《通信原理第4章》PPT课件.ppt

第4章 模拟调制系统 4.3.2 窄带调频（NBFM） 定义：如果FM信号的最大瞬时相位偏移满足下式条件 则称为窄带调频；反之，称为宽带调频。 调频信号的带宽 当mf ? 1以后，取边频数n = mf + 1即可。因为n mf + 1以上的边频幅度均小于0.1。 被保留的上、下边频数共有2n = 2(mf + 1)个，相邻边频之间的频率间隔为fm，所以调频波的有效带宽为 它称为卡森（Carson）公式。 ?m ? kHz kHz kHz kHz作 kHz kHz kHz kHz ? ? ? 第4章 模拟调制系统 当mf 1时，上式可以近似为 这就是窄带调频的带宽。 当mf 1时，上式可以近似为 这就是宽带调频的带宽。 当任意限带信号调制时，上式中fm是调制信号的最高频率， mf是最大频偏 ?f 与 fm之比。 例如，调频广播中规定的最大频偏?f为75kHz，最高调制频率fm为15kHz，故调频指数mf ＝ 5，由上式可计算出此FM信号的频带宽度为180kHz。 第4章 模拟调制系统 4.4调频系统的抗噪声性能 重点讨论FM非相干解调时的抗噪声性能 分析模型 图中 n(t) －均值为零，单边功率谱密度为n0的高斯白噪声 第4章 模拟调制系统 4.4.1 输入信噪比 设输入调频信号为 故其输入信号功率为 输入噪声功率为 式中，BFM － 调频信号的带宽，即带通滤波器的带宽 因此输入信噪比为 第4章 模拟调制系统 4.4.2 大信噪比时的解调增益 在输入信噪比足够大的条件下，信号和噪声的相互作用可以忽略，这时可以把信号和噪声分开来计算。 计算输出信号平均功率 输入噪声为0时，解调输出信号为 故输出信号平均功率为 第4章 模拟调制系统 由图可见，鉴频器输出噪声 的功率谱密度已不再是均匀分布， 而是与 f 2成正比。该噪声再经过低 通滤波器的滤波，滤除调制信号 带宽fm以外的频率分量，故最 终解调器输出（LPF输出）的噪声 功率（图中阴影部分）为 计算输出噪声平均功率 第4章 模拟调制系统 计算输出信噪比 于是，FM非相干解调器输出端的输出信噪比为 简明情况 考虑m(t)为单一频率余弦波时的情况，即 这时的调频信号为 式中 将这些关系代入上面输出信噪比公式， 得到： * 通信原理 电子信息工程学院 * 电子信息工程学院 通信原理 第4章 模拟调制系统 第4章 模拟调制系统 基本概念 调制 － 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。 广义调制 － 分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。 狭义调制 － 仅指带通调制。在无线通信和其他大多数场合，调制一词均指载波调制。 调制信号 － 指来自信源的基带信号 载波调制 － 用调制信号去控制载波的参数的过程。 载波 － 未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。 已调信号 － 载波受调制后称为已调信号。 解调（检波） － 调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。 第4章 模拟调制系统 调制的目的 提高无线通信时的天线辐射效率。 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。 调制方式 模拟调制 数字调制 常见的模拟调制 幅度调制：调幅、双边带、单边带和残留边带 角度调制：频率调制、相位调制 第4章 模拟调制系统 4.1幅度调制（线性调制）的原理 一般原理 表示式： 设：正弦型载波为 式中，A — 载波幅度； ?c — 载波角频率； ?0 — 载波初始相位（以后假定?0 ＝ 0）。 则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示成 式中， m(t)— 基带调制信号。 第4章 模拟调制系统 频谱 设调制信号m(t)的频谱为M(?)，则已调信号的频谱为 在波形上，已调信号的幅度随基带信号的规律而正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移(精确到常数因子)。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。 但应注意，这里的“线性”并不意味着已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。 第4章 模拟调制系统 4.1.1调幅（AM） 时域表示式 式中 m(t) － 调制信号，均值为0； A0 － 常数，表示叠加的直流分量。 频谱：若m(t)为确知信号，则AM信号的频谱为 若m(t)为随机信号，则已调信号的频域表示式必须用功率谱描述。 调制器模型 载波项 DSB项 第4章 模拟调制系统