第四章 模擬通信系統(tǒng)

1、1 第四章第四章 模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)24.1引言引言基帶信號(hào)：頻譜限于基帶信號(hào)：頻譜限于f=0（直流）附近的低通型信號(hào)為（直流）附近的低通型信號(hào)為基帶信號(hào)。基帶信號(hào)。模擬基帶信號(hào)：模擬的基帶信號(hào)模擬基帶信號(hào)：模擬的基帶信號(hào)頻帶信號(hào)：頻譜限于某一頻率附近的信號(hào)。頻帶信號(hào)：頻譜限于某一頻率附近的信號(hào)。在頻帶信道中傳輸信號(hào)，需要通過(guò)正弦型載波調(diào)制將在頻帶信道中傳輸信號(hào)，需要通過(guò)正弦型載波調(diào)制將模擬基帶信號(hào)變換為頻帶信號(hào)，該頻帶信號(hào)是在中心模擬基帶信號(hào)變換為頻帶信號(hào)，該頻帶信號(hào)是在中心頻率頻率fc附近。附近。( )cos(2)cccc tAf tcA：cf ：c ：載波幅度載波幅度載波頻率載波頻

2、率載波初始相位載波初始相位3模擬基帶信號(hào)模擬基帶信號(hào)m(t)對(duì)載波對(duì)載波c(t)進(jìn)行調(diào)制：按進(jìn)行調(diào)制：按m(t)的變化的變化規(guī)律去控制載波規(guī)律去控制載波c(t)的幅度，或者頻率，或者相位。的幅度，或者頻率，或者相位。( )cos(2)cccc tAf tcA：cf ：c ：載波幅度載波幅度載波頻率載波頻率載波初始相位載波初始相位幅度調(diào)制幅度調(diào)制（AM）頻率調(diào)制頻率調(diào)制（FM）相位調(diào)制相位調(diào)制（PM）調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)4調(diào)制的實(shí)質(zhì)是調(diào)制的實(shí)質(zhì)是頻譜搬移頻譜搬移，其作用和目的是：，其作用和目的是：1、將調(diào)制信號(hào)（基帶信號(hào)）轉(zhuǎn)換成適合于信道傳輸、將調(diào)制信號(hào)（基帶信號(hào)）轉(zhuǎn)換成適合于信道傳輸?shù)囊颜{(diào)信號(hào)（頻

3、帶信號(hào)）；的已調(diào)信號(hào)（頻帶信號(hào)）；2、實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率；、實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率；3、通過(guò)不同的調(diào)制方式兼顧通信的有效性和可靠性，、通過(guò)不同的調(diào)制方式兼顧通信的有效性和可靠性，實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。5第四章內(nèi)容：第四章內(nèi)容：n幅度調(diào)制幅度調(diào)制: DSB-SC AM、AM、SSB-AM、VSB-AMn角度調(diào)制：角度調(diào)制：FM、PMn線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能n角度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能角度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能n頻分復(fù)用及其實(shí)例頻分復(fù)用及其實(shí)例64.2幅度調(diào)制（線性調(diào)制）幅度調(diào)制（線性調(diào)制）幅度調(diào)制中，正弦

4、載波的幅度是隨模擬信號(hào)幅度調(diào)制中，正弦載波的幅度是隨模擬信號(hào)m(t)的變的變化規(guī)律成正比變化。對(duì)應(yīng)有四種幅度調(diào)制方法：化規(guī)律成正比變化。對(duì)應(yīng)有四種幅度調(diào)制方法：（1）雙邊帶抑制載波調(diào)幅（）雙邊帶抑制載波調(diào)幅（DSB-SC）（4）殘留邊帶調(diào)制（）殘留邊帶調(diào)制（VSB）（2）具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅（）具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅（AM）（3）單邊帶調(diào)幅（）單邊帶調(diào)幅（SSB）7幅度調(diào)制的一般原理幅度調(diào)制的一般原理h(t)不同，對(duì)應(yīng)不同不同，對(duì)應(yīng)不同的幅度調(diào)制方式的幅度調(diào)制方式84.2.1雙邊帶抑制載波調(diào)幅雙邊帶抑制載波調(diào)幅(DSB-SC)1、雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號(hào)的產(chǎn)生、雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號(hào)的

5、產(chǎn)生( )( )cos()( )( )cos()ccccccs tm t Ath tm t At帶通濾帶通濾波器波器帶通濾波器確保已帶通濾波器確保已調(diào)信號(hào)完全通過(guò)調(diào)信號(hào)完全通過(guò)9 2、雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號(hào)的頻譜特性、雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號(hào)的頻譜特性( )()()( )2()()2ccccccASMMHAMM( )( )cos()( )( )cos()ccccccs tm t Ath tm t At（1）為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，先考慮）為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，先考慮m(t)是確定信號(hào)，再考慮是確定信號(hào)，再考慮m(t)是隨機(jī)信號(hào)的情況是隨機(jī)信號(hào)的情況確定信號(hào)的頻譜：確定信號(hào)的頻譜：付氏頻譜付氏頻譜隨機(jī)信號(hào)的頻譜：隨機(jī)信

6、號(hào)的頻譜：功率譜功率譜1011經(jīng)幅度調(diào)制后，基帶信號(hào)的頻譜被搬移到載頻處。經(jīng)幅度調(diào)制后，基帶信號(hào)的頻譜被搬移到載頻處。若模擬基帶信號(hào)的帶寬為若模擬基帶信號(hào)的帶寬為W，則已調(diào)信號(hào)的帶寬為，則已調(diào)信號(hào)的帶寬為2W。結(jié)論結(jié)論：傳輸此已調(diào)信號(hào)：傳輸此已調(diào)信號(hào)s(t)的信道帶寬為的信道帶寬為2W。12無(wú)論無(wú)論S(f)的上邊帶或下邊帶均與的上邊帶或下邊帶均與M(f)的所有頻率分量相對(duì)應(yīng)的所有頻率分量相對(duì)應(yīng)說(shuō)明說(shuō)明1：上、下邊帶攜帶相同的消息，所以稱(chēng)此調(diào)幅信號(hào)：上、下邊帶攜帶相同的消息，所以稱(chēng)此調(diào)幅信號(hào)為雙邊帶信號(hào)。為雙邊帶信號(hào)。說(shuō)明說(shuō)明2：該調(diào)幅信號(hào)的頻譜中不包含離散的載頻分量，所：該調(diào)幅信號(hào)的頻譜中不包

7、含離散的載頻分量，所以稱(chēng)其為雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號(hào)。以稱(chēng)其為雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號(hào)。上邊帶上邊帶上邊帶上邊帶下邊帶下邊帶下邊帶下邊帶例題：例題：P6313（2）隨機(jī)調(diào)制信號(hào)）隨機(jī)調(diào)制信號(hào)22( ,) ( ) ()( )()cos2cos2()( )cos2cos2(2)2sccccMccR t tE S t S tA E M t M tf tf tARfft 自相關(guān)函數(shù)：自相關(guān)函數(shù)：0！的均值？的均值？DSB-SB AM信號(hào)信號(hào)( )( )cos2cS tM tf t ( )MR 條件：消息隨機(jī)過(guò)程條件：消息隨機(jī)過(guò)程 均值均值 ，自相關(guān)函數(shù)，自相關(guān)函數(shù)為為 ( )0E M t 循環(huán)平穩(wěn)隨循環(huán)平

8、穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程機(jī)過(guò)程12pcTf 周期周期142221( )( ,)( )cos22ppTTsspcMcRR t tdtTARf DSB-SB AM信號(hào)的平均功率是二者的乘積！信號(hào)的平均功率是二者的乘積！平均自相關(guān)函數(shù)：平均自相關(guān)函數(shù)：DSB-SB AM信號(hào)的平均功率？信號(hào)的平均功率？2(0)(0)2csMARR 載波分量平載波分量平均功率均功率(0)sR基帶信號(hào)平基帶信號(hào)平均功率均功率1522()( )()()4jfsscMcMcPfRedAPffPff 模擬基帶信號(hào)模擬基帶信號(hào)M(t)的功率譜密度的功率譜密度DSB-SB AM信號(hào)的功率譜：信號(hào)的功率譜：():MPf調(diào)幅信號(hào)的功率譜是模擬基帶信

9、號(hào)功率譜線性搬移的調(diào)幅信號(hào)的功率譜是模擬基帶信號(hào)功率譜線性搬移的結(jié)果結(jié)果線性調(diào)制線性調(diào)制16DSBSC的相干解調(diào)框圖的相干解調(diào)框圖173、雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號(hào)的相干解調(diào)、雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號(hào)的相干解調(diào)( )( )( )cos()cccr ts tm t AtLPF的輸出！的輸出！yo(t)相干解調(diào)：利用恢復(fù)載波相干解調(diào)：利用恢復(fù)載波cos(2)cf t ( )cos(2)( )cos(2)cos(2)( )cos()( )cos(4)22ccccccccccr tf tm t Af tf tAAm tm tf t18載波提取載波提取n發(fā)端加一離散載頻分量（導(dǎo)頻）發(fā)端加一離散載頻分量（導(dǎo)頻）

10、n收端用平方環(huán)法或收端用平方環(huán)法或COSTAS環(huán)法從接收信號(hào)環(huán)法從接收信號(hào)中提取載波（第六章介紹）中提取載波（第六章介紹）加導(dǎo)頻的缺點(diǎn)：在發(fā)端要分配一部分功率給導(dǎo)頻。加導(dǎo)頻的缺點(diǎn)：在發(fā)端要分配一部分功率給導(dǎo)頻。194.2.2具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅(AM)( )()()1()()2ccccccSAAMM ( )1( )cos2ccs tAm tf t max( )1m t ( )( )( )max( )( )max( )nnm tm tamtam tmtm t調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)調(diào)幅系數(shù)調(diào)幅系數(shù)雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號(hào)頻譜離散大載波分量雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號(hào)頻譜離散大載波

11、分量m(t)的歸一的歸一化表示式化表示式原因？原因？例題例題4.2.3 68頁(yè)頁(yè)20max( )1m t 2AMHBf 00( )( ) cos,( )1( ) cosAMcAMcstAm tt stAm tt21( ,)sR t t ( )cos2( )0AMccE StAf tE m t 例例4.2.4 69頁(yè)頁(yè)周期函數(shù)周期函數(shù)AM波信號(hào)功率攜帶消息的已調(diào)信號(hào)功率載波功率波信號(hào)功率攜帶消息的已調(diào)信號(hào)功率載波功率隨機(jī)調(diào)制信號(hào)：隨機(jī)調(diào)制信號(hào)：2( )1( ) cos22csMcARRf22(0)21(0)2cMcMARAR 調(diào)制效率調(diào)制效率2()()()()()4csMcMcccAPfPffP

12、ffffff循環(huán)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程循環(huán)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程調(diào)制效率：攜帶消息的已調(diào)信號(hào)功率與已調(diào)信號(hào)總功率調(diào)制效率：攜帶消息的已調(diào)信號(hào)功率與已調(diào)信號(hào)總功率之比之比22簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)1、包絡(luò)檢波：、包絡(luò)檢波：半波整流、低通濾波器、隔直流半波整流、低通濾波器、隔直流是否還有其他解調(diào)方法？是否還有其他解調(diào)方法？2、相干解調(diào)！、相干解調(diào)！AM信號(hào)的解調(diào)：信號(hào)的解調(diào)：23 需采用相干解調(diào)需采用相干解調(diào)( (同步檢波同步檢波) )，不能采用簡(jiǎn)單的包，不能采用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波。絡(luò)檢波。 在調(diào)制信號(hào)在調(diào)制信號(hào)m(t)m(t)的過(guò)零點(diǎn)處，載波相位有的過(guò)零點(diǎn)處，載波相位有180180的的突變。突變。 DSBDSB信號(hào)功率利

13、用率高，但它的頻帶寬度仍是調(diào)制信號(hào)功率利用率高，但它的頻帶寬度仍是調(diào)制信號(hào)帶寬的兩倍，與信號(hào)帶寬的兩倍，與AMAM信號(hào)帶寬相同。信號(hào)帶寬相同。DSBDSB信號(hào)的特點(diǎn)（與信號(hào)的特點(diǎn)（與AMAM信號(hào)相比）：信號(hào)相比）：244.2.3單邊帶調(diào)幅單邊帶調(diào)幅(SSB)單邊帶信號(hào)的產(chǎn)生方法：濾波法和相移法。單邊帶信號(hào)的產(chǎn)生方法：濾波法和相移法。1、 用濾波法形成單邊帶信號(hào)用濾波法形成單邊帶信號(hào)25圖圖 4 5 形成形成SSB信號(hào)的濾波特性信號(hào)的濾波特性H()10ccH()0cc1(a)(b)26圖圖 4 - 6SSB信號(hào)的頻譜信號(hào)的頻譜27濾波法的技術(shù)難點(diǎn)：濾波法的技術(shù)難點(diǎn)：?jiǎn)芜厧V波器要求在單邊帶濾波器

14、要求在fc附近具有陡峭的截止特性，才附近具有陡峭的截止特性，才能有效地抑制無(wú)用的一個(gè)邊帶。在工程中往往采用多能有效地抑制無(wú)用的一個(gè)邊帶。在工程中往往采用多級(jí)調(diào)制濾波的方法。級(jí)調(diào)制濾波的方法。28上、下邊帶信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式上、下邊帶信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式( )( )cos2( )sin2ccccstA m tf tA m tf t 上上( )( )cos2( )sin2ccccstA m tf tA m tf t 下下( )( )cos2( )sin2ccccstA m tf tA m tf t SSBSSB292、用相移法產(chǎn)生單邊帶信號(hào)、用相移法產(chǎn)生單邊帶信號(hào)30單邊帶信號(hào)的解調(diào)方法單邊帶信號(hào)的解調(diào)

15、方法1、相干解調(diào)、相干解調(diào):相位差要盡量小相位差要盡量小!11( )( )cos( )sin22ccy tA m tA m t o o發(fā)端加導(dǎo)發(fā)端加導(dǎo)頻分量頻分量312、非相干解調(diào)、非相干解調(diào):( )cos2( )cos2( )sin2ccccs tAf tA m tf tm tf t 借用借用AM的非相干解調(diào)思路的非相干解調(diào)思路發(fā)端增加離散大載波發(fā)端增加離散大載波,包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波1cA 1222( )( ) cos2( )sin2( )( )( )cos 2( )( )cos 2( )ccccs tAm tf tm tf tm tAm tm tf tarctgAm ta tf tt 32(

16、 ) ,( )Am tAm t 如果有如果有 1122222222( )2( )( )( )( )( )1m tm tmta tAm tm tAAAA 122( )( )( )11( )m tm ta tAAAm tAA334.2.4殘留邊帶調(diào)幅殘留邊帶調(diào)幅(VSB AM)殘留邊帶調(diào)制是界于殘留邊帶調(diào)制是界于SSBSSB與與DSBDSB之間的一種調(diào)制方式，之間的一種調(diào)制方式，它既克服了它既克服了DSBDSB信號(hào)占用頻帶寬的缺點(diǎn)，又解決了信號(hào)占用頻帶寬的缺點(diǎn)，又解決了SSBSSB信號(hào)實(shí)現(xiàn)上的難題。信號(hào)實(shí)現(xiàn)上的難題。在在VSBVSB中，不是完全抑制一個(gè)邊帶，而是逐漸切割，使中，不是完全抑制一個(gè)邊帶

17、，而是逐漸切割，使其殘留一小部分，如圖所示：其殘留一小部分，如圖所示：34DSB、 SSB和和VSB信號(hào)的頻譜信號(hào)的頻譜下邊帶殘留下邊帶殘留35VSB AM信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)框圖信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)框圖36()()()()2cVSBccVSBASfM ffM ffHf1()()()2(2)()()(2)()()44VSBcVSBcccccccY fSffSffAAM ffM fH ffM ffM fH ff( )( )cos2( )VSBccstA m tf th t ()()()()4coccAYfM fH ffH ff()()ccH ffH fffW常數(shù)常數(shù)37(a) 殘留部分上邊帶的濾波器特性

18、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殘留部分下邊帶的濾波器特性3839VSB的解調(diào)方式的解調(diào)方式1 1、相干解調(diào)、相干解調(diào)2、具有離散大載波的、具有離散大載波的VSB AM信號(hào)的包絡(luò)檢波信號(hào)的包絡(luò)檢波40 B BVSBVSB=B=BSSBSSB; ; 實(shí)現(xiàn)容易；實(shí)現(xiàn)容易； 只要只要H HVSBVSB()()在在c c處具有互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)（奇對(duì)稱(chēng)）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)。號(hào)就能夠準(zhǔn)確地恢復(fù)所需的基帶信號(hào)。 VSBVSB信號(hào)的特點(diǎn)：信號(hào)的特點(diǎn)：414.3角度調(diào)制角度調(diào)

19、制幅度調(diào)制屬于線性調(diào)制，它是通過(guò)改變載波的幅度，以幅度調(diào)制屬于線性調(diào)制，它是通過(guò)改變載波的幅度，以實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)頻譜的平移及線性變換的。實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)頻譜的平移及線性變換的。因此，我們不僅可以把調(diào)制信號(hào)的信息因此，我們不僅可以把調(diào)制信號(hào)的信息寄托寄托在載波的幅在載波的幅度變化中，還可以度變化中，還可以寄托寄托在載波的頻率或相位變化中。在載波的頻率或相位變化中。一個(gè)正弦載波有一個(gè)正弦載波有幅度、頻率和相位幅度、頻率和相位三個(gè)參量三個(gè)參量載波的頻率或相位按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化而振幅保持恒載波的頻率或相位按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化而振幅保持恒定的調(diào)制方式，稱(chēng)為頻率調(diào)制定的調(diào)制方式，稱(chēng)為頻率調(diào)制(FM)和相位調(diào)制

20、和相位調(diào)制(PM) 。頻率或相位的變化都可以看成是載波角度的變化，故調(diào)頻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(chēng)為角度調(diào)制。頻和調(diào)相又統(tǒng)稱(chēng)為角度調(diào)制。 42角度調(diào)制與線性調(diào)制不同，已調(diào)信號(hào)頻譜不再是原調(diào)制角度調(diào)制與線性調(diào)制不同，已調(diào)信號(hào)頻譜不再是原調(diào)制信號(hào)頻譜的線性搬移，而是頻譜的非線性變換，會(huì)產(chǎn)生信號(hào)頻譜的線性搬移，而是頻譜的非線性變換，會(huì)產(chǎn)生與頻譜搬移不同的新的頻率成分，又稱(chēng)為非線性調(diào)制。與頻譜搬移不同的新的頻率成分，又稱(chēng)為非線性調(diào)制。由于頻率和相位之間存在微分與積分的關(guān)系，故調(diào)頻與調(diào)由于頻率和相位之間存在微分與積分的關(guān)系，故調(diào)頻與調(diào)相之間存在密切的關(guān)系，即調(diào)頻必調(diào)相，

21、調(diào)相必調(diào)頻。相之間存在密切的關(guān)系，即調(diào)頻必調(diào)相，調(diào)相必調(diào)頻。角度調(diào)制的另一特點(diǎn)是它占有較寬的信道帶寬，角調(diào)信角度調(diào)制的另一特點(diǎn)是它占有較寬的信道帶寬，角調(diào)信號(hào)的帶寬是基帶信號(hào)的許多倍。但是該系統(tǒng)的可靠性好號(hào)的帶寬是基帶信號(hào)的許多倍。但是該系統(tǒng)的可靠性好（信噪比高）（信噪比高）應(yīng)用廣泛。應(yīng)用廣泛。434.3.1調(diào)頻及調(diào)相信號(hào)調(diào)頻及調(diào)相信號(hào)1( )( )2idtf tdt c( )cos ( )s tAt 角度調(diào)制信號(hào)：角度調(diào)制信號(hào)：( )2( )titfd 1 1、調(diào)頻及調(diào)相信號(hào)的表示式、調(diào)頻及調(diào)相信號(hào)的表示式( ) t 信號(hào)瞬時(shí)相位信號(hào)瞬時(shí)相位:信號(hào)瞬時(shí)頻率：信號(hào)瞬時(shí)頻率：44帶通型的角度調(diào)制

22、信號(hào)：帶通型的角度調(diào)制信號(hào)：( )cos 2( )mccstAf tt1( )( )2icdtf tfdt ( )2( )ctf tt信號(hào)瞬時(shí)相位信號(hào)瞬時(shí)相位信號(hào)瞬時(shí)頻率：信號(hào)瞬時(shí)頻率：m(t)：模擬基帶信號(hào)：模擬基帶信號(hào)( )( )ptK m t 調(diào)相系統(tǒng)：調(diào)相系統(tǒng)：1( )( )( )2icfdtf tfK m tdt 調(diào)頻系統(tǒng)：調(diào)頻系統(tǒng)：相移與基帶相移與基帶信號(hào)成正比信號(hào)成正比頻移與基帶頻移與基帶信號(hào)成正比信號(hào)成正比Kp：相位偏移常數(shù)，：相位偏移常數(shù)，Kf：頻率偏移常數(shù)：頻率偏移常數(shù)45( )( )2( )ptfK m ttKmd 調(diào)相調(diào)相pfdKm tdtdtdtK m t ( )(

23、)2( ) 調(diào)頻調(diào)頻調(diào)相調(diào)相調(diào)頻調(diào)頻46如果將調(diào)制信號(hào)先微分，而后進(jìn)行調(diào)頻，則得到的是如果將調(diào)制信號(hào)先微分，而后進(jìn)行調(diào)頻，則得到的是調(diào)相波，這種方式叫調(diào)相波，這種方式叫間接調(diào)相間接調(diào)相；如果將調(diào)制信號(hào)先積分，而后進(jìn)行調(diào)相，則得到的是如果將調(diào)制信號(hào)先積分，而后進(jìn)行調(diào)相，則得到的是調(diào)頻波，這種方式叫調(diào)頻波，這種方式叫間接調(diào)頻間接調(diào)頻。( )cos 2( )PMcpstAf tK m t ( )cos 22( )dtFMcfstAf tKm 47圖圖 4 - 16直接和間接調(diào)相直接和間接調(diào)相( )cos 2( )PMcpstAf tK m t ( )cos 22( )dtFMcfstAf tKm 4

24、8( )cos 2( )PMcpstAf tK m t ( )cos 22( )dtFMcfstAf tKm 49由于實(shí)際相位調(diào)制器的調(diào)制范圍不大，所以由于實(shí)際相位調(diào)制器的調(diào)制范圍不大，所以直接調(diào)相和直接調(diào)相和間接調(diào)頻間接調(diào)頻僅適用于相位偏移和頻率偏移不大的窄帶調(diào)制僅適用于相位偏移和頻率偏移不大的窄帶調(diào)制情況，而情況，而直接調(diào)頻和間接調(diào)相常用于寬帶調(diào)制直接調(diào)頻和間接調(diào)相常用于寬帶調(diào)制情況。情況。 從以上分析可見(jiàn)，調(diào)頻與調(diào)相并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，兩者之從以上分析可見(jiàn)，調(diào)頻與調(diào)相并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，兩者之間可相互轉(zhuǎn)換。間可相互轉(zhuǎn)換。50maxmax( )pKm t 調(diào)相系統(tǒng)中的最大相位偏移：調(diào)相系統(tǒng)中的最大相位

25、偏移：maxmax( )ppKm t 調(diào)相系統(tǒng)的調(diào)相指數(shù)：調(diào)相系統(tǒng)的調(diào)相指數(shù)：maxmax( )ffKm t調(diào)頻系統(tǒng)中的最大頻率偏移：調(diào)頻系統(tǒng)中的最大頻率偏移：maxmax( )ffm tfKWW 調(diào)頻系統(tǒng)的調(diào)頻指數(shù)：調(diào)頻系統(tǒng)的調(diào)頻指數(shù)：W：模擬基帶信號(hào)：模擬基帶信號(hào)m(t)的帶寬的帶寬四個(gè)重要參數(shù)！熟練掌握！四個(gè)重要參數(shù)！熟練掌握！例例4.3.1 77頁(yè)頁(yè)單頻信號(hào)的調(diào)相系統(tǒng)和調(diào)頻系統(tǒng)的調(diào)制指數(shù)：最大相單頻信號(hào)的調(diào)相系統(tǒng)和調(diào)頻系統(tǒng)的調(diào)制指數(shù)：最大相位偏移！位偏移！51( )cos 2( )ccs tAf tt2、窄帶角度調(diào)制的定義：、窄帶角度調(diào)制的定義：( )1t 有有與與AM系統(tǒng)類(lèi)似：已調(diào)信

26、號(hào)帶寬式基帶信號(hào)帶寬的兩系統(tǒng)類(lèi)似：已調(diào)信號(hào)帶寬式基帶信號(hào)帶寬的兩倍，實(shí)際上其抗噪聲性能也與倍，實(shí)際上其抗噪聲性能也與AM一致。一致。( )cos2cos ( )sin2sin ( )cos2sin2sin ( )cos2( ) sin2ccccccccccccs tAf ttAf ttAf tAf ttAf tAtf t實(shí)際很少用，一般是做為產(chǎn)生寬帶角度調(diào)制的中間級(jí)。實(shí)際很少用，一般是做為產(chǎn)生寬帶角度調(diào)制的中間級(jí)。524.3.2角度調(diào)制信號(hào)的頻譜特性角度調(diào)制信號(hào)的頻譜特性角度調(diào)制系統(tǒng)是非線性系統(tǒng)，即使是簡(jiǎn)單的模擬基帶信角度調(diào)制系統(tǒng)是非線性系統(tǒng)，即使是簡(jiǎn)單的模擬基帶信號(hào)的角度調(diào)制，數(shù)學(xué)上也很難求

27、出它的精確頻譜特性。號(hào)的角度調(diào)制，數(shù)學(xué)上也很難求出它的精確頻譜特性。以單頻信號(hào)為例，利用近似分析進(jìn)行頻譜分析，然后以單頻信號(hào)為例，利用近似分析進(jìn)行頻譜分析，然后將其結(jié)果推廣于更復(fù)雜的基帶信號(hào)。將其結(jié)果推廣于更復(fù)雜的基帶信號(hào)。( )cos 2sin(2)ccmms tAf tf tf t1、正弦基帶信號(hào)的角度調(diào)制、正弦基帶信號(hào)的角度調(diào)制 sin 22( )Remcjf tjf tcs tA ee ( )cos 2sin(2)ccms tAf tf t可能是可能是: 調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù),p f 也可能是也可能是 sin 2:mjf te周期函數(shù)周期函數(shù)付氏級(jí)數(shù)付氏級(jí)數(shù)展開(kāi)展開(kāi)53 1sin 2202

28、2sin012mmmmjf tfjnf tnmmf tjm nmCfeedtedm sin 22( )mmjf tjnf tnneJe 第一類(lèi)第一類(lèi)n階階貝塞爾函數(shù)貝塞爾函數(shù)22( )Re( )( )cos 2 ()mcjnfjf tcnncncmns tAJeeA Jfnft 541()( )()()2cncmcmnS fAJffnfffnf 角調(diào)信號(hào)的頻譜包含無(wú)窮多個(gè)分量。角調(diào)信號(hào)的頻譜包含無(wú)窮多個(gè)分量。角調(diào)信號(hào)的頻譜寬度為無(wú)限寬！角調(diào)信號(hào)的頻譜寬度為無(wú)限寬！55( )( )nnJJ n n為偶數(shù)時(shí)為偶數(shù)時(shí)( )( )nnJJ n n為奇數(shù)時(shí)為奇數(shù)時(shí)56理論上調(diào)頻波的頻帶寬度為無(wú)限寬。實(shí)際

29、上邊頻幅度理論上調(diào)頻波的頻帶寬度為無(wú)限寬。實(shí)際上邊頻幅度J Jn n( () )隨著隨著n n的增大而逐漸減小，因此只要取適當(dāng)?shù)牡脑龃蠖饾u減小，因此只要取適當(dāng)?shù)膎 n值值使邊頻分量小到可以忽略的程度，調(diào)頻信號(hào)可近似認(rèn)使邊頻分量小到可以忽略的程度，調(diào)頻信號(hào)可近似認(rèn)為具有為具有“有限頻譜有限頻譜”。例例4.3.24.3.2角調(diào)信號(hào)的有效帶寬至少含有角調(diào)信號(hào)的有效帶寬至少含有9898的總信號(hào)功率。的總信號(hào)功率?；鶐盘?hào)：基帶信號(hào)：( )cos2mm taf t 2(1)cmBf 已調(diào)信號(hào)的有效帶寬的近似計(jì)算公式為：已調(diào)信號(hào)的有效帶寬的近似計(jì)算公式為：調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)2(1)2(1)pmcfmmK

30、afPMBK afFMf 572、卡松公式、卡松公式任意基帶信號(hào)的角調(diào)信號(hào)的有效帶寬的近似公式（卡任意基帶信號(hào)的角調(diào)信號(hào)的有效帶寬的近似公式（卡松公式）：松公式）：W：基帶信號(hào)的最高頻率分量：基帶信號(hào)的最高頻率分量調(diào)制指數(shù)：調(diào)制指數(shù)：max( )max( )pfKm tPMKm tFMW 2(1)cBW W:消息帶寬消息帶寬2(1)cmBf 卡松公式卡松公式的特例的特例1NBFM ，2cBW 3 3、平穩(wěn)高斯消息過(guò)程的角度調(diào)制信號(hào)的功率譜特性、平穩(wěn)高斯消息過(guò)程的角度調(diào)制信號(hào)的功率譜特性584.3.3角度調(diào)制器與解調(diào)器角度調(diào)制器與解調(diào)器以調(diào)頻信號(hào)為例以調(diào)頻信號(hào)為例1 1、直接調(diào)頻法：用調(diào)制信號(hào)、

31、直接調(diào)頻法：用調(diào)制信號(hào)( (電壓電壓) )直接控制直接控制振蕩器振蕩器的頻率，使其頻率按調(diào)制信號(hào)的頻率，使其頻率按調(diào)制信號(hào)( (電壓電壓) )的規(guī)律線性變的規(guī)律線性變化。化。產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的方法有直接調(diào)頻法和間接調(diào)頻法。產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)的方法有直接調(diào)頻法和間接調(diào)頻法。輸入電壓為輸入電壓為0 0時(shí)，振蕩器產(chǎn)生頻率為時(shí)，振蕩器產(chǎn)生頻率為 的正弦波的正弦波0fVCO可以滿足寬帶調(diào)頻的大頻偏要求，但可以滿足寬帶調(diào)頻的大頻偏要求，但VCO中心頻中心頻率穩(wěn)定度不高。率穩(wěn)定度不高。59(PLL - Phase locked loop)NM 0VCOffNM 鎖相環(huán)：確保鎖相環(huán)：確保VCO中心頻率的穩(wěn)定性及準(zhǔn)確度與

32、晶振一致。中心頻率的穩(wěn)定性及準(zhǔn)確度與晶振一致。60( )cos2( )sin2NBFMccccstAf tAtf t2、間接調(diào)頻、間接調(diào)頻61先產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號(hào)先產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號(hào)(NBFM)(NBFM)，然后利用，然后利用倍頻器倍頻器把把NBFMNBFM變換成寬帶調(diào)頻信號(hào)變換成寬帶調(diào)頻信號(hào)(WBFM)(WBFM)。62以典型的調(diào)頻廣播的調(diào)頻發(fā)射機(jī)為例。在這種發(fā)射機(jī)中以典型的調(diào)頻廣播的調(diào)頻發(fā)射機(jī)為例。在這種發(fā)射機(jī)中首先以首先以f1 1=200kHz=200kHz為載頻，用最高頻率為載頻，用最高頻率fm m=15 kHz=15 kHz的調(diào)制的調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生頻偏信號(hào)產(chǎn)生頻偏f1 1=25 Hz=25

33、Hz的窄帶調(diào)頻信號(hào)。而調(diào)頻廣播的窄帶調(diào)頻信號(hào)。而調(diào)頻廣播的最終頻偏的最終頻偏f=75kHz,=75kHz,載頻載頻fc c在在88-108 MHz88-108 MHz頻段內(nèi)，因頻段內(nèi)，因此需要經(jīng)過(guò)的此需要經(jīng)過(guò)的n=n=f/f1 1=75=7510103 3/25=3000 /25=3000 的倍頻，但的倍頻，但倍頻后新的載波頻率倍頻后新的載波頻率(n(nf1 1) )高達(dá)高達(dá)600MHz600MHz，不符合，不符合fc c的要求。的要求。因此需要混頻器來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。因此需要混頻器來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。 63ArmstrongArmstrong間接法間接法 )(2112ffnnfc121fnnf11

34、2ffn n6421126()48(64 0.210.9)1091.2cfn n ffMHz12164 48 2576.8fn nfkHz 3376.8 105.1215 10mfmff 122644810.9nnfMHz若，有若，有間接法的優(yōu)點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度好。缺點(diǎn)是需要多次倍間接法的優(yōu)點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度好。缺點(diǎn)是需要多次倍頻和混頻，因此電路較復(fù)雜。頻和混頻，因此電路較復(fù)雜。 653、調(diào)頻解調(diào)器、調(diào)頻解調(diào)器( )cos 22( )dtFMccfstAf tKm 1)1)普通鑒頻器普通鑒頻器( )( )ofm tK m t 由于調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率正比于調(diào)制信號(hào)的幅度，由于調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率正比于調(diào)制

35、信號(hào)的幅度， 因而調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)器必須能產(chǎn)生正比于輸入頻率的因而調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)器必須能產(chǎn)生正比于輸入頻率的輸出電壓。輸出電壓。66( )22( ) sin 22( )dtdccfcfstAfK m tf tKm 微分器輸出：微分器輸出：67以上解調(diào)過(guò)程是先用微分器將幅度恒定的調(diào)頻波變成以上解調(diào)過(guò)程是先用微分器將幅度恒定的調(diào)頻波變成調(diào)幅調(diào)頻波，再用包絡(luò)檢波器從幅度變化中檢出調(diào)制調(diào)幅調(diào)頻波，再用包絡(luò)檢波器從幅度變化中檢出調(diào)制信號(hào)，因此上述解調(diào)方法又稱(chēng)為信號(hào)，因此上述解調(diào)方法又稱(chēng)為包絡(luò)檢測(cè)包絡(luò)檢測(cè)。缺點(diǎn)：包絡(luò)檢波器對(duì)于由信道噪聲和其他原因引起的幅缺點(diǎn)：包絡(luò)檢波器對(duì)于由信道噪聲和其他原因引起的幅度起伏

36、也有反應(yīng)，為此，度起伏也有反應(yīng)，為此， 在微分器前加一個(gè)限幅器和帶在微分器前加一個(gè)限幅器和帶通濾波器以便將調(diào)頻波在傳輸過(guò)程中引起的幅度變化部通濾波器以便將調(diào)頻波在傳輸過(guò)程中引起的幅度變化部分削去，變成固定幅度的調(diào)頻波，分削去，變成固定幅度的調(diào)頻波， 帶通濾波器讓調(diào)頻信帶通濾波器讓調(diào)頻信號(hào)順利通過(guò)，而濾除帶外噪聲及高次諧波分量。號(hào)順利通過(guò)，而濾除帶外噪聲及高次諧波分量。68(2)調(diào)頻負(fù)反饋解調(diào)方案調(diào)頻負(fù)反饋解調(diào)方案引入負(fù)反饋：加到鑒頻器輸入端的調(diào)頻信號(hào)的調(diào)制指引入負(fù)反饋：加到鑒頻器輸入端的調(diào)頻信號(hào)的調(diào)制指數(shù)很小，從而可以選用帶寬較小的數(shù)很小，從而可以選用帶寬較小的BPF可以抑制鑒頻前的加性噪聲！

37、可以抑制鑒頻前的加性噪聲！69(3)利用鎖相環(huán)作調(diào)頻解調(diào)器利用鎖相環(huán)作調(diào)頻解調(diào)器鑒相器環(huán)路濾波器G(f)VCO鑒頻輸出( )s t( )os t( )e t( )v t鑒相器：乘法器鑒相器：乘法器LPF調(diào)頻負(fù)反饋及鎖相環(huán)解調(diào)的主要優(yōu)點(diǎn)是可以擴(kuò)展門(mén)限。調(diào)頻負(fù)反饋及鎖相環(huán)解調(diào)的主要優(yōu)點(diǎn)是可以擴(kuò)展門(mén)限。70窄帶調(diào)頻信號(hào)的相干解調(diào)窄帶調(diào)頻信號(hào)的相干解調(diào)ttccsin)(tdmKAtAtsctfcNBFMsin)(cos)(dmKAtstfd)(2)()(2)(tmKAtmfo窄帶調(diào)頻信號(hào)的相干解調(diào)窄帶調(diào)頻信號(hào)的相干解調(diào)71n模擬通信系統(tǒng)的評(píng)估：模擬通信系統(tǒng)的評(píng)估：有效性：用有效傳輸頻帶來(lái)度量，同樣的消

38、息用有效性：用有效傳輸頻帶來(lái)度量，同樣的消息用不同的調(diào)制方式，則需要不同的頻帶寬度。不同的調(diào)制方式，則需要不同的頻帶寬度?？煽啃裕喊l(fā)與收信號(hào)的差異程度可靠性：發(fā)與收信號(hào)的差異程度通常用整個(gè)通常用整個(gè)通信系統(tǒng)的輸出信噪比來(lái)表示（信號(hào)傳輸時(shí)疊加通信系統(tǒng)的輸出信噪比來(lái)表示（信號(hào)傳輸時(shí)疊加上的加性噪聲，信道傳輸特性不理想導(dǎo)致的乘性上的加性噪聲，信道傳輸特性不理想導(dǎo)致的乘性干擾）干擾）724.4線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能( )( )( )iWr ts tnt BPF帶寬帶寬B寬帶白高斯噪聲，均值為寬帶白高斯噪聲，均值為0 0，雙邊功率譜為，雙邊功率譜為02NWHz( ):wnt(

39、)( )cos2( )sin2ccscn tn tf tn tf t帶通濾波器的輸入信號(hào)：帶通濾波器的輸入信號(hào)：( )( )( )r ts tn t解調(diào)器的輸入信號(hào)：解調(diào)器的輸入信號(hào)：BPF的帶寬設(shè)計(jì)要保證已調(diào)信號(hào)的絕大多數(shù)功率能通過(guò)，的帶寬設(shè)計(jì)要保證已調(diào)信號(hào)的絕大多數(shù)功率能通過(guò)，BPF的輸出噪聲功率盡量小。的輸出噪聲功率盡量小。73低通型白高斯噪低通型白高斯噪聲，均值聲，均值074( )( )cos2( )sin2ccscn tn tf tn tf t( )( )cos 2( )cn tV tf tt ( )( )( )0ccE n tE n tE n t22200( )( )( )22ic

40、sNn tn tn tBN Bn(t)n(t)為平穩(wěn)窄帶高斯白噪聲為平穩(wěn)窄帶高斯白噪聲75200200( )( )SmtNn t 00/iiSNGSN 評(píng)價(jià)一個(gè)模擬通信系統(tǒng)質(zhì)量的好壞，最終是要看解評(píng)價(jià)一個(gè)模擬通信系統(tǒng)質(zhì)量的好壞，最終是要看解調(diào)器的輸出信噪比調(diào)器的輸出信噪比(SNR)(SNR)。22( )( )iiSstNn t 解調(diào)器輸出信解調(diào)器輸出信號(hào)平均功率號(hào)平均功率解調(diào)器輸出噪解調(diào)器輸出噪聲平均功率聲平均功率解調(diào)器輸入信解調(diào)器輸入信號(hào)平均功率號(hào)平均功率解調(diào)器輸入噪解調(diào)器輸入噪聲平均功率聲平均功率調(diào)制制度增調(diào)制制度增益益76線性調(diào)制相干解調(diào)的抗噪聲性能分析模型線性調(diào)制相干解調(diào)的抗噪聲性能分

41、析模型4.4.1DSB-SC系統(tǒng)的抗噪聲性能系統(tǒng)的抗噪聲性能77 ( )( )cos 2cccs tA m tf t cos 2cf t ( )( )( )( )cos 2( )cos2( )sin2cccccscr ts tn tA m tf tn tf tn tf t解調(diào)器輸入信號(hào)：解調(diào)器輸入信號(hào)：本地載波：本地載波：78相干解調(diào)：相干解調(diào)： ( )cos 2cr tf t 1( )cos211( )cos 4( )cos( )sin221( )cos 4( )sin 42ccccccsccscA m tA m tf tn tn tn tf tn tf tLPF輸出為：輸出為： 11( )

42、( )cos( )cos( )sin22occcsy tA m tn tn t ( )( )( )( )cos 2( )cos2( )sin2cccccscr ts tn tA m tf tn tf tn tf t ( )cos 2cos 2( )cos 2cccccA m tf tf tn tf t79同頻同相，即：同頻同相，即：11( )( )( )22occy tA m tn t,0cc并且并且1( )( )2ocn tn t 1( )( )2ocm tA m t 解調(diào)器的輸入信噪比：解調(diào)器的輸入信噪比：222222200( )( )cos2( )( )( )2222cciDSBccME

43、 stE A m tf tSNE n tE n tAAE mtPNN BB 80解調(diào)器的輸出信噪比：解調(diào)器的輸出信噪比：222222220001( )( )21( )( )4( )441144cooDSBocccMcMEA m tE mtSNE ntEntAAE mtPA PN BN BN B2oDSBiDSBSNGSNDSB-SC的調(diào)制制度增益：的調(diào)制制度增益：81DSB-SC的解調(diào)輸出信噪比是輸入信噪比的的解調(diào)輸出信噪比是輸入信噪比的2倍倍200022cMRRoDSBA PPPSNN BN WN W2oDSBiDSBSNGSN22cRMAPP 解調(diào)器輸入信號(hào)平均功率：解調(diào)器輸入信號(hào)平均功率

44、：基帶信號(hào)基帶信號(hào)m(t)的帶寬為的帶寬為W，則濾波器帶寬，則濾波器帶寬B2W2000222cMRRiDSBAPPPSNN BNWN W824.4.2單邊帶調(diào)幅系統(tǒng)的抗噪聲性能單邊帶調(diào)幅系統(tǒng)的抗噪聲性能( )( )cos2( )sin2SSBcccstAm tf tm tf t 11( )( )( )22occy tA m tn t cos2cf t ( )( )( )( )cos2( )sin2( )SSBcccr tstn tAm tf tm tf tn t 解調(diào)器輸入信號(hào)：解調(diào)器輸入信號(hào)：本地載波：本地載波：( )( ) cos2( )( ) sin2ccccscA m tn tf tA

45、 m tn tf t 83解調(diào)器的輸入信噪比：解調(diào)器的輸入信噪比：222222200( )( )( )cos2( )sin2( )( )22iSSBccccccME stSNE n tE A m tf tA m tf tE n tA E mtA PNN BB 84222222220001( )( )21( )( )4( )441144cooSSBocccMcMEA m tE mtSNE ntEntAAE mtPA PN BN BN B1oSSBiSSBSNGSN解調(diào)器輸出信噪比：解調(diào)器輸出信噪比：85200cMRoSSBA PPSNN BN W1oSSBiSSBSNGSN2RcMPA P 解調(diào)

46、器輸入信號(hào)平均功率：解調(diào)器輸入信號(hào)平均功率：基帶信號(hào)基帶信號(hào)m(t)的帶寬為的帶寬為W，則濾波器帶寬，則濾波器帶寬BW!200cMRiSSBA PPSNN BN W86根據(jù)調(diào)制制度增益的結(jié)果：根據(jù)調(diào)制制度增益的結(jié)果：DSB-SC解調(diào)器的信噪比改善是解調(diào)器的信噪比改善是SSB的兩倍！的兩倍！原因：原因：SSB的的 分量被解調(diào)器濾除了，但分量被解調(diào)器濾除了，但是該分量在解調(diào)器的輸入端卻是輸入信號(hào)功率的組成是該分量在解調(diào)器的輸入端卻是輸入信號(hào)功率的組成部分！部分！DSB-SC解調(diào)性能比解調(diào)性能比SSB好？好？( )sin2cm tf t 87盡管雙邊帶解調(diào)器的制度增益比單邊帶的大，但它的盡管雙邊帶解

47、調(diào)器的制度增益比單邊帶的大，但它的實(shí)際解調(diào)性能不會(huì)優(yōu)于單邊帶的解調(diào)性能。實(shí)際解調(diào)性能不會(huì)優(yōu)于單邊帶的解調(diào)性能。如果解調(diào)器的輸入噪聲功率譜密度相同，輸入的信號(hào)如果解調(diào)器的輸入噪聲功率譜密度相同，輸入的信號(hào)功率相等，則雙邊帶和單邊帶在解調(diào)器輸出端的信噪功率相等，則雙邊帶和單邊帶在解調(diào)器輸出端的信噪比是相等的。比是相等的。從抗噪聲性能的觀點(diǎn)來(lái)看，單邊帶的解調(diào)性能和雙邊從抗噪聲性能的觀點(diǎn)來(lái)看，單邊帶的解調(diào)性能和雙邊帶是相同的。帶是相同的。884.4.3具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅系統(tǒng)的抗噪聲性能具有離散大載波的雙邊帶調(diào)幅系統(tǒng)的抗噪聲性能1、AM的相干解調(diào)性能：的相干解調(diào)性能： ( )1( ) cos2c

48、cs tAm tf t 11( )( )( )22occy tA m tn t cos2cf t ( )( )( )1( ) cos2( )cos2( )sin2AMccccscr tstn tAm tf tn tf tn tf t解調(diào)器輸入信號(hào)：解調(diào)器輸入信號(hào)：本地載波：本地載波：89解調(diào)器的輸入信噪比：解調(diào)器的輸入信噪比： 22222200( )( )1( ) cos2( )11112222iAMcccMcME stSNE n tE Am tf tE n tAPAPNN BB 90222222220001( )( )21( )( )4( )441144cooAMocccMcMEA m tE

49、 mtSNE ntEntAAE mtPA PN BN BN B解調(diào)器輸出信噪比：解調(diào)器輸出信噪比：912001122cMRiAMAPPSNN BN W 22002cMcMoAMA PA PSNN BN W解調(diào)器輸入信號(hào)平均功率：解調(diào)器輸入信號(hào)平均功率：基帶信號(hào)基帶信號(hào)m(t)的帶寬為的帶寬為W，則濾波器帶寬，則濾波器帶寬B2W2112RcMPAP 20001211cMMoAMMMRRMAPPSNPN WPPPPN WN W 調(diào)制效率調(diào)制效率922nMMPa P 0.9,0.1,0.075nMaP 實(shí)際應(yīng)用中實(shí)際應(yīng)用中a的取值在的取值在0.80.911MMPP a:調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)AM解調(diào)輸出信

50、噪比是解調(diào)輸出信噪比是DSB-SC AM的的0.075倍！倍！原因：原因：AM信號(hào)總發(fā)射功率中的大部分功率被分配給離信號(hào)總發(fā)射功率中的大部分功率被分配給離散的載波分量！散的載波分量！AM的缺點(diǎn)：調(diào)制效率低！的缺點(diǎn)：調(diào)制效率低！93 22112oAMcMcMiAMSA PNGSAPN 942、包絡(luò)檢波的解調(diào)性能、包絡(luò)檢波的解調(diào)性能由于包絡(luò)檢波的非線性特性，只能近似分析其解調(diào)性能。由于包絡(luò)檢波的非線性特性，只能近似分析其解調(diào)性能。AM信號(hào)可采用相干解調(diào)和包絡(luò)檢波。相干解調(diào)時(shí)信號(hào)可采用相干解調(diào)和包絡(luò)檢波。相干解調(diào)時(shí)AM系系統(tǒng)的性能分析方法與前面雙邊帶（或單邊帶）的相同。統(tǒng)的性能分析方法與前面雙邊帶（

51、或單邊帶）的相同。實(shí)際中，實(shí)際中，AM信號(hào)常用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波法解調(diào)。信號(hào)常用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波法解調(diào)。95 ( )1( )( ) cos2( )sin2cccscr tAm tn tf tn tf t包絡(luò)檢波器的輸入：包絡(luò)檢波器的輸入：其包絡(luò)：其包絡(luò)： 22( )1( )( )( )rccsV tAm tn tnt96 221( )( )( )ccsAm tn tn t(1) (1) 大信噪比情況大信噪比情況: :輸入信號(hào)幅度遠(yuǎn)大于噪聲幅度，輸入信號(hào)幅度遠(yuǎn)大于噪聲幅度， 即即V Vr r(t)(t)是理想包絡(luò)檢波器的輸出。是理想包絡(luò)檢波器的輸出。2222( )1( )21( ) ( )( )( )

52、rccccsV tAm tAm t n tn tn t 221( )21( ) ( )cccAm tAm t n t 2 ( )1( )11( )cccn tAm tAm t ( )1( )11( )cccn tAm tAm t 1( )( )ccAm tn t 1211,12xxx 97直流分量直流分量A Ac c被電容器阻隔，有用信號(hào)與噪聲被電容器阻隔，有用信號(hào)與噪聲獨(dú)立地分成獨(dú)立地分成兩項(xiàng)兩項(xiàng)，因而可分別計(jì)算出輸出有用信號(hào)功率及噪聲功率，因而可分別計(jì)算出輸出有用信號(hào)功率及噪聲功率( )( )( )occy tA m tn t 11( )( )( )22occy tA m tn t 相干解

53、調(diào)的輸出：相干解調(diào)的輸出：系數(shù)不影響系數(shù)不影響信噪比信噪比982001122cMRiAMAPPSNN BN W 22002cMcMoAMA PA PSNN BN W 20001211cMMoAMMMRRMAPPSNPN WPPPPN WN W 99 221( )( )( )ccsAm tn tn t(2) (2) 小信噪比情況小信噪比情況: :噪聲幅度遠(yuǎn)大于輸入信號(hào)幅度，噪聲幅度遠(yuǎn)大于輸入信號(hào)幅度， 即即2222( )1( )( )( )2( )1( )rccsccV tAm tn tn tn t Am t22( )( )2( )1( )csccn tn tn t Am t 22222( )1

54、( )( )( )1( )( )cccscsn t Am tntntntnt 2( )( ) 11( )( )ccnnA n tV tm tVt 22222221( )( )( )( ) 1( )( )( )( )cccscscsAm tntntntntntntnt ( )( )1( )( )ccnnA n tV tm tV t100在輸入信噪比很低時(shí)，包絡(luò)檢波輸出信號(hào)和噪聲不再是在輸入信噪比很低時(shí)，包絡(luò)檢波輸出信號(hào)和噪聲不再是相加的，而且信號(hào)分量乘以噪聲，無(wú)法從中區(qū)分出信號(hào)相加的，而且信號(hào)分量乘以噪聲，無(wú)法從中區(qū)分出信號(hào)來(lái)，包含信號(hào)的分量只能視為噪聲，解調(diào)輸出信噪比急來(lái)，包含信號(hào)的分量只能視

55、為噪聲，解調(diào)輸出信噪比急劇下降。劇下降。101存在門(mén)限效應(yīng)，存在門(mén)限效應(yīng)， 也只能看作是噪也只能看作是噪聲，輸出信噪比急劇下降；聲，輸出信噪比急劇下降；相干解調(diào)不存在門(mén)限效應(yīng)；相干解調(diào)不存在門(mén)限效應(yīng)；結(jié)論：在大信噪比情況下，包絡(luò)檢波的性結(jié)論：在大信噪比情況下，包絡(luò)檢波的性能與相干解調(diào)相同；但隨著能與相干解調(diào)相同；但隨著輸入信噪比輸入信噪比的的減小，包絡(luò)檢波會(huì)才出現(xiàn)門(mén)限效應(yīng)，致使減小，包絡(luò)檢波會(huì)才出現(xiàn)門(mén)限效應(yīng)，致使解調(diào)器的輸出信噪比急劇下降。解調(diào)器的輸出信噪比急劇下降。AM信號(hào)包絡(luò)檢波抗噪聲性能的特點(diǎn)信號(hào)包絡(luò)檢波抗噪聲性能的特點(diǎn)( )( )( )ccnA n tm tV t1021034.5角度

56、調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能角度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能對(duì)于一般角調(diào)信號(hào)的接收框圖對(duì)于一般角調(diào)信號(hào)的接收框圖cos 2( )d( )cos 2( )cos 2( )tccfccpAf tKms tAf ttAf tK m t 104( )( )( )( )( )cos2( )sin2ccscr ts tn ts tn tf tn tf t22( )( )( )( )cos 2( )( )cos 2( )scsccncnn tn tntntf tarctgn tV tf tt 帶通噪聲帶通噪聲的包絡(luò)的包絡(luò)帶通噪聲帶通噪聲的相位的相位105角調(diào)系統(tǒng)中信號(hào)和噪聲的合成矢量圖角調(diào)系統(tǒng)中信號(hào)和噪聲的合成矢量圖106

57、ncVA( )( )cos( )( )cnnr tAV ttt所以：所以： ( )( )Re( )cos( )( )jtcnnr tAV ttte ( )sin( )( )( )2( )( )cos( )( )nnccnnV ttttf ttarctgAV ttt ( )sin( )( )( )sin( )( )( )cos( )( )( )cos( )( )nnnncnncnnV tttV tttarctgAV tttAV ttt 107( )( )sin( )( )nnncV tytttA解調(diào)器的輸出決定于角度調(diào)制的種類(lèi)解調(diào)器的輸出決定于角度調(diào)制的種類(lèi)如是頻率調(diào)制，解調(diào)器輸出如是頻率調(diào)制，

58、解調(diào)器輸出r(t)的頻率的頻率如是相位調(diào)制，解調(diào)器輸出如是相位調(diào)制，解調(diào)器輸出r(t)的相位的相位 ( )( )( )cos( )( )cos 2( )sin( )( )ncnncncV tr tAV tttf ttttA噪聲噪聲108( )( )( )( )1( )2PnnfK m tytPMy tdytK m tFMdt 解調(diào)器輸出解調(diào)器輸出( )( )2( )PtfK m tPMtKmdFM ( )( )sin( )( )( )1( )sin( )( )2nPncnfncV tK m tttPMAV tdK m tttFMdtA 109分析：分析：( )( )( )occy tA m t

59、n t噪聲分量反比于解調(diào)輸入信號(hào)的幅度噪聲分量反比于解調(diào)輸入信號(hào)的幅度AcAc越大，則輸出噪聲電平越低！越大，則輸出噪聲電平越低！調(diào)幅系統(tǒng)的輸出噪聲：調(diào)幅系統(tǒng)的輸出噪聲：11( )( )( )22occy tA m tn t調(diào)幅系統(tǒng)解調(diào)輸出噪聲獨(dú)立于信號(hào)分量，解調(diào)輸入信號(hào)調(diào)幅系統(tǒng)解調(diào)輸出噪聲獨(dú)立于信號(hào)分量，解調(diào)輸入信號(hào)能量不會(huì)影響解調(diào)輸出噪聲功率！能量不會(huì)影響解調(diào)輸出噪聲功率！110在解調(diào)輸入信噪比高時(shí)，上式可變換為：在解調(diào)輸入信噪比高時(shí)，上式可變換為：( )( )sin( )( )nnncV tytttA( )( )( )sin( )nsnnccV tn tyttAA ( )( )( )(

60、)1( )2sPcsfcn tK m tPMAy tdn tK m tFMAdt 調(diào)相系統(tǒng)解調(diào)調(diào)相系統(tǒng)解調(diào)輸出的噪聲輸出的噪聲調(diào)頻系統(tǒng)解調(diào)調(diào)頻系統(tǒng)解調(diào)輸出的噪聲輸出的噪聲111( )( )socn tn tA ( )( )( )( )1( )2sPcsfcn tK m tPMAy tdn tK m tFMAdt 調(diào)相時(shí)，解調(diào)輸出噪聲為：調(diào)相時(shí)，解調(diào)輸出噪聲為：( )1( )2socdn tn tAdt 調(diào)頻時(shí)，解調(diào)輸出噪聲為：調(diào)頻時(shí)，解調(diào)輸出噪聲為：分析調(diào)相解調(diào)輸出噪聲：分析調(diào)相解調(diào)輸出噪聲：0()snPfN 02()oncNPffWA的功率譜密度：的功率譜密度：的功率譜密度：的功率譜密度：(