通信原理(第五章)模拟调制系统课件.pptVIP

解调器输入信号为： 大输入信噪比（即AV(t)）时的输出信号和噪声的功率。(A)、先假设输入噪声为零的情况。此时解调器输入信号为： 其中： 解调器输出端的信号及其功率分别为： （B）、再假设调制信号m(t)＝0，来计算输出噪声功率N0。此时解调器输入信号为变为： 其中： 五、非线性调制系统的抗噪声性能 (2) 经限幅器仅关心相位信息，因为是大输入信噪比，利用tgx≈x(当x1时)，故 解调器输出端的噪声： 其中 是 经微分电路 的输出。 解调后的低通（0，B/2）噪声，且有： 注意： 是带通输出的带通噪声 则 的双边功率谱密度为： 五、非线性调制系统的抗噪声性能 (3) 由此可见，n′s(t) 的功率谱密度在频带内不再是均匀的，而是与f2成正比。 的功率为： 由(5.4-10),解调器输出端的噪声功率： (C)、结合(5.4-4)、(5.4-13)得： 五、非线性调制系统的抗噪声性能 (4) 所以 的双边功率谱密度为： 如图(5-31b) (D)、特例： 设m(t)=cos2πfmt 为单一频率余弦波时的情况，此时有： 其中 叫调频指数。△f叫最大频偏。 代入到(5.4-14)得： 其中 对于宽带调频时，调频波的总带宽 则 五、非线性调制系统的抗噪声性能 (5) 结论：在大信噪比情况下，宽带调频解调器的调制制度增益很高，即抗噪声性能好 (E)、调频系统与调幅系统作一比较。 前提：大信噪比情况，调幅信号100%调制、包络检波器，对正弦信号有相同的A，且噪声功率谱密度n0也相同，则： 又因为 当 结论：(1) 在大信噪比的情况下，调频系统抗噪声性能将比调幅系统优越 (2)增加传输带宽换取信噪比的特性，且其优越程度将随传输带宽的增加而提高。 五、非线性调制系统的抗噪声性能 (6) 小输入信噪比（即AV(t)）时解调器输入信号为 无单独存在的有用信号项，解调器输出几乎完全由噪声决定。即调频系统的解调器也存在“门限效应”。 图(5-32)说明： 在相同输入信噪比的情况下、FM输出信噪比要优于AM输出信噪比。 实际中，为改善门限效应，目前用的较多的有锁相环路鉴频法及调频负回授鉴频法。 可采用所谓“预加重”和“去加重”技术来改善解调器输出信噪比 五、非线性调制系统的抗噪声性能 (7) 六、预加重与去加重技术 一 问题的提出 在调频广播中所传送的语音和音乐信号的大部分能量集中在低频端，然而，在调制解调器的输出端噪声功率谱密度与频率的平方成正比，因而，在信号功率谱密度最小频率范围内噪声规律谱密度却是最大，这对解调输出信噪比不利 二 解决的办法 在发送端调制之前提升输入信号的高频分量，而在接收端解调之后作反变换，压低高频分量，使信号频谱恢复原始形状，这不仅提高了输入信噪比，而且在压低高频分量的同时，也压低了高频噪声功率，从而改善了输出信噪比 通常把发送端对输入信号高频分量的提升称为预加重，解调后对高频分量的压低称为去加重 三 具体方案 预加重特性的选择原则：使调制后噪声功率谱密度具有平坦特性 预加重网络：一般采用具有微分特性的RC网络 去加重网络：其传递函数必需是预加重网络传递函数的倒数。因此，选用具有积分特性的RC网络作为去加重网络 预加重特性的选择应注意，如果高频分量提升太大，则调频信号的发送频谱将加宽 如图5-23,5-24 六、预加重与去加重技术 七、各种模拟调制系统的比较 图5-35、表5-1来比较它们的抗噪声性能。 前提：假设所有系统在接收机输入端具有相等的信号功率，且加性噪声都是均值为零、双边功率谱密度为n0／2的高斯白噪声， 基带信号满足： 其中m(t)为正弦波，得表5-1和图5-35 八、频分复用(FDM) 1、复用：将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复合信号的方法。要求不相互影响，并能在接收端彼此分离开来。通常采用单边带调制。 2、常见的信道复用采用：频分复用(FDM)、时分复用(TDM) 3、频分复用如图(5-36)。选择载频时，要求： 分别为第i路与第(i+1)路的载频的频率 每一路的最高频率 邻路间隔防护频带 4、n路单边带信号的总频带宽度最小应等于： 其中 5、优点：信道复用率高、容许复用的路数多，分路较方便。 6、缺点：设备较为复杂、因滤波器特性不够理想和信道内存在非线性而产生路间干扰。 九、复合调制及多级调制 复合调制：同一载波进行两种或更多种的调制 例如，对一个频率调制波再进行一次振幅调制，所得结果变成了调频调幅波。这里的调制信号(例如基带信号)可以不止一个。 多级调制：将同一基带信号实施两次或更多次的调制过程。 这里所采用的调制方式可以是相同的，也可以是不同的。 第5章 思考题：5-2，5-1