現(xiàn)代通信原理模擬通信系統(tǒng)

現(xiàn)代通信原理 第 3章 模擬通信系統(tǒng) 引 言 模擬基帶傳輸系統(tǒng) 模擬頻帶傳輸系統(tǒng) 幅度調(diào)制系統(tǒng) 角度調(diào)制系統(tǒng) 調(diào)頻系統(tǒng)性能改進 引 言 模擬通信系統(tǒng)可分為模擬基帶傳輸 、 模擬頻帶傳輸以及模擬信號的數(shù)字化傳輸三種系統(tǒng) 。 模擬信號的數(shù)字化傳輸將在以后的章節(jié)中給出 ， 本章將簡單介紹模擬基帶傳輸系統(tǒng) ， 詳細介紹模擬頻帶傳輸系統(tǒng) 。 模擬基帶傳輸系統(tǒng) 系統(tǒng)框圖 失真與改善 噪聲及信噪比 系統(tǒng)框圖 模擬基帶信號傳輸系統(tǒng)框圖如 圖 (1) x(t)是模擬基帶信號 。 (2) 發(fā)送設備和接收設備一般為對基帶信號放大和濾波的部件 ， 可能是音頻功率放大器和低通濾波器 (3) 信道一般是有線信道 。 (4) y(t)是輸出信號 。 圖 模擬基帶通信系統(tǒng)框圖 發(fā)送設備 信道 接收設備x ( t )n ( t )y ( t )a 失真與改善 1. 線性失真及均衡 2. 非線性失真和壓擴 圖 非線性傳輸特性及有壓縮器的基帶傳輸系統(tǒng) 圖 非線性傳輸特性及有壓縮器的基帶傳輸系統(tǒng) 0 y ( t ) (a ) 非線性傳輸特性 y ( t ) x ( t ) 壓 縮 器 信 道 ( 非 線 性 的 ) 擴 張 器 設備 ( b ) 有壓縮器的基帶傳輸系統(tǒng) x ( t ) ( a ) 非線性傳輸特性 ( b ) 噪聲及信噪比 噪聲疊加在信號上 ， 會使信號波形發(fā)生畸變 。 衡量噪聲對信號的影響 ， 即衡量模擬信號質量的指標 ，是輸出信號功率與噪聲功率的比值 ， 簡稱輸出信噪比 ，符號為 o。 對于語音信號的傳輸 ， 0僅可理解 ， 到 30 而對于高保真的電話 ， 需要高達 60 模擬頻帶傳輸系統(tǒng) 調(diào)制的功用 調(diào)制的分類 調(diào)制系統(tǒng)中討論的主要問題與參數(shù) 調(diào)制的功用 1. 頻帶變換 2. 實現(xiàn)信道復用 3. 提高抗干擾性能 調(diào)制的分類 1. 根據(jù) x(t)的不同分類 2. 根據(jù) c(t)的不同分類 3. 根據(jù)調(diào)制器功能不同分類 4. 根據(jù)調(diào)制器頻譜搬移特性的不同分類 調(diào)制系統(tǒng)中討論的主要問題與參數(shù) 1. 主要問題 工作原理：調(diào)制的物理過程 xc(t)與 c(t)和 x(t)時域 、 頻域表示式及圖形關系 。 xc(t)的帶寬 。 功率關系 。 噪聲對調(diào)制系統(tǒng)性能影響 。 2. 主要參數(shù) 發(fā)送功率 。 系統(tǒng)傳輸帶寬 。 系統(tǒng)抗噪聲性能 。 設備復雜性 。 幅度調(diào)制系統(tǒng) 標準幅度調(diào)制 ( 雙邊帶調(diào)制 ( 單邊帶調(diào)制 ( 殘留邊帶調(diào)制 ( 各種幅度調(diào)制系統(tǒng)的比較 標準幅度調(diào)制 ( 1. 圖 2. 3. 4. 5. 圖 x ( t )( c ) x ( t ) 0 ，即正常調(diào)制a ) 調(diào)制信號波形0 t )b ) 加入直流分量t )( d ) x ( t ) 0 ，發(fā)生過調(diào)制0t ) 雙邊帶調(diào)制 ( 1. 圖 2. 3. 4. 5. 圖 B( t )= x ( t ) c o s t )c ( t ) 單邊帶調(diào)制 ( 1. 單邊帶信號及單邊帶調(diào)制系統(tǒng) 2. 單邊帶信號的頻域表示及特點 圖 3. 單邊帶調(diào)制解調(diào)框圖 4. 單邊帶信號的抗噪聲性能 圖 0c ) c上邊帶頻譜0 c B( )圖 號頻譜圖m 殘留邊帶調(diào)制 ( 1. 什么是殘留邊帶調(diào)制 圖 殘留邊帶信號頻譜 2. 殘留邊帶調(diào)制系統(tǒng)及殘留邊帶濾波器 3. 4. 圖像信號的殘留邊帶調(diào)制 圖 殘留邊帶信號頻譜 x ) ) x ) x() 圖 殘留邊帶信號頻譜 0 0 0 0 各種幅度調(diào)制系統(tǒng)的比較 以上所講各種幅度調(diào)制信號都屬于線性調(diào)制 ，調(diào)制器的非線性及信道噪聲都會使信號波形發(fā)生畸變 ，其系統(tǒng)特性比較見 表 表 各種幅度調(diào)制系統(tǒng)比較 調(diào)制方式特點 S B S x ( t ) c o s| x ( t )|m a t ) c o sct x ( t ) c o s ()i n 2 220/ x t A x t1 1 1輸出信噪比 2x t f n 2x t f n 2m0/x t f no o S S B( / )制制度增益 Gm a x= 2 / 3 2 1調(diào)制方式濾 波 法 、 相 移 法 、 混合法濾波法、相移法解調(diào)方式相 干 解 調(diào) 、 非 相 干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)、插入大載 波非相干同 用無線電廣播 點對點通信 軍用民用長途 角度調(diào)制系統(tǒng) 角度調(diào)制的一般概念 窄帶調(diào)頻 ( 寬帶調(diào)頻 ( 角度調(diào)制的一般概念 1. 調(diào)相 、 調(diào)頻的一般表示式 2. 單音頻調(diào)制的調(diào)相波和調(diào)頻波表示式 3. 圖 單音頻信號產(chǎn)生的 圖 單音頻信號產(chǎn)生的 ( a ) 載波( b ) 信號( c ) d ) F M( e ) P 窄帶調(diào)頻 ( 1. 2. 3. 結論 圖 圖 圖 間的關系頻率調(diào)制器相位調(diào)制x ( t )x ( t ) t ) t )x ( t )積分器微分器x ( t )頻率調(diào)制器相位調(diào)制器 t ) t )( a ) 直接調(diào)頻 ( b ) 間接調(diào)頻( c ) 直接調(diào)相 ( d ) 寬帶調(diào)頻 ( 1. 調(diào)頻信號帶寬 、 功率 2. 調(diào)頻信號的產(chǎn)生和解調(diào) 3. 調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能 調(diào)頻系統(tǒng)性能改進 調(diào)頻系統(tǒng)的加重技術 調(diào)頻門限效應改善 調(diào)頻系統(tǒng)的加重技術 改進系統(tǒng)性能可從減少輸出噪聲功率 而又不使信號失真的角度加以考慮 。 這就是調(diào)頻系統(tǒng)的預加重 /去加重技術 。 在有預加重 /去加重的通信系統(tǒng)中 ， 發(fā)信機輸入端接預加重濾波器 ( f )， 接收機輸出端接去加重濾波器 ( f )， 如 圖 圖 有預加重