通信原理第2版作者沈越泓4.4非线性调制的原理课件.pptVIP

通信原理 4　模拟通信系统 4.1　概述 4.2　幅度调制（线性调制）的原理 4.3　线性调制系统的抗噪声原理 4.4　非线性调制（角调制）的原理 4.5　调频系统的抗噪声原理 4.6　各种模拟调制系统的比较 4.7　频分复用（FDM）技术 4.4非线性调制（角调制）的原理 研究对象：非线性调制（频率和相位调制） 研究目的：非线性调制的内涵 研究方法：分析调频和调相及两者之间的关系 4.4非线性调制（角调制）的原理 4.4.1　角调制的基本概念 4.4.2　窄带调频与宽带调频 4.4.3　调频信号的产生与解调 4.4.1　角调制的基本概念 4.4.1　角调制的基本概念 4.4.1　角调制的基本概念 4.4非线性调制（角调制）的原理 4.4.1　角调制的基本概念 4.4.2　窄带调频与宽带调频 4.4.3　调频信号的产生与解调 4.4.2　窄带调频与宽带调频 4.4.2　窄带调频与宽带调频：窄带调频 4.4.2　窄带调频与宽带调频：窄带调频 4.4.2　窄带调频与宽带调频：窄带调频 4.4.2　窄带调频与宽带调频：窄带调频 4.4.2　窄带调频与宽带调频：宽带调频 当不满足式　　　　　的窄带条件时，调频信号的时域表达式不能简化，因而给宽带调频的频谱分析带来了困难。为使问题简化，我们只研究单音调制的情况，然后把分析的结论推广到多音情况 4.4.2　窄带调频与宽带调频：宽带调频 4.4.2　窄带调频与宽带调频：宽带调频 4.4.2　窄带调频与宽带调频：宽带调频 4.4.2　窄带调频与宽带调频：宽带调频 推广到多音情况： 任意限带信号调制时的调频信号带宽的估算公式 BFM=2(D+1) fm （4-91） 这里，fm是调制信号的最高频率，D是最大频偏?f与fm的比值。实际应用中，当D2时， BFM=2(D+2) fm （4-92） 计算调频带宽更符合实际情况 4.4非线性调制（角调制）的原理 4.4.1　角调制的基本概念 4.4.2　窄带调频与宽带调频 4.4.3　调频信号的产生与解调 4.4.3　调频信号的产生与解调 调制：直接法和间接法 解调：非相干解调和相干解调 4.4.3　调频信号的产生与解调：直接法 4.4.3　调频信号的产生与解调：间接法 4.4.3　调频信号的产生与解调：间接法 倍频器：以理想平方律器件为例其输出一输入特性为 4.4.3　调频信号的产生与解调：Armstrong间接法 问题的提出：以典型的调频广播的调频发射机为例。在这种发射机中首先以f1=200kHz为载频，用最高频率fm=15kHz的调制信号产生频偏?f1=25Hz的窄带调频信号。而调频广播的最终频偏?f=75kHz，载频fC在88~108MHz频段内，因此需要经过的n=?f/?f1=75?103/25=3000的倍频，但倍频后新的载波频率(nf1)高达600MHz，不符合fC的要求。 解决方法： 混频器进行下变频 4.4.3　调频信号的产生与解调：Armstrong间接法 4.4.3　调频信号的产生与解调：非相干解调 4.4.3　调频信号的产生与解调：非相干解调 * * 第4章 模拟通信系统 任意一个幅度不变的正弦函数 正弦波的 瞬时相位 正弦波的瞬时频率 未调制载波 角调制后 瞬时相位 瞬时相位偏移 瞬时频率 瞬时频率偏移 瞬时相位 瞬时相位偏移 瞬时频率 瞬时频率偏移 相位调制：瞬时相位偏移随调制信号m(t)而线性变化 频率调制：瞬时频率偏移随调制信号m(t)而线性变化 如果预先不知道调制信号m(t)的具体形式，则无法判断已调信号是调相信号还是调频信号 图4-17 直接和间接调相 图4-18 直接和间接调频 实际相位调制器的调制范围有限 适用于窄带调制 适用于宽带调制 适用于宽带调制 窄带调频（NBFM） 宽带调频（WBFM） A＝1 窄带调频 都含有载波和边带 频率加权引起频谱的失真 频率加权引起频谱的失真 例：单音调制信号为m(t)=Amcos?mt，试分析窄带调频后的频谱 解： 而单音AM信号 两个边频的合成矢量与载波同相，只发生幅度变化 下边频为负 NBFM：两个边频的合成矢量与载波则是正交相加，因而存在相位变化??，当最大相位偏移满足式（4-76）时，幅度基本不变 在长距离高质量的通信系统中，如微波或卫星通信、调频 立体声广播、超短波电台等多采用宽带调频。 NBFM信号最大相位偏移较小 占据的带宽较窄 抗干扰性能强的优点不能充分发挥 用于抗干扰性能要求不高的短距离通信中 设单音调制信号为m(t)=Amcos?mt 则调频信号瞬时相位偏移为 调频信号 调频指数 最大角频率偏移 最大频率偏移 因子展成级数形式 Jn(mf)为第一类