第四章模拟调制系统.ppt

第五章 模拟调制系统 主要内容 幅度调制的原理及 线性调制系统的抗噪声性能 非线性调制的原理及调频系统的抗噪声性 各种模拟调制系统的比较 频分复用 5.1.1 常规调幅（AM） 1、调制原理 2.AM信号的波形和频谱 频谱特点 AM信号的频谱由 载频分量 上边带 下边带 三部分组成。 带宽：是基带信号带宽 fH 的两倍： 3.功率分配 假设调制信号没有直流分量， 即 因此，由 5.1.3单边带调制（SSB） 1.滤波法及SSB信号的频域表示 滤波法的原理方框图 图中，H(?)为单边带滤波器的传输函数，若它具有如下理想高通特性： 则可滤除下边带。 若具有如下理想低通特性： 则可滤除上边带。 SSB信号的频谱 上边带频谱图: 2.相移法和SSB信号的时域表示 首先以单频调制为例，然后推广到一般情况。 设单频调制信号为 ，载波为 ， 所以,将上下边带合并起来可以写为 其中:“-”表示上边带；“+”表示下边带。 5.1.4残留边带调制（VSB） 原理  (a) VSB调制器模型 (b) VSB解调器模型 5.2 线性调制系统的抗噪声性能 5.2.1分析模型 结论： 解调器的输入和输出信噪比： 调制制度增益： 在SSB系统中，信号和噪声有相同表示形式， 所以相干解调过程中，信号和噪声的正交分 量均被抑制掉， 故信噪比没有改善。 5.2.4 AM包络检波的性能 数学模型 结论 1. AM信号的调制制度增益GAM随A0的减小而增加。 2. GAM总是小于1，这说明包络检波器对输入信噪比没有改善，而是恶化了。 3. 可以证明，采用同步检测法解调AM信号时，得到的调制制度增益与上式给出的结果相同。 （2）小信噪比情况 调制信号m(t)无法与噪声分开，包络中不存在单独的信号项m(t) 。有用信号m(t)被噪声所扰乱，m(t)cosθ(t) 只能看作是噪声。 这种情况下，输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化。通常把这种现象称为门限效应。开始出现门限效应的输入信噪比称为门限值。 结论 1. 门限效应是由包络检波器的非线性解调作用引起的。 2.同步解调不存在门限效应。 3. 在大信噪比情况下，AM信号包络检波器的性能几乎与相干解调法相同。但当输入信噪比低于门限值时，将会出现门限效应. 本节小结 分析模型 抗噪声性能 作业 P139 5-8 5-9 5-13 5.3 非线性调制（角度调制）的原理 非线性调制：是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分。 实现方法：通过改变载波的频率和相位－角度来实现。 分类：角调制可分为频率调制(FM)和相位调制(PM)。 5.3.1角度调制的基本概念 1. FM和PM信号的一般表达式 A － 载波的恒定振幅； [?ct +?(t)] ＝ ?(t) － 信号的瞬时相位； ?(t) －瞬时相位偏移。 d[?ct +?(t)]/dt = ?(t)－ 称为瞬时角频率 d?(t)/dt －称为瞬时频偏。 （1）相位调制(PM)： 指瞬时相位偏移随调制信号作线性变化， PM 信号和FM 信号波形 (a) PM 信号波形 (b) FM 信号波形 2. 单音调制FM与PM mp = Kp Am － 调相指数，表示最大的相位偏移 －调频指数，表示最大的相位偏移 －最大角频偏 － 最大频偏。 3. FM与PM之间的关系 比较下面两式可见 如将调制信号先微分再调频，则得到的是调相波，这种方式叫间接调相； 同样，如将调制信号先积分再调相，则得到的是调频波，叫间接调频。 （1）时域表示式 （2）频域表示式 利用以下傅里叶变换对 可得NBFM信号的频域表达式 （3）NBFM和AM信号频谱的比较 两者都含有一个载波和位于处的两个边带，它们的带宽相同BNBFM=BAM=2fm 不同的是，NBFM是一种非线性调制。 另外，NBFM的一个边带和AM反相。 NBFM和AM信号频谱的比较举例 以单音调制为例。设调制信号 按照上两式画出