第5章模拟调制系统汇编.ppt

调制的分类 调制的分类 优点：可以采用包络检波法解调，不需本地同步载波信号，接收机成本很低。 缺点：AM信号的调制效率比较低 各种线性调制方式 ? * VSB系统的性能基本和SSB系统性能相近，VSB信号比较容易产生，占用的频带比SSB稍宽。 第5章 模拟调制系统 5.3.3 宽带调频 调频信号表达式 设：单音调制信号为 则单音调制FM信号的时域表达式为 将上式利用三角公式展开，有 将上式中的两个因子分别展成傅里叶级数， 式中 Jn (mf) －第一类n阶贝塞尔函数 第5章 模拟调制系统 Jn (mf)曲线 第5章 模拟调制系统 将 代入 并利用三角公式 及贝塞尔函数的性质 则得到FM信号的级数展开式如下： 第5章 模拟调制系统 调频信号的频域表达式 对上式进行傅里叶变换，即得FM信号的频域表达式 第5章 模拟调制系统 讨论：由上式可见 调频信号的频谱由载波分量?c和无数边频(?c? n?m)组成。 当n = 0时是载波分量?c ，其幅度为AJ0 (mf) 当n ? 0时是对称分布在载频两侧的边频分量(?c ? n?m) ，其幅度为AJn (mf)，相邻边频之间的间隔为?m；且当n为奇数时，上下边频极性相反； 当n为偶数时极性相同。 由此可见，FM信号的频谱不再是调制信号频谱的线性搬移，而是一种非线性过程。 调频信号的带宽 第5章 模拟调制系统 结论：在大信噪比情况下，调频系统的抗噪声性能将比调幅系统优越，且其优越程度将随传输带宽的增加而提高。 但是，FM系统以带宽换取输出信噪比改善并不是无止境的。随着传输带宽的增加，输入噪声功率增大，在输入信号功率不变的条件下，输入信噪比下降，当输入信噪比降到一定程度时就会出现门限效应，输出信噪比将急剧恶化。 第5章 模拟调制系统 5.4.3 小信噪比时的门限效应 当(Si /Ni)低于一定数值时，解调器的输出信噪比(So /No)急剧恶化，这种现象称为调频信号解调的门限效应。 门限值 － 出现门限效应时所对应的输入信噪比值称为门限值，记为(Si /Ni) b。 第5章 模拟调制系统 特点与应用 AM：优点是接收设备简单；缺点是功率利用率低，抗干扰能力差。主要用在中波和短波调幅广播。 DSB调制：优点是功率利用率高，且带宽与AM相同，但设备较复杂。应用较少，一般用于点对点专用通信。 SSB调制：优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和抗选择性衰落能力均优于AM，而带宽只有AM的一半；缺点是发送和接收设备都复杂。SSB常用于频分多路复用系统中。 第5章 模拟调制系统 特点与应用 VSB调制：抗噪声性能和频带利用率与SSB相当。在电视广播、数传等系统中得到了广泛应用。 FM： FM的抗干扰能力强，广泛应用于长距离高质量的通信系统中。缺点是频带利用率低，存在门限效应。 层次结构：12路电话复用为一个基群；5个基群复用为一个超群，共60路电话；由10个超群复用为一个主群，共600路电话。如果需要传输更多路电话，可以将多个主群进行复用，组成巨群。 3、FDM优缺点 5.3 非线性调制(角度调制)原理 PM信号波形 FM信号波形 5.3 非线性调制(角度调制)原理 3. FM与PM之间的关系 FM 调制器 PM 调制器 PM 调制器 积分器 FM 调制器 微分器 (a) 直接调频 (b) 间接调频 (c) 直接调相 (d) 间接调相 图5-18 FM与PM之间的关系 调相信号 调频信号 5.3 非线性调制(角度调制)原理 5.3.2 窄带调频 如果 FM 信号的 最大瞬时相位偏移 满足以下条件 此时 FM 信号的 频谱宽度 比较窄，称为 窄带调频（NBFM）。反之，当不满足上述条件时，FM 信号 的频谱宽度 比较宽，称为 宽带调频（WBFM）。 由于 FM 信号 的频谱相对于 线性调制 来说比较复杂，因此下面 分别讨论 窄带调频 和 宽带调频 情况下的 FM信号 的 带宽问题。 5.3 非线性调制(角度调制)原理 窄带调频时FM信号的带宽 当 满足窄带调频的条件时 5.3 非线性调制(角度调制)原理 对上面窄带调频信号的时域表达式作傅里叶变换 与AM信号的频谱比较 5.3 非线性调制(角度调制)原理 当调制信号为单音信号时，即 可以分别得到 NBFM 和 AM 信号的时域表达式为 图5-19 单音调制的AM与NBFM频谱 5.3 非线性调制(角度调制)原理 图5-20 AM与NBFM的矢量表示 在 AM 中，两个边频的矢量与载波相同，所以载波只有幅度的变化，无相位变化；而在 NBFM 中，由于下