现代通信系统原理教案第3章模拟调制系统(1878KB).pptVIP

* * 输出信号功率、噪声功率和信噪比： 调制制度增益： 对于100％调制（即 ），且又是单音频正弦信号时： * * （2）小信噪比情况 此时噪声幅度远大于输入信号幅度，即 得如下结论：在大信噪比情况下，AM信号包络检波器的性能几乎与同步检测器相同；但随着信噪比的减小，包络检波器将在一个特定输入信噪比值上出现门限效应。一旦出现门限效应，解调器的输出信噪比将急剧变坏。 3.3 角度调制（非线性调制）的原理及抗噪声性能 线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而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，故又称为非线性调制。 角调制可分为频率调制（FM）和相位调制（PM）。即载波的幅度保持不变，而载波的频率或相位随基带信号变化。 * * * * 3.3.1角度调制的基本概念 角度调制信号的一般表达式为 瞬时相位； 瞬时相位偏移； 瞬时频率； 瞬时频偏。 所谓相位调制，是指 * * 调相信号可表示为 ： 所谓频率调制，是指瞬时频率偏移随基带信号而线性变化，即 则可得调频信号为 可见，FM和PM非常相似，如果预先不知道调制信号的具体形式，则无法判断已调信号是调频信号还是调相信号。 * * 如果将调制信号先微分，再进行调频，则可得到调相信号；如果将调制信号先积分，再进行调相，则可得到调频信号。 从以上分析可见，调频与调相并无本质区别，两者之间可以互换。 * * 3.3.2 窄带调频与宽带调频 根据调制后载波瞬时相位偏移的大小，可将频率调制分为宽带调频（WBFM）与窄带调频（NBFM）。当 时，称为窄带调频。否则，称为宽带调频。 1. 窄带调频（NBFM） * * 经推导可得NBFM信号的频域表达式： 将上式与AM信号的频谱比较很相似 进行比较，它们的带宽相同，即 * * 对于单频调制的特殊情况，可以得到频谱如下。 * * 2. 宽带调频（WBFM） 为使问题简化，我们先研究单音调制的情况，然后把分析的结果推广到多音情况。 （1）单频调制时宽带调频信号的频域表达 设单频调制信号为 则单音调频信号的时域表达式为： * * 调频指数为： 傅氏变换即为频谱： 从上式可以看到调频信号的频谱中含有无穷多个频率分量。 （2）单频调制时的频带宽度 一个广泛用来计算调频波频带宽度的公式为： * * （3）单频调制时的功率分配 因为，调频信号虽然频率在不停地变化，但振幅不变是个等幅波，而功率仅由幅度决定，与频率无关，故它的功率即为： （4）任意限带信号调制时宽带调频信号的带宽 频偏比 ；最大频率偏移 * * 3.3.3调频信号的产生与解调 1. 调频信号的产生 （1）直接法 就是利用调制信号直接控制振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变化。 振荡频率由外部电压控制的振荡器叫做压控振荡器（VCO），它的输出频率正比于所加的控制电压，即 * * （2）间接法 经N次倍频后可以使调频信号的载频和调制指数增为N倍。 * * 2. 调频信号的解调 （1）非相干解调 最简单的解调器是具有频率-电压转换作用的鉴频器。 * * 理想鉴频器可看成是微分器与包络检波器的级联。则微分器输出 用包络检波器取出其包络，并滤去直流后输出： Kd称为鉴频器灵敏度。 （2）相干解调 * * 设窄带调频信号为 ： 相干载波： 则乘法器输出为： 经低通滤波器滤除高频分量，得 再经微分，得输出信号 * * 3.3.4调频系统的抗噪声性能 调频系统抗噪性能分析与解调方法有关，这里只讨论非相干解调系统的抗噪性能。 1. 输入信噪比 设输入调频信号为： * * 输入信号功率 ： 输入噪声功率： 输入信噪比： 2. 输出信噪比及调制制度增益 （1）大信噪比情况 经推导可以得到： 宽带调频系统制度增益为： * * 下面考虑单频调制时的情况，设调制信号为： ，则 这时的调频信号为： 式中 解调器输出信噪比： 解调器制度增益： 宽带调频时，信号带宽为： * * 所以，上式还可以写成 ： （2）小信噪比情况与门限效应 3.4 各种模拟调制系统的比较 各种模拟调制方式总结（见表3-1） 各种模拟调制方式性能比较