第5章模拟调制系统3 OK讲解.ppt

2019/6/19 第四章 模拟调制系统 1 5.3.2 调频系统抗噪声性能的分析方法和分析模 型与线性调制系统相似；调频信号的解调有相 干解调和非相干解调两种，相干解调仅适用于 窄带调频信号，且需同步信号； 而非相干解调 适用于窄带和宽带调频信号，而且不需同步信 号，因而是 FM 系统的主要解调方式，其分析 模型如下图 所示。 2019/6/19 第四章 模拟调制系统 2 ? ? 带通滤波器用于抑制带外噪声，设信道引入的高斯 白噪声的单边功率谱密度为 n o ? ? 均值为零，单 边功率谱密度 为 n 0 的 AWGN 消除接收信号 在幅度上可能 出现的畸变 抑制信号带宽 以外的噪声 2019/6/19 第四章 模拟调制系统 3 ] ) ( cos[ ) ( ? ? ? d m K t A t s F t c fm ? ? ? ? ? FM i B n A Ni S 0 2 2 ? 解调器的输入信噪比： 设输入调频信号为： 计算输出信噪比时，由于非相干解调不满足叠加 性，无法分别计算信号与噪声功率，因此，也和 AM 信号的非相干解调一样，考虑两种极端情况，即大信 噪比情况和小信噪比情况，使计算简化。 2019/6/19 第四章 模拟调制系统 4 （ 1 ） 大信噪比情况 在大信噪比条件下，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 算，经过分析，我们直接给出解调器的输出 信噪比 m m m FM f n A t m t m E f f f n t m E K A N S 0 2 max 2 2 2 max 3 0 2 2 2 2 0 0 2 / ) ( )] ( [ 3 8 )] ( [ 3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2019/6/19 第四章 模拟调制系统 5 设 m(t) 为单一频率余弦波时的情况， m(t)=cosω m t 这时的调频信号为 s FM (t)=Acos ［ ω c t+m f sinω m t ］ m m m f f f f w w w k m ? ? ? ? ? m f f n A m N S 0 2 2 0 0 2 / 2 3 ? 2019/6/19 第四章 模拟调制系统 6 ? 鉴频器前、后的噪声功率谱密度如下图所示 0 ? ? i P f f 0 n FM / 2 B FM / 2 B ? 0 ? ? d P f f FM / 2 B FM / 2 B ? m f m f ? 2019/6/19 第四章 模拟调制系统 7 可得解调器的制度增益： m FM f i i FM f B m N S N S G 2 0 0 2 3 / / ? ? 在单频调制下： 上式表明，大信噪比时宽带调频系统的制度增益 是很高的，它与调制指数的立方成正比。 例如调频广播中常取 mf=5 ，则制度增益 G FM =450 。 也就是说，加大调制指数 m f ，可使调频系统的抗噪声 性能迅速改善。 3 2 3 ) 1 ( 3 f f f FM m m m G ? ? ? FM m 2(1 ) f B m f ? ? 2019/6/19 第四章 模拟调制系统 8 ? 例 5-5 设调频与常规调幅信号均为单频调制，调频指数为 ， 调幅指数 , 调制信号频率为 。当信道 ? 条件相同、接收信号功率相同时比较它们的抗噪声性能。 ? 解：调频波的输出信噪比 ? 常规调幅波的输出信噪比 ? 则两种信号输出信噪比之比为 f m 1 AM ? ? m f FM i FM i FM FM o FM o N S G N S ? AM i AM i AM AM o AM o N S G N S ? FM i AM i AM AM i FM i FM AM o AM o FM o FM o N S G N S G N S N S ? ? ? 2019/6/19 第四章 模拟调制系统 9 ? 由给定条件可列出以下表达式： ? 将以上结果代入