第五章 通信原理(角度调制b)讲解.pptVIP

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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

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