通元第三章.ppt

* 直接和间接调相 FM PM 直接和间接调频 PM FM * 若m(t)作线性变化，则已调信号就是频率调制信号 若m(t)是随 t 2变化，则已调信号就是相位调制信号 图3.3.1 角度调制波形 ?i (a)瞬时频率与时间的关系 (b)已调信号的波形 * 图示方波与锯齿波信号的调相与调频信号。 积分 微分 * 由于实际相位调制器的调制范围不大，一般不超过(-?,?)，所以直接调相和间接调频仅适用于相位偏移和频率偏移不大的窄带调制情况， 而直接调频和间接调相常用于宽带调制情况。 从以上分析可见， 调频与调相并无本质区别，两者之间可相互转换。 鉴于在实际应用中多采用FM波，下面将集中讨论频率调制。 * 最大频偏、相偏与调制指数 (1)最大相偏 ：调角信号相位偏离未调载波相位的最大值。 FM信号： PM信号： * 已调信号的瞬时频率与未调载波频率之差的最大值。 FM信号： PM信号： (2)最大频偏 * 调相指数： 调频指数 (3)调制指数 * 例 已知调频器的频偏常数kf =2，输出为 求：(1)载频f0 (2)调频指数 (3)最大频偏 (4)调制信号m(t)。 * (2) 解： (1) * (4) 调制信号m(t) (3) 最大频偏 * 设调制信号为单频余弦波，即m(t)=Amcos?mt 调相信号： 式中， 称为调相指数 * 瞬时相位 瞬时角频率 瞬时相偏 最大瞬时相偏 瞬时角频偏 最大瞬时角频偏 调相信号 * 调频信号： 式中， 称为调频指数。 * 瞬时相位 瞬时角频率 瞬时相偏 最大瞬时相偏 瞬时角频偏 最大瞬时角频偏 调频信号 * 其中T为信号的周期。两个周期分别为T1和T2的周期信号之和仍为周期信号的条件是T1 / T2为整数比（分子、分母为不可约的整数），此时周期为T1和T2的最小公倍数。 当 时，滤波器方可实现。 * 不但可节省载波发射功率，而且它所占用的频带宽度为BSSB=fm=BDSB/2。  SSB信号的解调和DSB一样不能采用简单的包络检波，需采用相干解调。 对滤波器特性要求严格, 由于理想滤波器不可能实现，所以要求调制信号的低频分量不能太低 SSB信号的特点： * 3.2.4 残留边带调制（VSB） 残留边带（VSB）调制是介于单边带调制与双边带调 制之间的一种调制方式，它既克服了DSB信号占用频带 宽的问题，又解决了单边带滤波器不易实现的难题。 在残留边带调制中，除了传送一个边带外，还保留了 另外一个边带的一部分。对于具有低频及直流分量的调 制信号，用滤波法实现单边带调制时所需要的过渡带无 限陡的理想滤波器，在残留边带调制中已不再需要，这 就避免了实现上的困难。 * 调制方法：用滤波法实现残留边带调制的原理框图与滤波法SBB调制器相同。 不过，这时图中滤波器的特性应按残留边带调制的要求来进行设计，而不再要求十分陡峭的截止特性，因而它比单边带滤波器容易制作。 * 对残留边带滤波器特性的要求 由滤波法可知，残留边带信号的频谱为 为了确定上式中残留边带滤波器传输特性H(?)应满足的条件，我们来分析一下接收端是如何从该信号中恢复原基带信号的。 * VSB信号解调器方框图 图中 因为 根据频域卷积定理可知，乘积sp(t)对应的频 谱为 * 将 代入 得到 式中M(? + 2?c)及M(? - 2?c)是搬移到+ 2?c和 -2?c处的频谱，它们可以由解调器中的低通 滤波器滤除。于是，低通滤波器的输出频谱为 * 显然，为了保证相干解调的输出无失真 地恢复调制信号m(t)，上式中的传递函数 必须满足： 式中，?H － 调制信号的截止角频率。 上述条件的含义是：残留边带滤波器的特 性H(?)在?c处必须具有互补对称（奇对 称）特性, 相干解调时才能无失真地从残 留边带信号中恢复所需的调制信号。 * 残留边带滤波器特性的两种形式 残留“部分上边带”的滤波器特性：下图(a) 残留“部分下边带”的滤波器特性 ：下图(b) * 以残留上边带的滤波器为例，它是一个低通滤波器。这个滤波器将使上边带小部分残留，而使下边带通过。将HVSB(?) 进行 ±?0 的频移，分别得到HVSB(? +?0) 和HVSB(? ??0)。将两者相加，其结果在? ??H 范围内应为常数。 H(w + wc) -(wc+wH) 0 0 0 0 w w w wc -wc wc+wH -2wc