第五章 通信原理(角度调制b).ppt

最大瞬时相偏需满足： 窄带调频（NBFM） 以单音调制为例： 窄带调频（NBFM）续 单音信号AM调制与NBFM频谱示意图 AM与NBFM信号向量合成示意图 NBFM信号的相干解调模型 FM信号的非相干解调模型 调频系统的调制制度增益 单音宽带调频(大信噪比情况) 5.6 频分复用FDM 复用：将若干路彼此独立的信号，先组合为一个复合信号，再在同一信道上传输的技术。 按照频率区分信号的复用方法称为频分复用FDM 5.7 小结 * -*- * Principles of Modern Communications 第五章 模拟调制系统(二) 5.3 角度调制的基本原理 相位调制 频率调制 5.4 调频系统的抗噪声性能 5.5 模拟调制系统的比较 5.6 频分复用FDM 5.7 小结 5.3 角度调制的基本原理 角度调制：载波相角随基带调制信号变化的调制方式； 角度调制包括频率调制(FM)和相位调制(PM)。 频率调制FM：载波的频率随基带信号变化的调制方式； 相位调制PM：载波的相位随基带信号变化的调制方式。 角度调制属于非线性调制：除了完成频谱搬移而外，已调信号的频谱(密度)不再保持原来基带调制信号的频谱(密度)结构，即已调信号频谱与基带信号频谱之间存在着非线性变换关系。 角度调制信号的一般表示式 式中，载波的幅度A通常恒定不变； :瞬时相位； :瞬时相位偏移 :瞬时角频率； :瞬时角频偏。 单音调制：即 FM信号为： 调频指数： PM信号为： 调相指数： 最大角频偏 最大频偏 则有： 宽带调频（以单音信号为例） 1.信号表达式： 单音调频信号可以展开为如下的无穷级数 其中Jn(mf)为第一类n阶Bessel函数（见图5－21和Pg.475) 第一类贝塞尔(Bessel)函数性质 宽带调频频谱(续) 2.单音调频信号的频谱 边频谱线间隔为 ；边频满足对称性：奇数次边频满足奇对称；偶数次边频满足偶对称。 … … 宽带调频带宽(续) 3.单音调频信号的带宽：单音调频信号的n次边频幅值为 因为一类n阶Bessel函数取值满足如下近似关系 因此在分析单音调频信号带宽时，可以采用下式估算已调信号带宽 单音调频信号所占的频带宽度取决于调频指数 和最大频偏 。 卡森公式 功率分配 4.单音调频信号的平均功率 调频信号的功率＝未调载波功率； 从单音调频信号的平均功率分配来看，调频过程可以等效为功率的 重新分配过程，即由原来集中于载频 上的功率经过调频变换为分 散到多个频率(边频和载频) 上。 调频信号的产生和解调 调频信号的产生：产生调频波的方法有两种，即直接法和间接法 直接法：就是用基带调制信号直接控制振荡器的频率，使其按照基带调制信号的规律变化。 压控振荡器VCO：VCO的振荡频率正比于输入控制电压； 直接法的特点： 优点：在实现线性调频的要求下，可以获得较大的频偏。 缺点：频率稳定度不高，需要采用自动频率控制系统来稳定中心频率。 调频器 m(t) sFM(t) 调频信号产生方法 调频信号的产生(续)： 间接法：先对调制信号积分后再对载波进行相位调制，从而产生窄带调频信号NBFM，然后利用倍频器把NBFM信号变换成宽带调频信号WBFM。 NBFM 调制器 倍频 ?N1 混频 倍频 ?N2 WBFM输出 m(t) A C B D ? SAM(?) 0 ?c -?c M(?) ?m -?m ? (A?) ? SNBFM(?) 0 ?c -?c (mfA?/2) -mfA?/2 D A O B C ?c -?m ?m O ?c ?m -?m Am/2 Am/2 B C D A BPF sNBFM(t) sl(t)+ nl(t) n(t) LPF -sin?ct 微分器 sd(t)+nd(t) si(t)+ni(t) sp(t)+np(t) LPF滤掉2倍频分量 微分器 限幅器和 BPF si(t) 鉴频器 LPF 包络检测器 so(t) 微分器 sd(t) 鉴频灵敏度 5.4 调频系统的抗噪声性能 调频信号的非相干解调抗噪声性能分析模型 限幅器和 BPF sFM(t) LPF 鉴频器 sd(t)+nd(t) n(t) si(t)+ni(t) mo(t)+no(t) 在宽带调频系统中，可以通过增加调频指数，在适当增加系统带宽的基础上，显著改善调频系统的抗噪声性能