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第5章 模拟调制系统的应用分析 5.1 信噪比 5.1.1 通信系统的噪声模型 通信系统的噪声模型如下图所示。 信噪比SNR＝ ，单位为dB。20dB＝信号功率是噪声100倍 ＝信号电平是噪声10倍 同等发射条件下，信噪比是重要的系统性能指标 信噪比增益：G＝ 信噪比增益也是衡量系统的重要指标。 5.1.2 滤波器对信噪比的改善 白噪声功率谱带宽很大， 而信号带宽有限。 如右图所示为基带信号与噪声的频域谱图。 滤波器滤除噪声功率， 保留信号功率。 下图为滤波器滤除噪声的模型。 带通信号传输系统中的预检测滤波器 通过预检测带通滤波器，滤除信号带外的噪声功率。 通过预检测滤波器之后的信噪比为SNR= Ps/n0Bs。 该信噪比为分析各种解调设备抗噪声性能的基础。 5.2 调幅相干解调的抗噪声性能 5.2.1 调幅相干解调的抗噪声模型 已调制信号s(t)的中心频率 双边带：ωc ；上边带： 下边带： 已调制信号s(t)的信号带宽 双边带：2B； 单边带：B 分析窄带高斯噪声（分解为同相正交分量） 5.2.2 双边带相干解调抗噪声性能 DSB解调抗噪声模型 双边带解调不能真正改善性噪比 比较双边带传输系统与基带传输系统的抗噪声性能 双边带调幅中，已调制信号的带宽比基带信号延展了一倍，故通过滤波器的噪声功率也就提高了一倍，其信噪比较之基带信号传输系统的信噪比，原本就减小一半。通过双边带解调得到2倍的信噪比增益，实际上是恢复到同基带传输一样的效果。 5.2.3 单边带相干解调抗噪声性能 5.2.4完全调幅的相干解调和包络检波解调抗噪声性能分析 完全调幅的相干解调 输入信号功率包含载波功率，输出信号功率不含载波功率，故信噪比增益较低。 完全调幅非相干解调的抗噪声性能分析 模型分析 包络检波器输入 与前面一致。 （2）噪声远大于信号时， 包络检波的门限图 5.3 角度调制解调系统的抗噪声性能 5.3.1 调频信号解调的抗噪声模型 非相干解调模型如下图所示。 分大信噪比和小信噪比两种情况讨论。 5.3.2 大信噪比时调频信号的抗噪声模型 大信噪比时输出噪声功率计算 5.3.3 调频系统中的门限效应（小信噪比时的分析） 小信噪比的输出矢量图 调频非相干解调的门限曲线。 在小信噪比情况下，噪声完全占据主导地位。由此 可以看出，调频信号的非相干解调与完全调幅的非 相干解调类似，也存在一种门限效应，即当小信噪 比时，随着输入信噪比下降，输出信噪比急剧恶化。 门限扩展。 通常情况下，调频的门限值在10dB左右。采用频率压缩反馈环和锁相环，可以降低门限阀值，使得系统在0dB左右的强噪声环境仍然能够工作。 5.3.4 窄带调频相干解调抗噪声性能分析 5.3.5 采用预加重和去加重改善信噪比 调频信号解调中，噪声功率谱密度集中于高频段。 接收端串联去加重滤波器，抑制高频部分的噪声功率谱。 发送端串联预加重滤波器，消除去加重滤波器造成的信号失真。 5.4 频分复用技术 5.4.1 定义和原理 多路信号，通过占据不同的频段，共享一条通信线路。 多路频分复用模型如下图所示。 信号带宽和防卫间隔如下图所示。 5.5 模拟通信应用举例 5.5.1 频带的划分 当前对信号频率带的划分及其主要的应用范围如下表所示。 5.5.2 调幅和调频广播 中波的地波传输和短波的天波传输 调频立体声广播：双声道 调制原理 下图为立体声广播调制示意图。 解调原理 5.5.3 黑白电视与彩色电视信号的地面广播 黑白电视信号：频谱总宽度8MHz，残留边带调制，残留底部宽度1.25MHz。 彩色电视信号：增加两路色差信号，采用双边带调幅。 5.5.4 载波电话系统 本章小结 模拟通信中主要面对的噪声是再信道传输过程中叠加的高斯白噪声。噪声对通信有很大影响，信