昆明理工大学通信原理课件5模拟通信系统.pptVIP

第五节 频分复用 线性调制能利用不同频率的载波，把需要传送的 低频信号搬移到信道频带内不同的频率位置上，并使 搬移后的频谱互不重叠，在接收端利用不同的中心频 率的带通滤波器，分别取出各个已调信号的频谱后再 解调，还原出各个调制信号，这就是频分复用。在实 际应用中，单边带调制（SSB）是频分多路复用常用 的调制方式，因为单边带信号的频带利用率高，相同 带宽的信道允许复用的路数最多。 频分复用组成框图如图 信道 频分复用的最大特点是在同一信道上同时传送多个 信号而互不干扰。所以，也可以说，频分复用就是各路 信号分别占用不同的频带同时在信道中传送的复用方式。 各路信号在频带上是严格区分的，但在时间上是混叠的。 对于频分复用，对各路信号只是选择不同的载频 是不够的，应考虑边带频谱的宽度，使频谱不要互相重 叠。为了防护各路信号间的干扰，还要留一定的防护频 带 ，对单边带调制，若第i路的载频为 ，第i+1路 的载频 应为： 若为双边带调制 单边带频分复用，每一路占用的带宽为 双边带频分复用，每一路占用的带宽为 对于n路单边带信号，中间有n-1个防护带，所以 n路单边带信号的总带宽为： 对于n路双边带信号，中间有n-1个防护带，所以 n路单边带信号的总带宽为： 复合调制：就是对同一载波进行两种或更多种的调制， 复合调制载波只有一个，基带信号可以不止一个。 多级调制：将同一基带信号实施两次或更多次的调制 基带信号只有一个，调制方式可以相同，可以不同。 第三节 非线性调制的原理 用基带信号控制载波的频率，使频率随基带信号的变 化而变化，称为频率调制。FM 用基带信号控制载波的相位，使相位随基带信号的变 化而变化，称为相位调制。PM 无论是频率调制还是相位调制，都表现为载波总的 相角受到调制，故又称为角度调制。由于角度调制信号 的频谱结构与调制信号的频谱结构相比发生变化，并且 呈非线性变换关系，因此也称为非线性调制。 一、非线性调制的原理： 对任何一个正弦时间函数，若振幅不变，表示为： 瞬时相位 瞬时角频率 所以： 一般角度调制的时间表示式为： 瞬时相位 未被调制的载波相位 瞬时相位与载波相位的差，称为瞬时相位偏移 瞬时角频率为： 瞬时角频率偏移 调频信号：瞬时角频率偏移随调制信号 成比例变化 的调制。 调频器的灵敏度 瞬时相位偏移为： 频率调制的时域表达式为： 如果调制信号 有最大值 ，那么就存 在一个最大角频率偏移 调频信号的最高和最低角频率为 角频率随调制信号幅度的变化而变化，所以，调频 信号为疏密相间的等幅波。疏密随调制信号 的幅度 而改变，调制信号的幅度大，波形密；幅度小，波形疏。 振幅为正的最大值时最密，为负的最大值时最疏。 对调频信号还可根据最大相位偏移和最大角频率偏移 分为窄带调频和宽带调频，当最大相位偏移和最大角频率 偏移较小时，对应的时间函数表达式可以简化，所占频带 窄。 窄带调频(NBFM)的条件为： 可将调频信号展开，因瞬时相位偏移较小，可用 可求得窄带的频谱及带宽。 此为窄带调频的频谱，与AM的频谱有很多相同之处， 因此具有相同的带宽，都是基带信号 的带宽的 两倍，同时，窄带调频的一个边带与AM反相。 以单音频信号为例： 宽带调频的条件 设调制信号为单音频信号 调频信号对应的瞬时相位偏移为： 调频信号为 调频指数 调频指数与调制信号的幅度成正比，与调制信号的 频率成反比。 最大角频率偏移 对单频信号 所以单频信号的调频指数为： 宽带调频的总带宽为： 对单频信号 调相信号：瞬时相位偏移随调制信号 成比例变化的 调制。 为调相灵敏度 相位调制的时域表达式为： 瞬时角频率偏移为： 调相信号也为疏密相间的等幅波，但其疏密变化不 直接反映调制信号 的幅度，而是反映调制信号的幅 度随时间的变化率。 调频和调相均为疏密相间的等幅波，从输出波形是 不能区分的，从时域表达式看 调频FM 调相PM 密 疏 积分 调相器 输出的调相信号为 瞬时角频率偏移为： 瞬时角频率偏移与调制信号 成正比，调相器 输出调频信号。先积分后调相等于调频。 微分 调频器 输出的调频信号为 瞬时角频率偏移为： 瞬时相位偏移与调制信号 成正比，调频