiàn)性調(diào)制非線(xiàn)性調(diào)制-FM、PM的概念、特點(diǎn)，重點(diǎn)是的概念、特點(diǎn)，重點(diǎn)是FM系統(tǒng)構(gòu)成及性能分析、應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成及性能分析、應(yīng)用n各種模擬調(diào)制的性能比較各種模擬調(diào)制的性能比較n頻分復(fù)用頻分復(fù)用n復(fù)合調(diào)制及多級(jí)調(diào)制復(fù)合調(diào)制及多級(jí)調(diào)制一、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(guò)程，而在接收端則需要有調(diào)制的反過(guò)程解調(diào)過(guò)程。l 需要進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)的通信系統(tǒng)

2、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)。信息源信源編碼器信道編碼器數(shù)字調(diào)制器信道數(shù)字解調(diào)器信道譯碼器信源譯碼器受信者噪聲源數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)模型第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(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€(xiàn)信道如電話(huà)線(xiàn)、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。第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制AM中波段535-1601kHz,中央臺(tái)頻率639kHz,學(xué)校開(kāi)通英語(yǔ)廣播頻

3、率：本校區(qū)FM87.2MHz；榆中校區(qū)FM 72.5MHz第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制調(diào)制的作用 在信道內(nèi)同時(shí)傳送多路信號(hào)稱(chēng)為復(fù)用，各路信號(hào)頻率范圍相同，會(huì)重疊，只有通過(guò)調(diào)制才有可能區(qū)分開(kāi)不同路信號(hào)。復(fù)用方式包括：n 頻分復(fù)用（FDM）n 時(shí)分復(fù)用（TDM）n 碼分復(fù)用（CDM）n 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(guò)調(diào)制實(shí)現(xiàn)。第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制調(diào)制的作用3 . 提高抗干擾能力-通過(guò)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。第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制 三、調(diào)制的分類(lèi) 1按

4、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。第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制調(diào)制的分類(lèi)2按照載波信號(hào)c(t)分 連續(xù)波調(diào)制：C(t)=cosct 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 脈沖形成電路 )(tm)(tT)(sM)(H)(HM)(tmH第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制調(diào)制的分類(lèi)3.按照 m(t)對(duì)c(t)不同參數(shù)的控制分：n幅度調(diào)制：載波的幅度隨調(diào)制信號(hào)線(xiàn)性變化的過(guò)程， AM

5、、ASKn頻率調(diào)制：FM、FSKn相位調(diào)制：PM、PSK、DPSK 第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制n本章屬于正弦波模擬調(diào)制n線(xiàn)性調(diào)制（幅度調(diào)制，AM、DSB、SSB、VSB）n非線(xiàn)性調(diào)制（角度調(diào)制FM、PM） 對(duì)于各種調(diào)制方式，分析的思路一致，基本從以下幾個(gè)方面進(jìn)行： 表達(dá)式、波形、頻譜、帶寬、功率分配表達(dá)式、波形、頻譜、帶寬、功率分配 調(diào)制和解調(diào)方法方框圖調(diào)制和解調(diào)方法方框圖 抗噪性能抗噪性能 應(yīng)用應(yīng)用第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制4.2 線(xiàn)性調(diào)制特點(diǎn)：調(diào)制前后只有頻譜位置變化，沒(méi)有形狀變化。一、 調(diào)幅（Amplitude Modulation, AM）1. 表達(dá)式與波形 其中m(t)的平均值為

6、0 ，A0+m(t)0（包絡(luò)檢波不失真條件，也稱(chēng)不過(guò)調(diào)條件）或?qū)憺镾AM(t)=A0+m(t)cosct，0max( )Am t第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制AM信號(hào)的另一種表達(dá)SAM(t)=A0+m(t)cosct =A0 1+amn(t)cosct其中，a=maxm(t)/A0, mn(t)=m(t)/maxm(t),a稱(chēng)作調(diào)幅系數(shù)或調(diào)制指數(shù)例. SAM(t)=6+3cosmt)cosct，求調(diào)幅系數(shù)a。解：變換原式SAM(t)=61+0.5cosmt)cosct，故a=0.5第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制調(diào)幅信號(hào)波形調(diào)幅信號(hào)波形思考：（1）m(t)波形變化；（2）發(fā)生過(guò)調(diào)；第第4章章 模擬調(diào)

7、制模擬調(diào)制調(diào)幅信號(hào)波形調(diào)幅信號(hào)波形 SAM(t) t SAM (t)min SAM (t)max m(t) t 1 m(t)+A00 A0 m(t) t Am 這里m(t)為單頻正弦信號(hào)第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制發(fā)生過(guò)調(diào)時(shí)的AM信號(hào)波形A0+m(t)1，低通濾波器的截止頻率為1sin2t sin1t 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-/2cos1t cos2t +取上邊帶-取下邊帶第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制 綜上所述： SSB調(diào)制方式在傳輸信號(hào)時(shí)，不但可節(jié)省發(fā)射功率，而且它所占用的頻帶寬度為BSSB=fm，只有AM、 DSB的一半，因此，它目前已成為模擬

8、通信中的一種重要調(diào)制方式。 SSB信號(hào)的解調(diào)和DSB一樣不能采用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波，因?yàn)镾SB信號(hào)也是抑制載波的已調(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)。說(shuō) 明第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制5 .單邊帶信號(hào)的解調(diào)相干解調(diào) cosct LPF SSSB(t)m0(t)BPF6. 應(yīng)用： 載波通信，節(jié)省頻帶7. 問(wèn)題： 邊帶濾波器陡, 實(shí)現(xiàn)困難,在低頻成分較多的情況，往往采用殘留邊帶調(diào)制。 第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制 它是介于雙邊帶與單邊帶之間的一種線(xiàn)性調(diào)制，即克服了DSB占雙倍帶寬的缺點(diǎn)，又解決了SSB實(shí)現(xiàn)的難題。VSB不是將一個(gè)邊帶完全抑制，而是逐漸切割、部分抑制，使其

9、仍保留一小部分。 四、 VSB（殘留邊帶調(diào)制）第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制比較DSB、 SSB和VSB信號(hào)的頻譜M() 2fm2fmO(a)SDSB()ccO(b)SSSB()Occ(c)ccSVSB()O(d)第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制1.VSB產(chǎn)生方法濾波法HVBS()cos ctm(t)SVSB(t)第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制VSB頻譜形成帶寬Bfm2fmM() 2fm2fmO(a)SDSB()ccO(b)ccSVSB()OccSVSB()O第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制 現(xiàn)在我們來(lái)確定殘留邊帶濾波器的特性。假設(shè)HVSB()是所需的殘留邊帶濾波器的傳輸特性。殘留邊帶信號(hào)的頻譜為 SVS

10、B()= 為了確定上式中殘留邊帶濾波器傳輸特性HVSB()應(yīng)滿(mǎn)足的條件，我們來(lái)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。 顯然也不能簡(jiǎn)單地采用包絡(luò)檢波， 采用相干解調(diào)器解調(diào)VSB信號(hào)。圖中，殘留邊帶信號(hào)sVSB(t)與相干載波cosct的乘積為 )()()(21VSBccHMM第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制 sVSB(t) cosct 1/2SVSB(+c)+SVSB(-c)代入SVSB()式，選擇合適的低通濾波器的截止頻率，消掉2c處的頻譜，則低通濾波器的輸出頻譜 Mo() =1/4 M(-c)H(-c) +H(+c) 為了保證相干解調(diào)的輸出無(wú)失真地重現(xiàn)調(diào)制信號(hào)M()，必須要求 HVSB

11、(+c)+HVSB(-c)=常數(shù)，|m 式中，m是調(diào)制信號(hào)的最高頻率。 上式就是確定殘留邊帶濾波器傳輸特性HVSB()所必須遵循的條件。滿(mǎn)足上式的HVSB()的可能形式有兩種： 第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制殘留邊帶濾波器特性(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 HVSB()10.50cccc00.51HVSB()(a)(b)低通濾波器形式和高通濾波器形式。 第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制cOcHVSB()HVSB(c)cOcHVSB(c)HVSB(c) HVSB(c)OOcc(a)(b)(c)(d)HVSB()要滿(mǎn)足互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)特性過(guò)渡部分稱(chēng)滾降這個(gè)濾波器將使上邊帶小

12、部分殘留，而使下邊帶絕大部分通過(guò)。將HVSB()進(jìn)行c的頻移，分別得到HVSB(-c)和HVSB(+c)，將兩者相加，其結(jié)果在|m范圍內(nèi)應(yīng)為常數(shù)，為 了 滿(mǎn) 足 這 一 要 求 ， 必 須 使HVSB(-c)和HVSB(+c)在=0處具有互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)的滾降特性。第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制HVSB()10.50cccc00.51HVSB()(a)(b)顯然， 滿(mǎn)足這種要求的滾降特性曲線(xiàn)并不是惟一的,而是有無(wú)窮多個(gè)。由此我們得到如下重要概念：只要?dú)埩暨厧V波器的特性HVSB()在c處具有互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)（奇對(duì)稱(chēng)）特性，那么，采用相干解調(diào)法解調(diào)殘留邊帶信號(hào)就能夠準(zhǔn)確地恢復(fù)所需的基帶信號(hào)。 第第4章章 模擬調(diào)制

13、模擬調(diào)制 五、 線(xiàn)性調(diào)制的一般模型 h(t)cosctm(t)Sm(t) 幾種線(xiàn)性調(diào)制都可用一般形式表示,只是不同調(diào)制類(lèi)型，h(t)的選擇不同。第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制4.3 非線(xiàn)性調(diào)制 與線(xiàn)性調(diào)制相比，頻譜除了位置移動(dòng)，還有頻譜結(jié)構(gòu)的變化，F(xiàn)M與PM都是角度隨m(t)變化。為常數(shù)其中AttAtscm),(cos)(一 、角度調(diào)制的一般表達(dá)式為瞬時(shí)相偏為瞬時(shí)相位，)()()(ttttc角）頻偏為瞬時(shí)角）頻率，為瞬時(shí)()()()()(dttdtdttddtttdcctdt)()()f)(21)(tdttdtdttd（或（第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制1. FM瞬時(shí)頻偏隨調(diào)制信號(hào)（基帶信號(hào)）成比

14、例變化2. PM瞬時(shí)相偏隨調(diào)制信號(hào)（基帶信號(hào)）成比例變化 ( )tmKdttdF）（)()(tmKtptFcFMdmKtAts)(cos)()(cos)(tmKtAtsPcPM二 、FM與PMKF為頻偏常數(shù)KP為相移常數(shù)第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制3. 二者關(guān)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) 第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制假設(shè)調(diào)制信號(hào)為單頻余弦tAtmmmcos)(調(diào)頻 調(diào)相 第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制例1.一個(gè)調(diào)角波 判斷是FM還是PM？ 3( )cos210mm tA

15、ttAtmm3102sin)(調(diào)頻 ()63( )10cos 21010cos210mSttt調(diào)相思 考答案：不能確定FM,PM,只有在m(t)給定時(shí)，才可確定第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制4. 最大頻偏（ ,f）與最大相偏（調(diào)制指數(shù)）mfn為了簡(jiǎn)單，討論m(t)為單一頻率余弦情況（單音調(diào)制）tAtmmmcos)(對(duì)對(duì)FM: )sincos(coscos)(tmtAdAKtAtsmfctmmFcFM對(duì)對(duì)PM:)coscos(coscos)(tmtAtAKtAtsmfcmmPcPMmPfAKmmmFfAKmmFAKmmPAK第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制調(diào)頻指數(shù)即最大相偏mf是影響帶寬和輸出信噪比的

16、主要因素。mfmmmfffm最大頻偏 與最大相偏mf關(guān)系FM、PM二者都有：實(shí)際中FM比PM 應(yīng)用更廣，后面以FM分析為主。第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制三、三、 NBFMNBFM與與WBFM:(WBFM:(窄帶調(diào)頻與寬帶調(diào)頻窄帶調(diào)頻與寬帶調(diào)頻) )為NBFM 6)(maxdmKtF不滿(mǎn)足此條件，為WBFM 第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制 1. 窄帶調(diào)頻（窄帶調(diào)頻（NBFM） )(KFdmt)(KFdmt)(KFdmt有近似式 cos sin 1)(KFdmt)(KFdmtdmt)(KF調(diào)頻波的一般表示式為 sFM(t)=A cosct+ = A cosct cos - A sin ctsinsN

17、BFM(t) A cosct-tdmActsin)(KF第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制NBFM信號(hào)的頻譜對(duì)NBFM表達(dá)式求付氏變換SNBFM()=A(+c)+(-c)+)()(2KFccccMMAsNBFM(t) A cosct-tdmkActfsin)( m(t) M() cosct (+c)+(-c) sinct j(+c)-(-c)()(21)(sincccccMMdttmt第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制SAM()=A0(+c)+(-c)+ M(+c)+M(-c)可以看出兩種調(diào)制的相似性和不同處。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， 都是調(diào)制信號(hào)最高頻率的兩倍。不同的

18、是，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。另外，有一邊頻和AM反相。 21與AM信號(hào)的頻譜比較第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制單音調(diào)制的AM與NBFM頻譜sAM()OmmF()OcmccmcmccmsNBFM()OcmccmcmccmBNBFM=2fm第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制AM與NBFM的矢量表示m窄帶調(diào)頻m下邊頻上邊頻載波調(diào)幅載波上邊頻下邊頻mm只有幅度的變化有角度的變化第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制窄帶調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生積分器90移相m(t)調(diào)制信號(hào)Acosct載波sNBFM(t)第第4章章 模

19、擬調(diào)制模擬調(diào)制 由于NBFM信號(hào)最大相位偏移較小，占據(jù)的帶寬較窄， 使得調(diào)制制度的抗干擾性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)不能充分發(fā)揮，因此目前僅用于抗干擾性能要求不高的短距離通信中。在長(zhǎng)距離高質(zhì)量的通信系統(tǒng)中，如微波或衛(wèi)星通信、調(diào)頻立體聲廣播、超短波電臺(tái)等多采用寬帶調(diào)頻。 第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制 當(dāng)不滿(mǎn)足式窄帶條件時(shí)，調(diào)頻信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式不能簡(jiǎn)化，因而給寬帶調(diào)頻的頻譜分析帶來(lái)了困難。為使問(wèn)題簡(jiǎn)化，我們只研究單音調(diào)制的情況，然后把分析的結(jié)論推廣到多音情況。 設(shè)單音調(diào)制信號(hào) m(t)=Amcosmt=Amcos2fmt2. 寬帶調(diào)頻（寬帶調(diào)頻（WBFM）第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制代入得單音寬帶調(diào)頻的時(shí)域表達(dá)式

20、 sFM(t)=Acosct+mfsinmt 利用三角公式展開(kāi),有sFM(t)=Acosctcos(mfsinmt)-Asinctsin(mfsinmt)將上式中的兩個(gè)因子分別展成級(jí)數(shù)形式 tmtkAdkmfmmfmtmfsinsincos(t)=Am調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)相偏第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制 cos(mfsinmt)=J0(mf)+ 2J2n(mf) cos2nmt sin(mf sinmt)=2 J2n-1(mf)sin(2n-1)mt 1n1ncosAcosB= cos(A-B)+ cos(A+B)sinAsinB= cos(A-B)- cos(A+B)21212121三角公式得調(diào)頻

21、信號(hào)展開(kāi)式 sFM(t)=A Jn(mf)cos(c+nm)tn第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制Bessel函數(shù)性質(zhì)n為奇數(shù)時(shí) J-n(mf)=-Jn(mf) n為偶數(shù)時(shí) J-n(mf)=Jn(mf) Jn(mf)為第一類(lèi)n階貝塞爾（Bessel）函數(shù)，它是mf的函數(shù),Jn(mf)隨mf變化的關(guān)系曲線(xiàn)， 詳細(xì)數(shù)據(jù)可參看Bessel函數(shù)表。1.00.80.60.40.20 0.2 0.4Jn(mf )mf1234567891011J0J1J2J3J4J5第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制SFM()=A Jn(mf)(-c-nm)+(+c+nm)n 可見(jiàn)， 調(diào)頻波的頻譜包含無(wú)窮多個(gè)分量。當(dāng)n=0時(shí)就是載波分

22、量c，其幅度為J0(mf)； 當(dāng)n0 時(shí)在載頻兩側(cè)對(duì)稱(chēng)地分布上下邊頻分量cnm， 譜線(xiàn)之間的間隔為m，幅度為Jn(mf)，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。 mf=5單音寬帶調(diào)頻波的頻譜如圖: FM頻譜-6-5-4-3-2-101 23456-J2(mf )J1(mf )-J3(mf )J0(mf )J1(mf )J3(mf )-f fcfmJ2(mf )第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制 由于調(diào)頻波的頻譜包含無(wú)窮多個(gè)頻率分量，因此，理論上調(diào)頻波的頻帶寬度為無(wú)限寬。 然而實(shí)際上邊頻幅度Jn(mf)隨著n的增大而逐漸減小，因此只要取適當(dāng)?shù)膎值使邊頻分量小到可以忽略的程度，調(diào)頻信

23、號(hào)可近似認(rèn)為具有有限頻譜。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為：當(dāng)mf1 以后，取邊頻數(shù)n=mf+1 即可。因?yàn)閚mf+1 以上的邊頻幅度Jn(mf)均小于 0.1，相應(yīng)產(chǎn)生的功率均在總功率的 2% 以下，可以忽略不計(jì)。根據(jù)這個(gè)原則，調(diào)頻波的帶寬為 BFM=2(mf+1)fm=2(f+fm)帶寬調(diào)頻信號(hào)的帶寬取決于最大頻偏和調(diào)制信號(hào)的頻率，該式稱(chēng)為卡森公式練習(xí)：計(jì)算mf=5，fm=15kHz時(shí)的FM信號(hào)帶寬第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制 若mfV（t)t () t (sinA) t (V) t (tc可近似)t () t (cos) t (VA)t () t (sin) t (Varctan) t (tc( )( )

24、tmKdttdtmFM2121)(0( )tmKSF22M2041( )( )( )tttVdtdAtnsin21)(0( )tnAs21第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制計(jì)算輸出噪聲功率n利用傅立葉變換的性質(zhì)及信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)的概念 d/dtns(t)( )( )( )sssnnnPPjP22( )2,0BfnfPsn( )2,4022BfnffPsn( )02202224410nAfnfAfPn( )2300320AfndffPNmffnmm第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制n單音調(diào)制時(shí)上式變?yōu)? )3022220083mFfntmKANS G=3mf2 (mf+1)iffNmmNSi200S) 1(3當(dāng)

25、mf很大時(shí)，G=3mf2 (mf+1)3m3f第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制小信噪比條件下V（t) A)t () t (Acos) t (V)t () t (sinarctan) t (t)(cosaa)sin(aarctanc21122112A 無(wú)單獨(dú)信號(hào)項(xiàng)，信號(hào)被噪聲擾亂，F(xiàn)M系統(tǒng)鑒頻也存在門(mén)限效應(yīng)。門(mén)限效應(yīng)一般發(fā)生在10dB左右。第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制FM系統(tǒng)的門(mén)限效應(yīng)n當(dāng)輸入信噪比降到一定程度時(shí)FM鑒頻法就會(huì)出現(xiàn)門(mén)限效應(yīng)，輸出信噪比將急劇惡化。 NiSi=10dBNiSiNoSo第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制思考：n模擬調(diào)制中可能存在門(mén)限效應(yīng)的調(diào)制類(lèi)型有哪種？它們出現(xiàn)門(mén)限效應(yīng)的條件是

26、什么？第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制加重技術(shù)-改善輸出信噪比m(t)預(yù)加重FM信道FD去加重no(t)HL1(f)fHffHL2(f)fHfHL1(f)HL2(f)fH0 HL2(f)對(duì)no(t)中的高頻噪聲衰減大，從而使no(t)的高頻噪聲功率譜密度小、No減小。 可改善dB6NSo）（第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制1.AM ( )2ooomtSNn B( )( )12222tmAtmGo2.DSB ( )2ooomtSNn BG=23.SSB ( )24ooomtSNn BG=123(1) BffGmm與 立方成正比4.FM六、各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能BntmNsii02)(21BntmBn

27、tmNsii02024)()(41BntmANsii02202)(第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能曲線(xiàn)7060504030201001020304050AMDSBSSBFM mf 3FM mf 6 / dBSin0 fm/ dBSoNo第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制（1）DSB的G是SSB的兩倍，但是如果輸入噪聲功率譜密度和輸入信號(hào)功 率Si相同時(shí)，二者抗噪性能相同。（2）大信噪比條件下，AM系統(tǒng)包絡(luò)檢波器與相干解調(diào)抗噪性能相同；小信噪比條件下，AM系統(tǒng)出現(xiàn)門(mén)限效應(yīng)即輸入信噪比到一 定程度，輸出信噪比急劇惡化的現(xiàn)象，相干解調(diào)器無(wú)門(mén)限效應(yīng)。（3）FM系統(tǒng)抗噪性能最好，但抗噪性

28、能的改善是靠犧牲帶寬換取的；FM鑒頻法解調(diào)在小信噪比時(shí)也存在門(mén)限效應(yīng)。說(shuō)明：第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制七、 模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能比較n有效性，帶寬SSB最好，F(xiàn)M最差n可靠性，信噪比FM系統(tǒng)最好, DSB、SSB次之，AM最差n設(shè)備復(fù)雜程度， AM最簡(jiǎn)單，F(xiàn)M中等，SSB較大。第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制八、各種模擬調(diào)制的應(yīng)用n從有效性看，SSB最好，可靠性不比DSB差，應(yīng)用多，載波通信中常用；nAM系統(tǒng)包絡(luò)檢波實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，廣播中常用；nVSB適用于低頻豐富的信號(hào)傳播，如電視信號(hào)的圖像傳輸；nDSB 有效性，可靠性，解調(diào)實(shí)現(xiàn)都無(wú)優(yōu)勢(shì)，模擬中少用，但在數(shù)字調(diào)制時(shí)多用；nFM系統(tǒng)可靠性最好，廣泛應(yīng)用

29、于長(zhǎng)距離高質(zhì)量的通信系統(tǒng)中，如空間和衛(wèi)星通信、調(diào)頻立體聲廣播、 超短波電臺(tái)等。第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制4.5 頻分復(fù)用及其應(yīng)用實(shí)例 一、一、 頻分復(fù)用原理頻分復(fù)用原理 所謂頻分復(fù)用(Frequencydivision Multiplexing-FDM)是指按照頻率的不同來(lái)復(fù)用多路信號(hào)的方法。在頻分復(fù)用中， 信道的帶寬被分成若干個(gè)相互不重疊的頻段，每路信號(hào)占用其中一個(gè)頻段，因而在接收端可以采用適當(dāng)?shù)膸V波器將多路信號(hào)分開(kāi)，從而恢復(fù)出所需要的信號(hào)。 這里給出的是傳統(tǒng)頻分復(fù)用的概念，數(shù)字調(diào)制技術(shù)中有正交頻分復(fù)用（OFDM)。第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制頻分復(fù)用系統(tǒng)組成原理圖 各路基帶信號(hào)先通過(guò)LPF限制帶寬，然后，各路信號(hào)分別對(duì)各自的載波進(jìn)行調(diào)制、合成后送入信道傳輸。在接收端，分別采用不同中心頻率的帶通濾波器分離出各路已調(diào)信號(hào)，解調(diào)后恢復(fù)出基帶信號(hào)。 第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制 頻分復(fù)用是利用各路信號(hào)在頻率域不相互重疊來(lái)區(qū)分的。 若相鄰信號(hào)之間產(chǎn)生相互干擾，將會(huì)使輸出信號(hào)產(chǎn)生失真。 為了防止相鄰信號(hào)之間產(chǎn)生相互干擾，應(yīng)合理選擇載波頻率fc1, fc2, , fcn，并使各路已調(diào)信號(hào)頻譜之間留有一定的保護(hù)間隔。復(fù)用信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)示意圖如圖。 復(fù)用信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)示意圖O c1 c2 c3 cn第第4章章 模擬調(diào)制模擬調(diào)制 多路載