现代通信原理 第4章 模拟调制系统

,模拟调制,*,成都信息工程学院通信系王春圃,现代通信原理,第 四 章,模拟调制系统,现代通信原理,第4章第1节-,引 言,模拟调制,分类,幅度调制,AM,DSB-SC,SSB,VSB,角度调制,FM,PM,解调方式,相干解调法,非相干解调法,峰值包络检波,鉴频,LPF,C（t）,S,m,（t）,m(t),第4章第2节-,幅度调制原理,及抗噪声性能,一、幅度调制原理,幅度调制,-用,m（t）,改变,S（t）,的振幅，使之 随,m（t）,振幅变。,设载波：,s（t）=,Acos,（,c,t+,0,）,则已调波：,S,m,（t）=m（t）s（t）,=A m（t）,cos,（,c,t+,0,）,一般模型如下：,BPF,m（t）,S（t）,S,m,（t）,H（,）h（t）,时域分析,频谱分析,f,0,f,c,f,c,+,f,H,f,c,-,f,H,-,f,c,-,f,c,+,f,H,-,f,c,-,f,H,S,M,（,f,）,上边带,下边带,0,f,c,-,f,c,S（,f,）,f,0,f,f,H,f,H,M（,f,）,假设的调制信号频谱,时域特点?,频谱特点?,时域,：,频域,：,特 点,DSB,-SC,特点,时域：,特点？,频域：,特点？,（频谱图形见下页）,DSB,信号,产生及时域波形,发载波,S（t）,调制信号,m（t）,BPF,DSB,信号,S,m,（t）,2.,AM,特点,时域：,特点？,频域：,特点？,3,.,SSB,用,SSB,原因：,DSB,上、下边带含相同的频谱信息,设计合适的,H（,）,传一个边带即可,SSB,信号频谱如下页,H(,),的特性,(以下边带滤波器为例),SSB,信号表达式？,SSB,时域表达式:,M,？,m（t）,S,m,（t）,S（t）,单音,SSB,的时域波形,SSB,信号,产生,滤波法,多次滤波法,相移法,/2,移相,/2,移相,m(t),cos,0,t,sin,0,t,S,m,(,t),BPF,1,f,1,m(t),BPF,2,f,2,S,m,(,t),4.,VSB,优点:,克服,DSB,频带宽、,SSB,边带滤波器难实现的缺点,特点:,滤波器取一个边带+另一边带的残留部分,VSB,滤波特性?,从无失真解调角度获,VSB,滤波特性,二 调幅波的解调,包络检波,-解调,AM,信号,(且,m,a,1),相干解调,-解调,AM,DSB,SSB,VSB,LPF,C(t),Sm,(t),m(t),解调方式分类,a,b,c,d,三,线性调制,系统的,抗噪声性能,DSB,系统性能,（1）,解调器的输入,S,m,(t)=m(t),cos,c,t,LPF,C(t),S,m,(t),m(t),（2）解调器输出,(据同步解调原理)：,输出噪声,DSB,的系统性能,调制制度增益:,关于“门限效应”,门限效应,(,有用信号被噪声所淹没的现象,),-,r,i,降低到某特定值,(,门限值,a),后,r,0,会急剧,恶化,使解调器无法恢复,m(t),的现象,!,非线性解调器,(,包检器,;,鉴频器等,),才有门限效应现象,!,例:,包络检波器输出,:,a,r,0,r,i,0,包络,输入小信噪比时:,结论？,第4,章第,3节-,非线性（角度）调制,一、非线性调制原理,对比,线性调制,-,频谱线性搬移,(,保持基带谱形状不变,)!,非线性调制,-,搬移后谱结构变,(,属非线性搬移,),非线性调制分类,FM：,改变载波频率,PM：,改变载波相位,-,角度均有变化,统称角度调制,数学表达式,1,、概 念,数学表达式,(1),一般形式,(2),PM,(3),FM,2、,FM,调制解调原理,直接法,(,直接调频电路,),：,用,m(t),直接改变振荡器中决定振荡频率的元 件参数达调频目的,间接法：,倍频法,先产生窄带调频信号，再倍频为宽带信号,间接调频,积分,+,调相,FM,波的产生方法,调相器,解调器,=,限幅器,+,鉴频器,鉴频器,斜率,相位,比例,解调方法,波形变换器,+,包络检波器,微分器,+,包络检波器,3、,FM,信号的频带,调频带宽：,B,FM,=2(m,f,+1)f,m,=2(f+f,m,),窄带,FM,B,FM,2f,m,宽窄,FM,B,FM,2f,二、非线性调制系统的抗噪声性能,求,r,i,信号分析,BPF,出,r（t）=？,限幅器出,r（t）=？,混合波总相角,（t）=？,两种特殊情况下的,（t）=？,AV（t）,时,（大信噪比,）,AV（t）,时,（小信噪比）,鉴频器的输出,无噪时,r（t）=？V,0,（t）=？,有噪时,V,0,（t）=？S,0,=？N,0,=？r,0,=？,门限效应,-,r,i,较小时，鉴频器也产生,.,输入大信噪比时：,输入小信噪比时,：,r,i,较小时，有用信号会被鉴频器,（非线性解调器）,扰乱为噪声,-,门限效应！,模拟调制第,4节-,模拟调制比较,有效性方面？,可靠性方面？,成本方面？,模拟调制第,5节-,频分复用,FDM,原理,含义：,按频率分割信道,-,将信道可用频带人为分割成,n,个互不交叠的频段,（每段可容纳一路基带信号）,实现,FDM,技术手段,发送端,-,用,n,个调制器将各终端的基带谱搬移到指定的频段内再合起来用同一信道传输,(,各路用不同的载频可保证频谱互不重叠,!),接收端,-,-,先用,n,个分离滤波器将各路频谱由合成谱中加以分离,再分别解调即可,!,复合调制和多级调制,模拟调制第,6节-,-,概念,1,复合调制：,对同一载波进行两种或两种以上的调制,例：,cos,c,t,m,1,(t),m,2,(t),S,m,(t),2,多级调制：,对同一基带信号进行两次或多次调制,例,:,11,第1路,1i,第i路,2,SSB,调制器,SSB,调制器,BPF,SSB,调制器,BPF,