通信原理第四章模擬角調(diào)制

第四章

模擬角調(diào)制1/9/20241引言頻率調(diào)制簡稱調(diào)頻(FM)，相位調(diào)制簡稱調(diào)相(PM)。這兩種調(diào)制中，載波的幅度都保持恒定，而頻率和相位的變化都表現(xiàn)為載波瞬時相位的變化。角度調(diào)制：頻率調(diào)制和相位調(diào)制的總稱。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。與幅度調(diào)制技術相比，角度調(diào)制最突出的優(yōu)勢是其較高的抗噪聲性能。1/9/20242本章目錄4.1角調(diào)制的基本概念4.2窄帶角調(diào)制4.3寬帶調(diào)頻4.4寬帶調(diào)相4.5調(diào)頻信號的產(chǎn)生與解調(diào)4.6調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能4.7采用預加重和去加重改善信噪比4.8頻分復用(FDM)4.9模擬通信系統(tǒng)舉例1/9/202434.1角調(diào)制的基本概念對任意正弦信號，若有：則稱之為調(diào)角信號。瞬時相角：瞬時頻率：角度調(diào)制信號的一般表達式為：其中：A，ωc和θ0均為常數(shù)。為瞬時相位偏移，為瞬時頻率偏移，為瞬時相位，或相位。1/9/20244相位調(diào)制(PM)：瞬時相位偏移隨調(diào)制信號作線性變化。 式中KPM－調(diào)相靈敏度，含義是單位調(diào)制信號幅度引起PM信號的相位偏移量，單位是rad/V。 將上式代入一般表達式 得到PM信號表達式瞬時相角瞬時頻率1/9/20245頻率調(diào)制(FM)：瞬時頻率偏移隨調(diào)制信號成比例變化。 式中KFM－調(diào)頻靈敏度，單位是rad/s

V。

瞬時角頻率瞬時相位 得到FM信號表達式1/9/20246PM與FM的區(qū)別

PM是相位偏移隨調(diào)制信號f(t)線性變化，F(xiàn)M是相位偏移隨f(t)的積分呈線性變化。如果預先不知道調(diào)制信號f(t)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。1/9/20247單頻調(diào)制的FM與PM

設調(diào)制信號為單頻的余弦波，即用它對載波進行相位調(diào)制時，將上式代入得到其中，為調(diào)相指數(shù)，表示最大的相位偏移。1/9/20248

若對載波調(diào)頻，則有：

其中，稱為調(diào)頻指數(shù)。為最大角頻偏為最大頻偏。KFM－調(diào)頻靈敏度，單位是rad/s

VKFMAm

－最大角頻率偏移，單位是rad/s1/9/20249

瞬時頻率調(diào)相波調(diào)頻波1/9/202410FM與PM之間的關系由于頻率和相位之間存在微分與積分的關系，所以FM與PM之間是可以相互轉(zhuǎn)換的。比較下面兩式可見:如果將調(diào)制信號先微分，而后進行調(diào)頻，則得到的是調(diào)相波，這種方式叫間接調(diào)相；如果將調(diào)制信號先積分，而后進行調(diào)相，則得到的是調(diào)頻波，這種方式叫間接調(diào)頻。1/9/202411方框圖

（a）直接調(diào)頻（b）間接調(diào)頻(c)直接調(diào)相(d)間接調(diào)相1/9/202412

4.2窄帶角調(diào)制窄帶角調(diào)制條件為：滿足上述條件，則稱之為窄帶調(diào)頻（或調(diào)相），記為NBFM（或NBPM）；不滿足上述條件的，則稱之為寬帶調(diào)頻（或調(diào)相），記為WBFM（或WBPM）。物理意義：角調(diào)制信號帶寬取決于相位偏移的大小；調(diào)頻或調(diào)相所引起的最大瞬時相位偏移遠小于30o；調(diào)制后信號帶寬變化不大。1/9/202413

4.2.1窄帶調(diào)頻

FM信號為：

當滿足窄帶調(diào)制條件時，有：

因此：設的頻譜為，且均值為0，即則有：1/9/202414NBFM和AM信號頻譜的比較相同點：兩者都含有載波分量和兩個邊帶，所以它們的帶寬相同不同點：NBFM的兩個邊頻分別乘了因式[1/(-c)]和[1/(+c)]，由于因式是頻率的函數(shù)，所以這種加權是頻率加權，加權的結(jié)果引起調(diào)制信號頻譜的失真。NBFM的正負頻率分量的符號相反。FF1/9/202415NBFM和AM信號頻譜的比較舉例

以單音調(diào)制為例。設調(diào)制信號

則NBFM信號為

AM信號為

1/9/202416

AM與NBFM頻譜圖：

為使AM波不致過調(diào)，邊頻幅度不得超過載頻幅度之半；為使NBFM滿足窄帶條件，邊頻幅度應遠小于載頻幅度。1/9/202417矢量圖

(a)AM(b)NBFM區(qū)別：在AM中，兩個邊頻的合成矢量與載波同相，所以只有幅度的變化，無相位的變化；在NBFM中，由于下邊頻為負，兩個邊頻的合成矢量與載波則是正交相加，所以NBFM不僅有相位的變化，幅度也有很小的變化。應用：由于NBFM信號最大頻率偏移較小，占據(jù)的帶寬較窄，但是其抗干擾性能比AM系統(tǒng)要好得多，因此得到較廣泛的應用。1/9/202418

4.2.2窄帶調(diào)相

窄帶調(diào)相可表示為：其頻譜為：NBPM與AM比較：相似：頻譜中有載頻和邊頻，所以二者帶寬相等區(qū)別：NBPM信號頻譜的正負邊頻要分別移相正負90度。1/9/202419

4.3寬帶調(diào)頻不滿足窄帶條件的為寬帶調(diào)頻；調(diào)制信號對載波進行頻率調(diào)制將產(chǎn)生較大頻偏；已調(diào)信號在傳輸時要占用較寬頻帶。4.3.1單頻信號的寬帶調(diào)頻

設則寬帶調(diào)頻信號為：利用三角公式展開：1/9/202420將上式兩個因子分別展開成付氏級數(shù)，則有：其中：稱為第一類n階貝塞爾函數(shù)，它是n和函數(shù)。且：1/9/202421

利用三角公式和貝塞爾函數(shù)的性質(zhì)，可得調(diào)頻信號級數(shù)展開式：其頻譜為：頻譜具有非線性的特點有載頻，有上下邊頻，邊頻幅度為，n為奇數(shù)時，上下邊頻極性相反；當時，只有和有值，其它n值時都接近于零，此時的信號只有載頻和上下邊頻，這就是窄帶調(diào)頻。當時，對應寬帶調(diào)頻。1/9/202422調(diào)頻信號的帶寬理論上，調(diào)頻信號的頻帶寬度為無限寬。實際上，邊頻幅度隨著n的增大而逐漸減小，因此調(diào)頻信號可近似認為具有有限頻譜。通常采用的原則是，信號的頻帶寬度應包括幅度大于未調(diào)載波的10%以上的邊頻分量。當βFM

1以后，取邊頻數(shù)n=βFM+1即可。因為n>βFM+1以上的邊頻幅度均小于0.1Ac。被保留的上、下邊頻數(shù)共有2n=2(βFM+1)個，相鄰邊頻之間的頻率間隔為fm，所以調(diào)頻波的有效帶寬為卡森（Carson）公式1/9/202423

當，有：。這就是NBFM的帶寬。當，有：。大調(diào)頻指數(shù)的FM帶寬為最大頻偏的2倍。

調(diào)頻指數(shù)與帶寬的關系：1/9/202424

FM信號的功率分配

對于FM信號，已調(diào)信號和未調(diào)載波信號的總功率均為，與調(diào)制過程及調(diào)頻指數(shù)無關。設，，分別代表載波功率、邊頻功率和總功率，則有：，其中

功率分布與有關，而與調(diào)制信號的幅度和頻率有關，調(diào)制信號雖不提供功率，但卻控制著功率的分布。即調(diào)制后總的功率不變，只是將原來載波功率中的一部分分配給每個邊頻分量。1/9/202425

例4-1

當調(diào)頻指數(shù)時，求各次邊頻的幅度，并畫出頻譜圖，求出載波分量功率和邊頻分量功率。設未調(diào)載波幅度為A。解：由卡森公式可知，取到4次邊頻即可。查貝塞爾函數(shù)表可得：載波分量功率為：4次邊頻分量的功率和為：總功率為：為未調(diào)載波功率的99.4%，被忽略的僅占0.6%。1/9/202426

設，則調(diào)相信號為：其中為調(diào)相指數(shù)。其最大角頻偏為：帶寬為：

當時，。

注意：，與無關。即PM信號帶寬隨的變化而變化，而FM信號則基本不變。4.4寬帶調(diào)相調(diào)相指數(shù)：最大相位偏移數(shù)量；對相位偏移求導得最大角頻偏1/9/2024274.5.1調(diào)頻信號的產(chǎn)生

直接調(diào)頻法和間接調(diào)頻法（倍頻法）

直接調(diào)頻法（參數(shù)變值法）

用調(diào)制信號直接控制電抗元件的參數(shù)，改變輸出信號瞬時頻率來實現(xiàn)調(diào)頻。實際中，常采用VCO作為調(diào)制器。電抗元件可由變?nèi)荻O管、電抗管、集成VCO及微波速調(diào)管等充當。4.5調(diào)頻信號的產(chǎn)生與解調(diào)1/9/202428直接調(diào)頻法的主要優(yōu)缺點：優(yōu)點：可以獲得較大的頻偏缺點：頻率穩(wěn)定度不高改進途徑：用自動頻率控制系統(tǒng)穩(wěn)定中心頻率采用如下鎖相環(huán)（PLL）調(diào)制器相位檢測器環(huán)路濾波器壓控振蕩器鎖相環(huán)：有根據(jù)輸入信號自動調(diào)節(jié)的功能1/9/202429間接法調(diào)頻倍頻法

[阿姆斯特朗（Armstrong）法]原理：先將調(diào)制信號積分，然后對載波進行調(diào)相，即可產(chǎn)生一個窄帶調(diào)頻(NBFM)信號再經(jīng)n次倍頻器得到寬帶調(diào)頻(WBFM)信號方框圖：1/9/2024301.產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號窄帶調(diào)頻公式窄帶調(diào)頻信號可看成由正交分量與同相分量合成的。所以可以用下圖產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號：間接調(diào)頻框圖（窄帶調(diào)頻）1/9/202431

2.倍頻：倍頻器是一個使輸入信號的頻率乘上一個給定倍數(shù)的電路，可用非線性器件實現(xiàn)，再用帶通濾波器濾除不需要的頻率分量。間接調(diào)頻框圖（寬帶調(diào)頻）1/9/202432目的：為提高調(diào)頻指數(shù)，從而獲得寬帶調(diào)頻。方法：倍頻器可以用非線性器件實現(xiàn)。原理：以理想平方律器件為例，其輸出-輸入特性為

設為單頻調(diào)頻信號窄帶調(diào)頻分析與推廣濾除直流成分后，可得到一個新的調(diào)頻信號，其載頻和相位偏移均增為2倍，由于相位偏移增為2倍，因而調(diào)頻指數(shù)也必然增為2倍。經(jīng)n次倍頻后可以使調(diào)頻信號的載頻和調(diào)頻指數(shù)增為n倍。1/9/2024333、混頻器原理作用與幅度調(diào)制器相同，頻譜線性變換到的位置有和頻和差頻線性調(diào)制模型在高頻電路中，晶振頻率越高，技術難度越大，器件價格高，能否在倍頻過程中，載頻不要倍數(shù)增加？？？結(jié)果：既提高頻偏即調(diào)制指數(shù)，又降低了載頻1/9/202434阿姆斯特朗（Armstrong）法具體方案混頻取下變頻：倍頻法頻率穩(wěn)定度好，電路復雜1/9/202435典型實例：調(diào)頻廣播發(fā)射機載頻：f1=200kHz調(diào)制信號最高頻率fm=15kHz間接法產(chǎn)生的最大頻偏

f1=25Hz調(diào)頻廣播要求的最終頻偏

f

=75kHz，發(fā)射載頻在88-108MHz頻段內(nèi)，所以需要經(jīng)過次的倍頻，以滿足最終頻偏=75kHz的要求。倍頻器在提高相位偏移的同時，也使載波頻率提高了，倍頻后新的載波頻率(nf1)高達600MHz，不符合

fc=88-108MHz的要求，因此需用混頻器進行下變頻來解決這個問題。1/9/202436例4-2

用先產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號，再用一級倍頻法產(chǎn)生寬帶調(diào)頻信號。調(diào)制信號是頻率為15kHz的單頻余弦信號，窄帶調(diào)頻的載頻f1=200kHz，最大頻偏△f1=25Hz。若要求最后輸出的調(diào)頻信號的最大頻偏△f2=75kHz，載頻fc=90MHz，試求倍頻器的倍頻次數(shù)n和變頻器參考信號的頻率fr。解：窄帶調(diào)頻信號的最大頻偏△f1=25Hz，最后輸出信號的最大頻偏△f2=75kHz，倍頻的次數(shù)

n=△f2／△f1=75×1000／

25=3000

倍頻后的載頻

f2=nf1=3000×200×103=600(MHz)發(fā)使用下變頻方法將頻率降到90MHz，參考信號頻率

fr

=f2－f1=600－90=510(MHz)1/9/202437例4-3

用倍頻法構(gòu)成調(diào)頻發(fā)射機。設調(diào)制信號是頻率為的單頻余弦信號，NBFM載頻，最大頻偏，混頻器參考頻率，倍頻次數(shù)。(1)求窄帶調(diào)頻信號的調(diào)頻指數(shù)；(2)求調(diào)頻發(fā)射信號的載頻、最大頻偏、調(diào)頻指數(shù)。解：(1)由NBFM最大頻偏和調(diào)制信號頻率可求出調(diào)頻指數(shù)

(2)發(fā)射機載頻可，，，求出，即發(fā)射機最大頻偏調(diào)頻指數(shù)1/9/202438

調(diào)頻信號的解調(diào)有相干與非相干解調(diào)兩種方法。相干解調(diào)適合于窄帶調(diào)頻非相干解調(diào)既適合于窄帶調(diào)頻，也適合于寬帶調(diào)頻。

1.非相干解調(diào)：用線性頻率-電壓轉(zhuǎn)換特性產(chǎn)生AM—FM波，再進行包絡檢波。設輸入信號為：要求解調(diào)器輸出應為：使用微分器，輸出為：

上式即為AM—FM信號。4.5.2調(diào)頻信號的解調(diào)1/9/202439

包絡檢波后濾除直流，便可得鑒頻特性及其組成如下圖所示。1/9/202440

設及。則乘法器的輸出為：經(jīng)低通后輸出為：經(jīng)微分器后輸出為：

2.相干解調(diào)：1/9/202441調(diào)頻信號的解調(diào)有相干解調(diào)和非相干解調(diào)相干解調(diào)僅適用于窄帶調(diào)頻信號，且需要同步信號；非相干解調(diào)適用于窄帶和寬帶調(diào)頻信號，且不需要同步信號，是FM系統(tǒng)的主要解調(diào)方式。4.6.1非相干解調(diào)的抗噪聲性能分析模型見下圖。4.6調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能限幅器是為了消除接收信號在幅度上可能出現(xiàn)的畸變；帶通濾波器用于抑制帶外噪聲，設信道引入的高斯白噪聲的單邊功率譜密度為no1/9/202442

解調(diào)器輸入信號為：輸入信號平均功率為：輸入噪聲的平均功率為：所以，輸入信噪比為：計算輸出信噪比時，由于非相干解調(diào)不滿足疊加性，無法分別計算信號與噪聲功率，因此，也和AM信號的非相干解調(diào)一樣，考慮兩種極端情況，即大信噪比和小信噪比情況，簡化計算。1/9/202443

由于：或?qū)懗珊铣墒噶啃问剑涸诟咻斎隨NR時，有，可得近似簡化形式

經(jīng)微分器后，輸出為：

這里：有用信號項噪聲項1/9/202444

由于，所以所以輸出信號功率為：輸出噪聲項分析：

由于，而、和的平均功率相等，帶寬相差2倍，所以它們的功率譜密度如右圖所示。輸出有用項分析n0/2n0n0雙邊功率譜密度1/9/202445

是窄帶噪聲的正交分量

,所以其功率譜密度為n0。微分網(wǎng)絡功率傳遞函數(shù)為所以，經(jīng)過微分網(wǎng)絡后，噪聲輸出功率譜密度為：

可見，輸出噪聲與輸出頻率的平方成正比。1/9/202446窄帶噪聲鑒頻器輸入噪聲鑒頻器輸出噪聲解調(diào)過程中噪聲功率譜的變化低通濾波后的輸出功率1/9/202447

所以輸出噪聲功率為：因此，輸出信噪比為：由于，所以所以，有：所以，信噪比增益為：1/9/202448

當時，有此時，有下式成立：

在單頻調(diào)制時，，同時還有下式成立：所以，。當時，。1/9/202449調(diào)頻性能分析在大信噪比情況下，寬帶調(diào)頻系統(tǒng)的信噪比增益是很高的，即抗噪聲性能好。例如，調(diào)頻廣播中常取

，則制度增益GFM=450。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。調(diào)頻系統(tǒng)性能優(yōu)于線性調(diào)制系統(tǒng)的原因：以帶寬換取信噪比；以帶寬換取信噪比有一定的限制：帶寬增大，噪聲功率增大，信噪比下降，門限效應，輸出信噪比急劇惡化。1/9/202450例4-4

設調(diào)頻與常規(guī)調(diào)幅信號均為單頻調(diào)制，調(diào)頻指數(shù)為，調(diào)幅指數(shù)，調(diào)制信號頻率為。當信道條件相同、接收信號功率相同時比較它們的抗噪聲性能。解：調(diào)頻波的輸出信噪比常規(guī)調(diào)幅波的輸出信噪比則兩種信號輸出信噪比之比為1/9/202451

由給定條件可列出以下表達式：將以上結(jié)果代入的表達式，得：

分析

當信道條件相同、接收信號功率相同時，調(diào)頻系統(tǒng)輸出信噪比是常規(guī)調(diào)幅系統(tǒng)的4.5βFM2倍，與調(diào)頻指數(shù)的平方成正比。1/9/202452例4-5

已知調(diào)制信號是8MHz的單頻余弦信號，若要求輸出信噪比為40dB，試比較調(diào)制效率為1/3的常規(guī)調(diào)幅系統(tǒng)和調(diào)頻指數(shù)為5的調(diào)頻系統(tǒng)的帶寬和發(fā)射功率。設信道噪聲的單邊功率譜密度為，信道損耗為60dB。解：調(diào)頻系統(tǒng)的帶寬和信噪比增益分別為：常規(guī)調(diào)幅系統(tǒng)的帶寬和信噪比增益分別為：

信道接收機sTαsTso1/9/202453

調(diào)頻系統(tǒng)的發(fā)射功率為：常規(guī)調(diào)幅系統(tǒng)的發(fā)射功率為：1/9/202454

4.6.2調(diào)頻系統(tǒng)中的門限效應

以上所討論的是以大信噪比為前提的。隨著信噪比的降低，將出現(xiàn)門限效應。所謂門限效應是指隨輸入信噪比降低，輸出信噪比急劇下降的一種效應。門限值－出現(xiàn)門限效應時所對應的輸入信噪比值稱為門限值，記為(Si/Ni)b。1/9/202455例：單音調(diào)制時輸入輸出信噪比的關系門限值與調(diào)制指數(shù)有關：1.βFM越大，門限值越高。2.不同βFM

時，門限值的變化不大，大約在8~11dB的范圍內(nèi)變化，一般認為門限值為10dB左右。3.在門限值以上時，(So/No)FM與(Si/Ni)FM呈線性關系，且βFM越大，輸出信噪比的改善越明顯。4.門限值之下，解調(diào)性能惡化，βFM越大，(So/No)FM下降越快。1/9/202456門限效應是FM系統(tǒng)存在的一個實際問題。尤其在采用調(diào)頻制的遠距離通信和衛(wèi)星通信等領域中，對調(diào)頻接收機的門限效應十分關注，希望門限點向低輸入信噪比方向擴展。降低門限值（也稱門限擴展）的方法有很多，例如，可以采用鎖相環(huán)解調(diào)器和負反饋解調(diào)器，它們的門限比一般鑒頻器的門限電平低6~10dB。還可以采用“預加重”和“去加重”技術來進一步改善調(diào)頻解調(diào)器的輸出信噪比。這也相當于改善了門限。1/9/202457

4.6.3相干解調(diào)的抗噪聲性能窄帶相干解調(diào)模型如下圖所示。

經(jīng)相干解調(diào)后，輸出：所以輸出信號功率為：1/9/202458

噪聲的功率譜密度為：所以輸出噪聲功率為：因而，輸出信噪比為：由于輸入信噪比為：所以，窄帶調(diào)頻信噪比增益為：1/9/202459

由于，所以。故有：對于單頻調(diào)制信號，，并且對窄帶調(diào)頻而言，，常取。所以，有：。注意：相干解調(diào)雖信噪比增益很低，但不存在非相干解調(diào)的門限效應。1/9/2024604.7采用預加重和去加重改善信噪比原因：鑒頻器輸出噪聲功率譜隨f呈拋物線形狀增大。但在調(diào)頻廣播中所傳送的語音和音樂信號的能量卻主要分布在低頻端，且其功率譜密度隨頻率的增高而下降。在信號高頻端的信號譜密度最小，而噪聲譜密度卻是最大，致使高頻端的輸出信噪比明顯下降，這對解調(diào)信號質(zhì)量會帶來很大的影響。目的：為了進一步改善調(diào)頻解調(diào)器的輸出信噪比，針對鑒頻器輸出噪聲譜呈拋物線形狀這一特點，在調(diào)頻系統(tǒng)中廣泛采用了加重技術，包括“預加重和“去加重”措施。“預加重”和“去加重”的設計思想是保持輸出信號不變，有效降低輸出噪聲，以達到提高輸出信噪比的目的。

1/9/202461原理“去加重”：就是在解調(diào)器輸出端接一個傳輸特性隨頻率增加而滾降的線性網(wǎng)絡Hd(f)，將調(diào)制頻率高頻端的噪聲衰減，使總的噪聲功率減小。由于去加重網(wǎng)絡的加入，在有效地減弱輸出噪聲的同時，必將使傳輸信號產(chǎn)生頻率失真?！邦A加重”：在調(diào)制器前加入一個預加重網(wǎng)絡Hp(f)，人為地提升調(diào)制信號的高頻分量，以抵消去加重網(wǎng)絡的影響。顯然，為了使傳輸信號不失真，應該有 這是保證輸出信號不變的必要條件。1/9/202462方框圖：加有預加重和去加重的調(diào)頻系統(tǒng)性能由于采用預加重/去加重系統(tǒng)的輸出信號功率與沒有采用預加重/去加重系統(tǒng)的功率相同，所以調(diào)頻解調(diào)器的輸出信噪比的改善程度可用加重前的輸出噪聲功率與加重后的輸出噪聲功率的比值確定，即 上式進一步說明，輸出信噪比的改善程度取決于去加重網(wǎng)絡的特性。1/9/202463實用電路：下圖給出了一種實際中常采用的預加重和去加重電路，它在保持信號傳輸帶寬不變的條件下，可使輸出信噪比提高6dB左右。預加重網(wǎng)絡與網(wǎng)絡特性去加重網(wǎng)絡與網(wǎng)絡特性1/9/202464調(diào)制方式傳輸帶寬設備復雜程度主要應用AM2fm簡單中短波無線電廣播DSB2fm中等單獨應用較少，主要用于復合調(diào)制中SSBfm復雜短波無線電廣播、話音頻分復用、載波通信、數(shù)據(jù)傳輸VSB略大于fm

近似SSB復雜電視廣播、數(shù)據(jù)傳輸FM復雜超短波小功率電臺（窄帶FM）；調(diào)頻立體聲廣播等高質(zhì)量通信（寬帶FM）總結(jié)：各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較1/9/202465一、抗噪聲性能

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。右圖畫出了各種模擬調(diào)制 系統(tǒng)的性能曲線,圖中的圓 點表示門限點。門限點以下，曲線迅速下跌；門限點以上，DSB、SSB的信噪比比AM高4.7dB以上，而FM（βFM=6）的信噪比比AM高22dB。當輸入信噪比較高時，F(xiàn)M的調(diào)頻指數(shù)越大，抗噪聲性能越好。1/9/202466二、頻帶利用率SSB的帶寬最窄，其頻帶利用率最高；FM占用的帶寬隨調(diào)頻指數(shù)的增大而增大，其頻帶利用率最低。FM是以犧牲有效性來換取可靠性的.βFM值的選擇要從通信質(zhì)量和帶寬限制兩方面考慮:對于高質(zhì)量通信（高保真音樂廣播，電視伴音、雙向式固定或移動通信、衛(wèi)星通信和蜂窩電話系統(tǒng)）采用WBFM，βFM值選大些。對于一般通信，要考慮接收微弱信號，帶寬窄些，噪聲影響小，常選用βFM較小的調(diào)頻方式。1/9/202467

三、特點與應用AM：優(yōu)點是接收設備簡單；缺點是功率利用率低，抗干擾能力差，在傳輸過程中如果載波受到信道的選擇性衰落，在包撿時會出現(xiàn)過調(diào)失真。主要用在中波和短波調(diào)幅廣播。DSB調(diào)制：優(yōu)點是功率利用率高，且?guī)捙cAM相同，但設備較復雜。應用較少，一般用于點對點專用通信。SSB調(diào)制：優(yōu)點是功率利用率和頻帶利用率都較高，抗干擾能力和抗選擇性衰落能力均優(yōu)于AM，而帶寬只有AM的一半；缺點是發(fā)送和接收設備都復雜。SSB常用于頻帶比較擁擠的場合，如短波波段的無線電廣播和頻分多路復用系統(tǒng)中。1/9/202468VSB調(diào)制：訣竅在于部分抑制了發(fā)送邊帶，同時又利用了平緩滾降濾波器補償了被抑制部分?？乖肼曅阅芎皖l帶利用率與SSB相當。在電視廣播、數(shù)傳等系統(tǒng)中得到了廣泛應用。FM：FM波的幅度恒定不變，這使它對非線性器件不甚敏感，給FM帶來了抗衰落能力，利用自動增益控制和帶通限幅還可以消除快衰落造成的幅度變化效應，這些特點使得窄帶FM對微波中繼系統(tǒng)頗具吸引力，寬帶FM抗干擾能力強，可實現(xiàn)帶寬與信噪比的互換，廣泛應用于長距離高質(zhì)量的通信系統(tǒng)中。缺點是頻帶利用率低，存在門限效應，因此在接收信號弱，干擾大的情況下宜采用窄帶FM，這就是小型通信機常采用，另外，窄帶FM采用相干解調(diào)時不存在門限效應。1/9/2024694.8頻分復用(FDM)4.8.1頻分復用（FDM）目的：充分利用信道的頻帶資源，提高信道利用率原理:1/9/202470

4.8.2復合調(diào)制

采用兩種或兩種以上調(diào)制方式的復用方式為復合調(diào)制。在模擬調(diào)制中，通常是先進行FDM，再進行第二種調(diào)制；而在數(shù)字調(diào)制中，通常是先進行TDM，再進行第二種調(diào)制。右圖為模擬

SSB/FM復合調(diào)制系統(tǒng)。1/9/202471

4.9模擬通信系統(tǒng)舉例4.9.1載波電話系統(tǒng)

載波電話為充分利用頻率資源，一律采用SSB調(diào)制方式，且一律采用下邊帶。下圖為載波通信系統(tǒng)連接示意圖。1/9/202472

基群信號形成的頻譜搬移過程。1/9/202473

超群信號形成的頻譜搬移過程。1/9/202474

4.9.2調(diào)幅廣播調(diào)幅廣播采用AM調(diào)制，分中波和短波。中波載頻為535kHz~1605kHz；而短波載頻為3.9MHz~18MHz。在調(diào)幅廣播中，調(diào)制信號的最高頻率取到4.5kHz，載頻間隔為。4.9.3調(diào)頻廣播在單聲道FM廣播中，取為15kHz，最大頻偏為75kHz，所以調(diào)頻信號帶寬為：規(guī)定各電臺之間的頻道間隔為200kHz。1/9/202475

雙聲道立體聲FM廣播與單聲道FM廣播兼容。其信號形成過程及其頻譜如下圖所示。

上邊帶1/9/202476

立體聲廣播信號的解調(diào)如下圖所示。

FM立體聲廣播的載頻為：87MHz~108MHz

。屬于VHF頻段，位于我國電視第5和第6頻道之間。1/9/202477

4.9.4地面廣播電視

圖象信號頻率為：0~6MHz；伴音最高頻率為：；最大頻偏為：；伴音