第三章模拟调制系统..ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 物理意义分析 DSB调制系统的信噪比增益为2。 DSB信号的解调器使信噪比改善一倍。 原因： 采用相干解调，使输入噪声中的正交分量被消除的缘故。 SSB调制相干解调 由于 所以有 经低通后输出为： P83 图3-33 输出信号功率为： 输出噪声功率为： 输出信噪比为： 输入信号功率为： 输入噪声功率为： 信噪比增益为： 推导过程见P84 3-76 推导过程见P84 3-74 物理意义分析 GSSB=1，解调对信噪比没有改善。 因为在SSB系统中，信号和噪声有相同表示形式，所以相干解调过程中，信号和噪声中的正交分量均被抑制掉，故信噪比没有改善。 讨 论 如果进行横向比较：GDSB = 2，GSSB=1，这能否说明DSB系统的抗噪声性能比SSB系统好呢？ 回答是否定的。 因为，两者的输入信号功率不同、带宽不同，在相同的噪声功率谱密度条件下，输入噪声功率也不同，所以两者的输出信噪比是在不同条件下得到的。 如果我们在相同的输入信号功率，相同的输入噪声功率谱密度，相同的基带信号带宽条件下，对这两种调制方式进行比较，可以发现它们的输出信噪比是相等的。 两者的抗噪声性能是相同的。但SSB所需的传输带宽仅是DSB的一半。 因此SSB得到普遍应用，在短波通信中单边带调制是一种重要的调制方式。 残留边带调制相干解调的抗噪声性能 分析方法与单边带调制大体上是相似的。 由于残留边带信号的带宽在取值范围内有不同的情况，所以抗噪声性能的计算比较复杂。 如果残留的边带不是太宽，可以近似认为其抗噪声性能与单边带调制相同。 3.5.3 常规调幅包络检波的抗噪声性能 下图为常规调幅包络检波一般模型。 输入信号为： 输入信号功率为： 由于输入噪声信号为： 所以输入噪声功率为： 因此，输入信噪比为： 合成矢量形式： 其中 信号与噪声非线性混合，不能完全分开。 分情况讨论！ 解调器的输入是混合信号： 即输入信号的幅度远大于噪声幅度，有： 此时 所以输出有用信号功率为： 输出噪声功率为： 1. 大信噪比情况 输出信噪比为： 由前面的结果，输入信噪比为： 信噪比增益为： 由于 所以， 总是小于1。 讨 论 AM信号的信噪比增益GAM随A0的减小而增加。 GAM总是小于1，这说明包络检波器对输入信噪比没有改善，而是恶化了。 可以证明，采用相干解调法解调AM信号时，得到的信噪比增益与上式给出的结果相同。 对于AM调制系统，在大信噪比时，采用包络检波器解调时的性能与相干解调时的性能几乎一样。 即噪声幅度远大于信号幅度，信号与噪声无法分开，无法通过包络检波器恢复出原来的调制信号。 小信噪比时，一般取： 为简化计算，取： 代入P86（3-92） 得到： 2. 小信噪比情况 大信噪比情况 小信噪比情况 上式的dB形式为： 门限效应 输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化，通常把这种现象称为解调器的门限效应。开始出现门限效应的输入信噪比称为门限值。 例3-4 对单频调制的常规调幅信号进行包络检波。设每个边带的功率为10 mW，载波功率为100 mW，接收机带通滤波器的带宽为10 kHz，信道噪声单边功率谱密度为5×10–9 W/Hz。 (1) 求解调输出信噪比； (2) 如果改为DSB，其性能优于常规调幅多少分贝？ 解?(1) 已知常规调幅信号的带宽为 ，其调制效率和解调信噪比增益分别为： 输入SNR为 输出SNR为 （2）改为DSB时，信号功率相同，而由于带宽不变，所以，输入噪声功率也不变，所以输入SNR亦为： 而输出SNR为： 所以所求为： 例3-5 对双边带信号和单边带进行相干解调，接收信号功率为2 mW，噪声双边功率谱密度为 ，调制信号是最高频率为4 kHz的低通信号。 (1) 比较解调器输入信噪比； (2) 比较解调器输出信噪比。 解：SSB信号的输入信