矿大通信原理课件CH 5.3 角度调制.ppt

直接和间接调频原理 5.4 宽带调频系统的抗噪性能 4、预加重和去加重 输出端抛物线形的噪声功率谱，导致输出的高频信号部分的信噪比恶化。 接收端输出时，采用去加重技术，抑制高频段的噪声，提高输出高频信号部分的信噪比。 同时在接收端采用预加重技术，消除去加重对信号导致的失真。 FM 信道 解调 Hp(f) Hd(t) 电路原理 5.5 各种模拟调制系统的比较 预加重 去加重 5.5 各种模拟调制系统的比较 设：1.输入功率相等 Si ； 3. 基带信号m(t) 2.加性高斯白噪声， 6.5. 1 第I类部分响应系统 输出信噪比 调频系统与调幅系统的抗噪声性能： 调频系统与调幅系统的抗噪声性能： 可见，在高调频指数时，调频系统的输出信噪比远大于调幅系统。 例如，mf=5 时，宽带调频的So/No是调幅时的112.5倍。这也可理解成当两者输出信噪比相等时，调频信号的发射功率可减小到调幅信号的1/112.5。 应当指出， 调频系统的这一优越性是以增加传输带宽来换取的： Page * Communication CUMT LIShiyin Ch5 模拟调制系统 * 模拟幅度调制 数学表达式 一般模型 h(t) m(t) cos?ct Sm(t) 频域表达式 幅度调制属于线性调制，它是通过改变载波的幅度，以实现调制信号频谱的平移及线性变换的。 一个正弦载波有幅度、频率和相位三个参量，因此，我们不仅可以把调制信号的信息寄托在载波的幅度变化中，还可以寄托在载波的频率或相位变化中。 使高频载波的频率或相位按调制信号的规律变化而振幅保持恒定的调制方式，称为频率调制（FM）和相位调制(PM)， 分别简称为调频和调相。 波形 特点 因为频率或相位的变化都可以看成是载波角度的变化，故调频和调相又统称为角度调制。 角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是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频率成分，故又称为非线性调制。 频率和相位之间存在微分与积分关系，故调频与调相之间存在密切的关系，即调频必调相，调相必调频。 鉴于FM用得较多，本节将主要讨论频率调制。 5.3 角度调制原理 5.3.1 角调制的基本原理 瞬时相位偏移 瞬时频率偏移 参数 为调频灵敏度，即单位调制信号幅度变化引起的FM信号的频率偏移量。 为调相灵敏度，即单位调制信号幅度变化引起的PM信号的相位偏移量。 这里， 频谱 当FM信号的最大瞬时相位偏移满足 则，称为窄带调频（NBFM）。 否则，称为宽带调频（WBFM） 频谱 窄带调频（NBFM） 5.3.2 角调制的频谱 宽带调频 窄带调频（NBFM）频域表达式 可见，NBFM与AM具有相同的带宽，即为调制信号的两倍。但是，其抗噪声性能却远好于AM，因此得到广泛应用（调频立体声广播、电视伴音等）。 频谱 宽带调频（WBFM） 设单音调制信号： 其中 称为调频指数 将FM信号表达式用级数展开得到 带宽 对其进行傅里叶变换，得到FM的频域表达式 将FM信号表达式用级数展开得到 调频波频谱包含无穷多个分量。取mf＝5，则如下图 调频波频谱包含无穷多个分量。取mf＝5，则如下图 （卡森公式） 调制实现 通常取 直接和间接调相原理 ＦＭ调制原理 5.3.3 角调制的实现 １.ＰＭ与ＦＭ调制之间的关系 调制器原理 PLL调制器 VCO ＦＭ　直接调制 ２.ＰＭ与ＦＭ调制器实现 倍频实现FM ３.倍频法实现ＦＭ调制(阿姆斯特朗法) 积分器 相位调制 倍频器 倍频器常用非线性器件实现，提高调频指数mf和频偏Δf，从而获得宽带调频WBFM。 2倍频 平方律2倍频器为例 (.)2 BPF BPF输出 从而实现输出信号的载波频率、频偏和调频指数都变成输入信号的2倍。 阿姆斯特朗法 阿姆斯特朗法 采用倍频法，实现大频偏的同时会导致高载频。实际常采用混频器下变频降低其载波频率。 解调原理 NBFM ×n1 BPF ×n2 4 宽带调频系统解调原理 非相干解调原理 非相干解调，将频率/相位变化,恢复为电压幅度的变化——鉴频。 鉴频器 带通 限幅器 微分器 包络 检波器 LPF SFM(t) mo(t) 鉴频特性 性能分析 鉴频器 带通 限幅器 微分器 包络 检波器 LPF SFM(t) n(t) mo(t) no(t) 2、输入信噪比 1、解调器模型 2、输入信噪比： 5.4 宽带调频系统的抗噪性能 鉴频器 带通 限幅器 微分器 包络 检波器 LPF SFM(t) n (t) mo(t) no(t) 1、解调器模型 3、解调原理 1) 输出信噪比（大信噪比时） 微分器输出 等效噪声 有用信号 噪声功率 噪声功率？ 输出信号和噪声 由于，nd(t)、ns(t)为低通信号，