[理学]通信原理第4章北邮.pptVIP

此结果与相干解调时得到的信噪比增益公式相同。可见，在大信噪比情况下，AM信号包络检波器的性能几乎与相干解调性能相同。 2、小信噪比情况 所谓小信噪比是指噪声幅度远大于信号幅度。在此情况下，包络检波器会把有用信号扰乱成噪声，即有用信号“淹没”在噪声中，这种现象通常称为门限效应。进一步说，所谓门限效应，就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。 小信噪比输入时，包络检波器输出信噪比计算很复杂，而且详细计算它一般也无必要。根据实践及有关资料可近似认为 由于在相干解调器中不存在门限效应，所以在噪声条件恶劣的情况下常采用相干解调。 （4.4.46） [例4.4] 某线性调制系统的输出信噪比为20dB，输出噪声功率为10-9W，由发射机输出端到解调器输入之间总的传输损耗为100dB，试求： （1）DSB/SC时的发射机输出功率； （2）SSB/SC时的发射机输出功率。 解：（1）在DSB/SC方式中，信噪比增益G=2，则调制器输入信噪比为 同时，在相干解调时 因此解调器输入端的信号功率 考虑发射机输出端到解调器输入端之间 的100dB传输损耗，可得发射机输出功 率 （2）在SSB/SC方式中，信噪比增益G=1, 则调制器输入信噪比为 因此，解调器输入端的信号功率 发射机输出功率 前面所讨论的各种线性调制方式均有共同的特点，就是调制后的信号频谱只是调制信号的频谱在频率轴上的搬移，以适应信道的要求，虽然频率位置发生了变化，但频谱的结构没有变。 4.4非线性调制的原理 非线性调制又称角度调制，是指调制信号控制高频载波的频率或相位，而载波的幅度保持不变。角度调制后信号的频谱不再保持调制信号的频谱结构，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，而且调制后信号的带宽一般要比调制信号的带宽大得多。 非线性调制分为频率调制（FM）和相位 调制（PM），它们之间可相互转换，FM 用得较多，因此我们着重讨论频率调制 4.4.1非线性调制的基本概念 前面所说的线性调制是通过调制信号改变载波的幅度来实现的，而非线性调制是通过调制信号改变载波的角度来实现的。 1、角度调制的基本概念 （1）任一未调制的正弦载波可表示为 式中，A为载波的振幅， 称为载波信号的瞬时相位； 称为载波信号的角频率； 为初相。 2、调制后正弦载波可表示为 （4.4.2） （4.4.1） 式中 称为信号的瞬时相位； 称为瞬时相位偏移； 称为信号的瞬时角频率 称为瞬时角频率偏移 2、调相波PM与调频波FM的一般表达式 （1）相位调制（PM） 载波的振幅不变，调制信号控制载波的瞬时相位偏移，使按的规律变化，则称之为相位调制（PM）。 令 ，其中Kp为调相器灵敏度，其含义是单位调制信号幅度引起PM信号的相位偏移量，单位是弧度/伏（rad/V）。 所以，调相波的表达式为 对于调相波，其最大相位偏移为 （4.4.3） （2）频率调制（FM） 载波的振幅不变，调制信号 m(t)控制载波的瞬时角频率偏移，使载波的瞬时角频率偏移按m(t)的规律变化，则称之为频率调制（FM）。 （4.4.4） 令 即 ，其中为调频器灵敏度，其含义是单位调制信号幅度引起FM信号的频率偏移量，单位是赫兹/伏。 （Hz/V） 所以，调频波的表达式为 对于调频波，其最大角频率偏移为 （3）单频调制时的调相波与调频波 （4.4.5） （4.4.6） 令 由式（3.83）可得 上式中，mp=KpAm称为调相指数，代表PM波的最大相位偏移。 （4.4.7） 由式（4.4.5）可得 上式中 称为调频指数， 代表FM波的最大相位偏移； （4.4.8） 称为最大角频率偏移。 因此 （4.4.9） 显然，为了使已调信号无失真的进入解调器，同时又最大限度地抑制噪声，带通滤波器的带宽B应等于已调信号的带宽。 在模拟通信系统中常用解调器输出信噪比来衡量通信质量，输出信噪比定义为： 解调器输出信号的平均功率 解调器输出噪声的平均功率 只要解调器输出端信号与噪声分开，则输出信噪比就能确定。输出信噪比与调制方式有关，也与解调方式有关。因此在已调信号平 均功率相同，而且噪声功率谱密度也相同的情况下 ，输出信噪比反映了系统的抗噪声性能。