调制是使信号f.PPT

现代通信原理电子工程学院主讲人 张骥祥 第三章 模拟调制系统 3.1 调制的概念 3.2 幅度调制 3.3 调幅系统的解调 3.4 调幅系统的抗噪声性能 3.5 角度调制系统 3.6 频分复用(FDM) 3.1 调制的概念 3.2 幅度调制 3.2.1 标准调幅(AM) 3.2.2 抑制载波双边带调幅(DSB) 3.2.3 单边带调制(SSB) 3.2.4 残留边带调幅(VSB) 3.2.1标准调幅(AM) 3.2.2 抑制载波双边带调幅(DSB) 3.2.3 单边带调制(SSB) 结论：SSB信号的带宽比AM和DSB带宽减小一倍，因而提高了信道利用率。同时由于抑制载波并仅发送一个边带，故又节省功率。 3.2.4 残留边带调幅(VSB) 3.3 调幅系统的解调 3.4 调幅系统的抗噪声性能 3.4.1 相干解调的抗噪声性能 3.4.2 非相干解调的噪声性能 3.5 角度调制系统 3.5.1 角度调制的基本概念 3.5.2 窄带调频(NBFM) 3.5.3 宽带调频(WBFM) 3.5.4 调频系统的抗噪声性能 3.5.5 调频中的预加重和去加重 3.5.6 调频系统的专用芯片 一、相位调制PM 3.5.2 窄带调频(NBFM) 3.5.3 宽带调频(WBFM) 3.5.4 调频系统的抗噪声性能 3.5.5 调频中的预加重和去加重 3.5.6 调频系统的专用芯片 3.6 频分复用(FDM) 一、NBFM的抗噪声性能 1、相干解调器模型 LPF n(t) SNBFM(t) + × -sin?0t BPF SnP(t) P 图3.5-8 含有噪声的NBFM相干解调器模型 2、计算过程 （1）输入信噪比 (3.5 - 55) 输入端的信号功率 输出信号功率为 由课本(2.5-20)可知，平稳随机过程通过乘法后其功率谱为 所以Snp(t)的信号通过低通和微分器后，其功率谱为 (3.5 - 56) 设噪声功率谱为n0/2，则输入噪声功率为 输入信噪比为 (3.5 - 71) (3.5 - 72) (3.5 - 73) （2）输出信噪比 输出信号为 输出功率为 其中微分器的传输函数为 所以 输出信噪比为 当单音调制时， 所以 又因为 二 宽带调频的抗噪声性能 含有噪声的非相干解调器数学模型如图3-24所示。因为宽带调频信号也是等幅波，故其输入信号功率为 因为WBFM的带宽WFM ? 2△ω。设白噪声的功率谱密度为n0/2， 通过BPF后输入到鉴频器的噪声功率为:  ? 因此其输入信噪比为： 因而其输出功率为 输出信号 输出噪声功率 假定此时f(t)=0，未受调制的载波信号和噪声相混合可得 (3.5 - 74) 其中包络变化为 (3.5 - 75) (3.5 - 76) 相位变化为 在假定输入信噪比很大的条件下，式(3.5-75)和(3.5-76)可近似为 (3.5 - 77) (3.5 - 78) (3.5 - 79) 由前面分析可知，鉴频器由一个微分器和一个包络检波器组成，微分器的输出为 因为 所以 因此 (3.5 - 81) |ω|Wm |ω|Wm (3.5 - 80) |ω|△ω |ω|△ω Sni(?) ? n0/2 2△? ?0 -?0 Sni(?-?0)＋Sni(?-?0) ? 2?0 -2?0 △? -△? Sns(?) Sni(?-?0) ? 2?0 0 Sni(?+?0) ? -2?0 0 图3.5-10 鉴相器输出噪声功率谱密度 窄带高斯噪声的功率谱为 Snd(?) ? △? -△? -Wm Wm 图3.5-11 鉴频器输出的噪声功率谱 通过包络检波，最后输出的噪声功率为 (3.5 - 82) 鉴相鉴输出的噪声功率谱 输出信噪比为 (3.5 - 83) （3）信噪比增益 (3.5 - 84) 当单音调制时， 于是有 结论： 1 G与最大频偏△ω的三次方成正比。通过对宽带调频的抗噪声性能的分析可知，通过增加频偏可以提高输出信噪比，从而使宽带调频的抗噪声性能优于调幅系统。 2 门限效应：由于调频的带宽WFM?2△ω，因此△ω的增加，会使系统带宽加宽，从而使解调器的输入噪声功率Ni增加，输入信噪比(Si/Ni)FM下降。当解调器的输入信噪比下降至某一数值时，输出信噪比将急剧下降。这种情况下，增加频偏不仅不会有好处，反而带来坏处。这种现象称为“门限效应”。这个数值(Si/Ni)th称为宽带调频系统的门限值。理论和实践给出了这个门限值通常为 (3.5 - 86) 当输入信噪比低于门限值时，称为小信噪比条件。(S0/N0)FM将随(Si/Ni)的