北邮信号课件 第四章

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1、今天的内容角度调制幅度调制的抗噪声性能14.3角度调制前面讨论了模拟调制中的幅度调制方式，幅度调制也成为线性调制。下面我们将讨论调频和调相调制方式。调频调相均属于非线性调制，统称为角度调制。由于它们都是非线性的，分析时较为困难，在许多情况下是近似分析。24.3角度调制角度调制的特点是它占有较宽的信道带宽。加调信号的带宽经常是基带信号带宽的许多倍。其是以牺牲一定的带宽来换取高的抗噪能力。由于该系统的可靠性好，因而在高逼真度音乐广播系统及发射功率有限的点对点通信系统中广泛应用调频制式。34.3.1角调制的基本概念相位调

2、制：瞬时相位偏移随调制信号m(t)而线性变化频率调制：瞬时频率偏移随调制信号m(t)而线性变化相位偏移常数频率偏移常数44.3.1角调制的基本概念如果预先不知道调制信号m(t)的具体形式，则无法判断已调信号是调相信号还是调频信号实际相位调制器的调制范围有限适用于窄带调制适用于宽带调制适用于宽带调制54.3.1调频与调相信号在调相系统中，最大相位偏移为在调频系统中，最大频率偏移为64.3.1调制指数调相系统的调制指数调频系统的调制指数W是模拟基带信号的带宽74.3.1窄带角度调制定义：在角度调制系统中，若称此角度调制

3、为窄带角度调制。利用近似公式可得到频谱与AM信号相类似抗噪声性能也与AM类似实际很少使用，用于产生宽带角度调制信号的中间级。84.3.2角度调制信号的频谱特性非线性调制，并非频谱的简单搬移很难求出精确频谱特性在非常简单的基带信号情况下，利用近似分析进行频谱研究，然后推广到更复杂的基带信号。94.3.2正弦信号的角度调制正弦信号的调频和调相，其表示式为周期函数第一类n阶贝塞尔函数104.3.2正弦信号的角度调制当调制信号是频率为fm的正弦信号时,其角调信号含有以fc+nfm(n=0,1,2,)的频率分量,因而已调信号

4、的带宽应是无穷的.对应于大的n值得fc+nfm分量的幅度是很小的,可忽略,因此包含98%或99%的已调信号总功率的带宽是个有限值.定义为有效带宽.114.3.2正弦信号的角度调制贝塞尔函数的级数展开：值很小时：第一项，n=1，即第一旁瓣，为主要分量124.3.2卡松公式对于基带信号是任意的周期信号或对于一般的非周期信号或对于一般的非周期基带信号的角度调制,其频谱分析复杂.然而,计算角调信号的有效带宽存在一近似关系式,称为卡送公式.由于宽带调频的β值约在5以上,所以宽带调频信号的带宽比调幅信号的带宽宽的多.134.3

5、.3角度调制器与解调器产生调频信号有直接调频法和间接调频法下面分别介绍144.3.3直接调频直接调频是利用压控震荡器（VCO）。定义：当输入电压为零时，振荡器产生一频率为f0的正弦波；当输入基带信号的电压变化时，该振荡频率作相应变化。m(t)VCO154.3.3直接调频VCO可满足宽带调频的大频偏要求,但很难保证中心频率的稳定性晶振分频分频低通VCO输出宽带调频信号164.3.3间接调频间接产生调频或调相信号的方法之一是首先产生窄带角调信号，然后将它变换成宽带角调信号。框图如下窄带调频器倍频本振带通滤波器频率频率输

6、入输出174.3.3间接调频若窄带角调信号则倍频器输出为它是宽带角调信号上图中应用的是下变频，本振频率为，下变频后的宽带角调信号184.3.3间接调频产生窄带角调信号的方法：框图如下194.3.3解调：非相干解调：鉴频器普通鉴频器解调方法之一是先将调频信号变为调幅调频信号，使该调幅调频信号的幅度比例于调频信号的瞬时频率，然后再利用一调幅解调器取其包络，恢复出原消息信号包络检波器FM信号AM信号FM至AM变换器输出20削去调频波在传输过程中引起的幅度变化部分，变成固定幅度4.3.3解调：非相干解调：鉴频器m0(t)

7、Kfm(t)将幅度恒定的调频波变成调幅调频波从幅度变化中检出调制信号缺点：对于由信道噪声和其他原因引起的幅度起伏也有反应214.3.3解调：非相干解调：鉴频器调频信号：微分以后：此信号的包络正比于m(t)224.3.3解调：非相干解调：锁相环输入调频信号：压控振荡器的瞬时频率：VCO的输出：234.3.3解调：非相干解调：锁相环鉴相器由乘法器和低通构成，其输出：锁相环锁定时，e(t)为一个很小的值244.4线性调制系统的抗噪声性能分析模型DSB-SC的性能SSB-SC的性能AM的性能25分析模型AWGN平稳窄带高斯

8、噪声同相分量正交分量平均功率为Ni若白噪声的双边功率谱密度为n0/2带宽B应等于已调信号的频带宽度，当然也是窄带噪声ni(t)的带宽26窄带白高斯噪声窄带白高斯噪声n(t)的均值为零,双边功率谱密度为窄带噪声表示式之一为的同相分量及正交分量功率谱密度如下27指标评价指标：解调器的输出信噪比物理含义：衡量一个模拟通信系统质量的好坏与调制方式有关与解调方式有关不