通信原理第3章(2015年上課版).

1、主講人：于秀蘭主講人：于秀蘭通信原理通信原理C第第3章章 模擬傳輸模擬傳輸本章的主要內(nèi)容本章的主要內(nèi)容一、調(diào)制的目的、定義和分類一、調(diào)制的目的、定義和分類二、幅度調(diào)制（二、幅度調(diào)制（AMAM、DSBDSB、SSBSSB、VSBVSB）n時域和頻域表示、帶寬時域和頻域表示、帶寬n調(diào)制與解調(diào)方法調(diào)制與解調(diào)方法n抗噪聲性能抗噪聲性能四、頻分復(fù)用四、頻分復(fù)用三、角度調(diào)制（三、角度調(diào)制（FMFM、PMPM）n基本概念基本概念n單頻調(diào)制時：調(diào)頻和調(diào)相信號的時域表示單頻調(diào)制時：調(diào)頻和調(diào)相信號的時域表示n寬帶調(diào)頻信號的帶寬寬帶調(diào)頻信號的帶寬n抗噪性能抗噪性能引引 言言 一、調(diào)制定義：一、調(diào)制定義： 按照基帶信

2、號（調(diào)制信號）的變化規(guī)律去改變載波某些按照基帶信號（調(diào)制信號）的變化規(guī)律去改變載波某些參數(shù)的過程。參數(shù)的過程。二、調(diào)制分類：二、調(diào)制分類：正弦波調(diào)制正弦波調(diào)制模擬調(diào)制：調(diào)制信號取值連續(xù)；模擬調(diào)制：調(diào)制信號取值連續(xù)；數(shù)字調(diào)制：調(diào)制信號取值離散。數(shù)字調(diào)制：調(diào)制信號取值離散。第第3章章第第5章章三、模擬調(diào)制三、模擬調(diào)制2、載波信號：、載波信號：連續(xù)正弦波連續(xù)正弦波3、頻帶信號：、頻帶信號：1、基帶信號：、基帶信號：模擬信號模擬信號 tm 為常數(shù)其中cccccc，A,tAtccos t costttccS tA tA t其中為瞬時幅度，為瞬時相位幅度調(diào)制幅度調(diào)制角度調(diào)制角度調(diào)制模擬調(diào)制模擬調(diào)制4、分類

3、：、分類：幅度調(diào)制幅度調(diào)制（線性調(diào)制）：已調(diào)信號頻譜（線性調(diào)制）：已調(diào)信號頻譜是基帶信號頻譜的平移及線性變換；是基帶信號頻譜的平移及線性變換；角度調(diào)制角度調(diào)制（非線性調(diào)制）：已調(diào)信號不再（非線性調(diào)制）：已調(diào)信號不再保持基帶頻譜的結(jié)構(gòu)，其頻譜會產(chǎn)生無限保持基帶頻譜的結(jié)構(gòu)，其頻譜會產(chǎn)生無限的頻譜分量。的頻譜分量。AMDSBSSBVSBFMPM 幅度調(diào)制稱為幅度調(diào)制稱為線性調(diào)制，線性調(diào)制，是因?yàn)檫@種頻譜搬移是因?yàn)檫@種頻譜搬移是線性的。但應(yīng)該注意的是，這種是線性的。但應(yīng)該注意的是，這種“線性線性”并不是并不是指已調(diào)信號與調(diào)制信號之間是線性關(guān)系，指已調(diào)信號與調(diào)制信號之間是線性關(guān)系，事實(shí)上，事實(shí)上，任何調(diào)

4、制過程都是一種非線性的變換過程任何調(diào)制過程都是一種非線性的變換過程。四、調(diào)制的作用四、調(diào)制的作用主講人：于秀蘭主講人：于秀蘭通信原理通信原理C3.1 幅度調(diào)制的原理幅度調(diào)制的原理 1cos1cos22mcccnccmCCcCCstAm ttAamttASfffffAMffMff時域：頻域：一、一、AM調(diào)制調(diào)制(AM，Amplitude Modulation) . 1)(0tmtm，且的均值為其中，基帶信號問題：為什么要限定問題：為什么要限定m(t)的大??？的大小？通過包絡(luò)直接反映消息信號的變化規(guī)律是通過包絡(luò)直接反映消息信號的變化規(guī)律是AM的核心。的核心。稱為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅，或者常規(guī)調(diào)幅。時域圖和頻譜

5、圖時域圖和頻譜圖在波形上，頻帶信號的幅度隨基帶在波形上，頻帶信號的幅度隨基帶信號變化而變化，所以解調(diào)既可以采用信號變化而變化，所以解調(diào)既可以采用相干解調(diào)，也可以采用包絡(luò)解調(diào)；相干解調(diào)，也可以采用包絡(luò)解調(diào)；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號頻譜結(jié)構(gòu)在頻域內(nèi)的簡單搬移。帶信號頻譜結(jié)構(gòu)在頻域內(nèi)的簡單搬移。（屬于線性調(diào)制）（屬于線性調(diào)制）調(diào)制指數(shù)（調(diào)幅指數(shù)）調(diào)制指數(shù)（調(diào)幅指數(shù)）AM信號的帶寬信號的帶寬AM 信號的功率信號的功率調(diào)制效率調(diào)制效率(2) 基帶信號為隨機(jī)信號時已調(diào)信號的頻譜特性基帶信號為隨機(jī)信號時已調(diào)信號的頻譜特性（了解）（了解） 在一般情況下，基帶信號是隨機(jī)

6、信號，如語音信號。此時，已在一般情況下，基帶信號是隨機(jī)信號，如語音信號。此時，已調(diào)信號的頻譜特性用功率譜密度來表示。調(diào)信號的頻譜特性用功率譜密度來表示。 AM已調(diào)信號是一個已調(diào)信號是一個循環(huán)平穩(wěn)隨機(jī)過程循環(huán)平穩(wěn)隨機(jī)過程，其功率譜密度為其，其功率譜密度為其自相自相關(guān)函數(shù)時間平均值關(guān)函數(shù)時間平均值的傅里葉變換。的傅里葉變換。分析可知，在調(diào)制信號為確知信號和隨機(jī)信號兩種情況下，分別分析可知，在調(diào)制信號為確知信號和隨機(jī)信號兩種情況下，分別求出的已調(diào)信號功率表達(dá)式是相似的。求出的已調(diào)信號功率表達(dá)式是相似的。例題例題AM信號的解調(diào)信號的解調(diào)總結(jié)總結(jié)1、時域表達(dá)式、時域表達(dá)式2、帶寬、帶寬3、平均功率、平均

7、功率4、調(diào)制效率、調(diào)制效率5、調(diào)幅系數(shù)、調(diào)幅系數(shù)6、解調(diào)方式、解調(diào)方式二、雙邊帶（二、雙邊帶（DSB，Double Sideband）幅度調(diào)制信號）幅度調(diào)制信號AM信號：信號：含載頻分量和邊帶分量。含載頻分量和邊帶分量。調(diào)制信號的信息包含在調(diào)制信號的信息包含在AM信號的包絡(luò)中。信號的包絡(luò)中。DSB信號：信號：沒有載頻分量，只有邊帶分量。沒有載頻分量，只有邊帶分量。調(diào)制信號的信息包含在調(diào)制信號的信息包含在DSB信號的包絡(luò)和相位中。信號的包絡(luò)和相位中。DSB信號的時域波形：信號的時域波形：已調(diào)信號的包絡(luò)隨已調(diào)信號的包絡(luò)隨 |m(t)| 而變化。而變化。DSB信號的波形和頻譜圖信號的波形和頻譜圖時域

8、表達(dá)式、時域表達(dá)式、 頻域表示式？頻域表示式？是否可以采用包絡(luò)解調(diào)？是否可以采用包絡(luò)解調(diào)？n 載波提取電路：載波提取電路：1）加導(dǎo)頻 2）鎖相環(huán)技術(shù)結(jié)論結(jié)論0 H(w) H(w) -wc -wc wc wc w w 0 1 1 形成單邊帶信號的濾波特性 三、單邊帶（三、單邊帶（SSB，Single Sideband）幅度調(diào)制信號）幅度調(diào)制信號DSB信號：信號：包含兩個邊帶，即上、下邊帶。由于這兩個邊帶包含兩個邊帶，即上、下邊帶。由于這兩個邊帶包含相同的信息，從傳輸?shù)慕嵌葋砜?，傳輸一個邊帶即可。包含相同的信息，從傳輸?shù)慕嵌葋砜?，傳輸一個邊帶即可。SSB信號：信號：只產(chǎn)生一個邊帶（上邊帶或下邊帶）

9、。只產(chǎn)生一個邊帶（上邊帶或下邊帶）。1）濾波法：濾波法：對對DSB信號信號通過合適的帶通濾波器通過合適的帶通濾波器來得到上邊帶來得到上邊帶(USB)或或下邊帶下邊帶(LSB)信號。信號。1、SSB信號的產(chǎn)生信號的產(chǎn)生0 H(w) H(w) -wc -wc wc wc w w 0 1 1 形成單邊帶信號的濾波特性 問題：功率為多少？問題：功率為多少？ 2）用相移法形成）用相移法形成SSB信號信號說明：說明：多級調(diào)制、多級濾波生成多級調(diào)制、多級濾波生成SSB信號信號2、SSB信號的帶寬、功率和調(diào)制效率信號的帶寬、功率和調(diào)制效率四、殘留邊帶（四、殘留邊帶（VSB，Vestigial Sideband

10、）幅度調(diào)制信號）幅度調(diào)制信號 從從“接收端恢復(fù)調(diào)制信號接收端恢復(fù)調(diào)制信號”入手，來確定殘留邊帶濾波入手，來確定殘留邊帶濾波器的傳輸特性器的傳輸特性? 4coVcVcAMM接收端接收端LPF輸出端：輸出端：接收端接收端LPF輸入端：輸入端： VSBcVSBccVccVc1SS2M2MM2M44ccAA VSBccV1SMM2cA 殘留邊帶濾波器輸出端：殘留邊帶濾波器輸出端： 式中, B是基帶信號的截止頻率。殘留邊帶濾波器的傳輸特性應(yīng)該滿足殘留邊帶濾波器的傳輸特性應(yīng)該滿足Bfffff常數(shù)cvcv總結(jié)：總結(jié)： co sCcAmtt時域表達(dá)式時域表達(dá)式 1cosccmtAt調(diào)幅信號調(diào)幅信號AMDSBS

11、SB功率功率2222cMcAPA2MP2cA設(shè)基帶信號設(shè)基帶信號 tm的平均功率為的平均功率為)(2tmPM解調(diào)方式解調(diào)方式調(diào)幅信號調(diào)幅信號AMDSBSSB功率功率VSB頻譜圖頻譜圖時域時域波形波形其它其它 1+m(t) v相干解調(diào)、相干解調(diào)、非相干解調(diào)非相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)調(diào)制調(diào)制效率效率1111主講人：于秀蘭主講人：于秀蘭通信原理通信原理C3.2 幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能幅度調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能1、相干解調(diào)：相干解調(diào)：已調(diào)信號與本地載波相乘，并通過已調(diào)信號與本地載波相乘，并通過LPF提取提取出基帶信號分量。要求本地載波與發(fā)送載波必須同步或相出基帶信號分量

12、。要求本地載波與發(fā)送載波必須同步或相干（同頻同相）。干（同頻同相）。LPFtSmtcosctSp tm0一、解調(diào)兩種方式：相干解調(diào)和包絡(luò)解調(diào)一、解調(diào)兩種方式：相干解調(diào)和包絡(luò)解調(diào)相干解調(diào)適用于所有線性調(diào)制系統(tǒng)，而包絡(luò)解調(diào)一相干解調(diào)適用于所有線性調(diào)制系統(tǒng)，而包絡(luò)解調(diào)一般只適合于般只適合于AM信號。信號。LPFtSmtcosctSp tm0 :cosmccDSBStA m tt 02cmtA m t暫時不考慮噪聲暫時不考慮噪聲輸入信號與輸出信號輸入信號與輸出信號LPFtSmtcosctSp tm0 :cosmccDSBStA m tt 02cmtA m t22,24ccRMoMAAPPPP輸入信號功

13、率與輸出輸入信號功率與輸出信號功率信號功率2、包絡(luò)解調(diào)（非相干解調(diào)）包絡(luò)解調(diào)（非相干解調(diào)）包絡(luò)解調(diào)器的輸出與輸入信號的包絡(luò)呈線性關(guān)系。包絡(luò)解調(diào)器的輸出與輸入信號的包絡(luò)呈線性關(guān)系。 cosmcccoStAA m ttmtm t隔直流 非相干解調(diào)不需要本地載波，非相干解調(diào)不需要本地載波，它是利用已調(diào)信號中的包絡(luò)信息來它是利用已調(diào)信號中的包絡(luò)信息來恢復(fù)基帶信號?；謴?fù)基帶信號。 暫時不考慮噪聲AM信號：幾乎所有的信號：幾乎所有的AM接收機(jī)都采用包絡(luò)解調(diào)。接收機(jī)都采用包絡(luò)解調(diào)。LPFtSm tm0整流器整流器包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器 帶 通 濾波器 + Sm(t) ni(t) Sm(t) n(t) 分分析析

14、解解調(diào)調(diào)器器抗抗噪噪聲聲性性能能的的模模型型 解調(diào)器 mo(t) no(t) 1）分析模型）分析模型二、幅度調(diào)制的抗噪聲性能二、幅度調(diào)制的抗噪聲性能 帶 通 濾波器 + Sm(t) ni(t) Sm(t) n(t) 分分析析解解調(diào)調(diào)器器抗抗噪噪聲聲性性能能的的模模型型 解調(diào)器 mo(t) no(t) 帶 通 濾波器 + Sm(t) ni(t) Sm(t) n(t) 分分析析解解調(diào)調(diào)器器抗抗噪噪聲聲性性能能的的模模型型 解調(diào)器 mo(t) no(t) BPF BPF的中心頻率和帶寬分別與的中心頻率和帶寬分別與已調(diào)信號已調(diào)信號的中心頻率和的中心頻率和帶寬相同。帶寬相同。 噪聲噪聲 tni ttnt

15、tntncsccisincos噪聲功率：噪聲功率：即已調(diào)信號的帶寬。為帶通濾波器的帶寬，B其中,T0TnBNPi抗噪性能的評估指標(biāo)抗噪性能的評估指標(biāo) 帶 通 濾波器 + Sm(t) ni(t) Sm(t) n(t) 分分析析解解調(diào)調(diào)器器抗抗噪噪聲聲性性能能的的模模型型 解調(diào)器 mo(t) no(t) 帶 通 濾波器 + Sm(t) ni(t) Sm(t) n(t) 線線性性調(diào)調(diào)制制接接收收的的一一般般模模型型 LPF mo(t) no(t) Sc(t)=coswct 解調(diào)器 2）相干解調(diào)器（同步檢測）的抗噪性能分析）相干解調(diào)器（同步檢測）的抗噪性能分析信號功率信號功率噪聲功率噪聲功率為帶通濾波

16、器的帶寬。B其中,T0TnBNPi TnnBNPPio0co4141tn21tn相干解調(diào)時的抗噪性能分析相干解調(diào)時的抗噪性能分析設(shè)基帶信號設(shè)基帶信號 tm的平均功率為的平均功率為)(2tmPM 解調(diào)器的輸入信噪比解調(diào)器的輸入信噪比 解調(diào)器的輸出信噪比解調(diào)器的輸出信噪比 調(diào)制制度增益（信噪比增益）調(diào)制制度增益（信噪比增益）AMDSBSSBOOOSSS,NNNAMDSBSSBiiiSSS,NNN1G2G2GSSBDSBAMAM討論討論：1）DSB的解調(diào)增益為的解調(diào)增益為2。這就是說，。這就是說，DSB信號的解調(diào)信號的解調(diào)器使得信噪比改善了器使得信噪比改善了1倍，這是因?yàn)椴捎猛浇庹{(diào)，倍，這是因?yàn)椴?/p>

17、用同步解調(diào)，使輸入噪聲中的一個正交分量被消除的緣故。使輸入噪聲中的一個正交分量被消除的緣故。2）SSB的解調(diào)增益為的解調(diào)增益為1。這是因?yàn)樾盘柡驮肼暰哂邢?。這是因?yàn)樾盘柡驮肼暰哂邢嗨频谋磉_(dá)形式（包含同相分量和正交分量），所以采似的表達(dá)形式（包含同相分量和正交分量），所以采用同步解調(diào)，信號和噪聲的正交分量都被抑制。用同步解調(diào)，信號和噪聲的正交分量都被抑制。3）如果接收信號功率相同，噪聲功率譜密度也相同，）如果接收信號功率相同，噪聲功率譜密度也相同，則雙邊帶和單邊帶在解調(diào)器輸出端的信噪比相同。這則雙邊帶和單邊帶在解調(diào)器輸出端的信噪比相同。這就是說，就是說，從抗噪聲的觀點(diǎn)看，從抗噪聲的觀點(diǎn)看，DSB

18、和和SSB是相同的是相同的。例題：例題： 設(shè)信道的雙邊噪聲功率譜密度設(shè)信道的雙邊噪聲功率譜密度 在信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號，設(shè)調(diào)制信號在信道中傳輸抑制載波的雙邊帶信號，設(shè)調(diào)制信號 的頻帶限制在的頻帶限制在5kHz，而載波頻率是，而載波頻率是100 kHz ，發(fā)送端的，發(fā)送端的已調(diào)信號的功率為已調(diào)信號的功率為20kW，信道衰減為，信道衰減為30分貝。若接收機(jī)分貝。若接收機(jī)的輸入信號在加至解調(diào)器之前，先經(jīng)過一個理想的的輸入信號在加至解調(diào)器之前，先經(jīng)過一個理想的BPF，試問：試問：（1）理想）理想BPF的傳輸特性？的傳輸特性？（2）解調(diào)器輸入端的信噪比？）解調(diào)器輸入端的信噪比？（3）解調(diào)器輸出

19、端的信噪比？）解調(diào)器輸出端的信噪比？ 60 5 10nPf.W/Hz, tm解：解：630(2)1 1010 100.01inPN BW 32010/100020(/)20 0.012000RiPWSN/(3)2( /)4000OGS N(1)95-105-095105fkHz1 BPFf討論：討論：如果把題目已知條件從如果把題目已知條件從“DSB”改為改為“SSB”，其，其他條件不變，容易得到輸出信噪比相同的結(jié)論。他條件不變，容易得到輸出信噪比相同的結(jié)論。例題例題3）包絡(luò)解調(diào)器的抗噪性能分析）包絡(luò)解調(diào)器的抗噪性能分析 所以，對于所以，對于AMAM信號系統(tǒng)，信號系統(tǒng)，大信噪比時，采用包絡(luò)檢波和

20、大信噪比時，采用包絡(luò)檢波和相干解調(diào)的性能幾乎一樣。相干解調(diào)的性能幾乎一樣。分析包絡(luò)解調(diào)器的輸出分析包絡(luò)解調(diào)器的輸出 (2) 小信噪比情形小信噪比情形 22221coscrscccccnVtntntntAA m tAA m tVt tR(t) 有用信號被包絡(luò)檢波器擾成噪聲，這種現(xiàn)象稱為有用信號被包絡(luò)檢波器擾成噪聲，這種現(xiàn)象稱為“門門限效應(yīng)限效應(yīng)”。所謂。所謂“門限效應(yīng)門限效應(yīng)”就是當(dāng)包絡(luò)檢波器的輸入信就是當(dāng)包絡(luò)檢波器的輸入信噪比降到一個特定的數(shù)值時，檢波器的輸出信噪比急劇惡噪比降到一個特定的數(shù)值時，檢波器的輸出信噪比急劇惡化的一種現(xiàn)象。該特定的輸入信噪比稱為化的一種現(xiàn)象。該特定的輸入信噪比稱為“

21、門限門限”。這種。這種門限效應(yīng)是由包絡(luò)檢波器的非線性解調(diào)所引起的。門限效應(yīng)是由包絡(luò)檢波器的非線性解調(diào)所引起的。1、在大信噪比時，對于、在大信噪比時，對于AM信號系統(tǒng)，采用包絡(luò)檢信號系統(tǒng)，采用包絡(luò)檢波和同步解調(diào)的性能幾乎一樣。但是隨著信噪比的減小，波和同步解調(diào)的性能幾乎一樣。但是隨著信噪比的減小，包絡(luò)檢波器將在一個特定的輸入信噪比上出現(xiàn)門限效應(yīng)，包絡(luò)檢波器將在一個特定的輸入信噪比上出現(xiàn)門限效應(yīng)，一旦出現(xiàn)，解調(diào)器的輸出信噪比將急劇變壞。一旦出現(xiàn)，解調(diào)器的輸出信噪比將急劇變壞。討論：討論：2、同步檢測的方法解調(diào)各種線性調(diào)制信號時，由、同步檢測的方法解調(diào)各種線性調(diào)制信號時，由于解調(diào)過程可視為信號與噪聲

22、分別的解調(diào)，故解調(diào)器于解調(diào)過程可視為信號與噪聲分別的解調(diào)，故解調(diào)器的輸出端總是單獨(dú)存在有用信號，因而，的輸出端總是單獨(dú)存在有用信號，因而，同步解調(diào)不同步解調(diào)不存在門限效應(yīng)存在門限效應(yīng)。它的調(diào)制制度增益不受信號和噪聲相。它的調(diào)制制度增益不受信號和噪聲相對幅度條件的影響。對幅度條件的影響。例題：例題：設(shè)信道的雙邊噪聲功率譜密度設(shè)信道的雙邊噪聲功率譜密度 在該信號中傳輸在該信號中傳輸AM信號，并設(shè)調(diào)制信號信號，并設(shè)調(diào)制信號 的頻的頻帶限制在帶限制在5kHz，而載波頻率是，而載波頻率是100 kHz ，已調(diào)信號，已調(diào)信號的邊帶功率為的邊帶功率為10W，載波功率為，載波功率為40W。若接收機(jī)的。若接收機(jī)

23、的輸入信號，先經(jīng)過一個理想的輸入信號，先經(jīng)過一個理想的BPF，再加至包絡(luò)解，再加至包絡(luò)解調(diào)器。試問：調(diào)器。試問：（1）理想）理想BPF的傳輸特性？的傳輸特性？（2）調(diào)制制度增益？）調(diào)制制度增益？（3）解調(diào)器輸入端的信噪比？）解調(diào)器輸入端的信噪比？（4）解調(diào)器輸出端的信噪比？）解調(diào)器輸出端的信噪比？ 60 5 10nPf.W/Hz, tm基帶傳輸系統(tǒng)基帶傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)增益系統(tǒng)增益為了衡量各種頻帶傳輸系統(tǒng)的總體性能，將為了衡量各種頻帶傳輸系統(tǒng)的總體性能，將“虛擬基帶系統(tǒng)虛擬基帶系統(tǒng)”作為參照系統(tǒng)的比較作為參照系統(tǒng)的比較 基礎(chǔ)基礎(chǔ) 。主講人：于秀蘭主講人：于秀蘭通信原理通信原理C3.3 角度調(diào)制的原理

24、角度調(diào)制的原理角度調(diào)制：角度調(diào)制：正弦載波的振幅保持不變，而瞬時頻率偏移或瞬正弦載波的振幅保持不變，而瞬時頻率偏移或瞬時相位偏移隨著基帶信號呈線性變化。時相位偏移隨著基帶信號呈線性變化。 coscos 2cosmcccccStAttAf ttAt其中，其中，載波的恒定振幅；cA 2ctf ttt信號的瞬時相位；瞬時相位偏移； 2111222cdf ttdtdtdtdtdt信號的瞬時頻率；瞬時頻率偏移；1、相位調(diào)制（、相位調(diào)制（PM）2、頻率調(diào)制（、頻率調(diào)制（FM）2、調(diào)制指數(shù)、調(diào)制指數(shù) tmKf:FMtmK:PMfPmaxmaxmaxmax系統(tǒng)的最大頻率偏移系統(tǒng)的最大相位偏移例題：（單音調(diào)制）

25、例題：（單音調(diào)制）解：解： taKtAtStaKtmKtPM:mmPccmmmPPcoscoscos tfaKtAtStfaKtdtaKttaKtmKdttdFM:mmmFccmmmmFtmmF令mmFFsincossincos2cos21000問題：問題：最大相移和最大頻移分別為多少？最大相移和最大頻移分別為多少？解：解： taKtAtSPM:mmPccmcoscos tfaKtAtSFM:mmmFccmsincos調(diào)相指數(shù)調(diào)相指數(shù):它表示最大相移。,mPpaK調(diào)頻指數(shù)調(diào)頻指數(shù):它表示最大相移。,mmFffaKmaxmaxmff上面的結(jié)論只適用于單音調(diào)制時。上面的結(jié)論只適用于單音調(diào)制時。單頻

26、調(diào)制時的調(diào)制指數(shù)單頻調(diào)制時的調(diào)制指數(shù)3、FM與與PM的關(guān)系的關(guān)系1）對于正弦波角度調(diào)制，無法從已調(diào)波形來區(qū)分它）對于正弦波角度調(diào)制，無法從已調(diào)波形來區(qū)分它是是FM還是還是PM。只有與調(diào)制信號比較才能區(qū)分。只有與調(diào)制信號比較才能區(qū)分。2）如果將調(diào)制信號先積分，再使它對載波進(jìn)行）如果將調(diào)制信號先積分，再使它對載波進(jìn)行PM，即得即得FM。 如果將調(diào)制信號先微分，再使它對載波進(jìn)行如果將調(diào)制信號先微分，再使它對載波進(jìn)行FM，即得即得PM。FM積分積分PM tm tSFMPM微分微分FM tm tSPM例題例題 4、單音角度調(diào)制信號的頻率特性、單音角度調(diào)制信號的頻率特性信號的平均功率信號的平均功率單音調(diào)制

27、調(diào)制信號的頻譜單音調(diào)制調(diào)制信號的頻譜單音角度調(diào)制單音角度調(diào)制 信號的帶寬信號的帶寬單音調(diào)制時的帶寬單音調(diào)制時的帶寬,12mfTfBFM:mpTfBPM:12, 5 稱為寬帶調(diào)頻fmf其中， 表示基帶信號的頻率。一般的角度調(diào)制信號的帶寬一般的角度調(diào)制信號的帶寬FM的功率分配的功率分配5、窄帶角度調(diào)制、窄帶角度調(diào)制6、FM調(diào)制器調(diào)制器VCO的輸出頻率正比于輸入電壓。的輸出頻率正比于輸入電壓。間接調(diào)頻間接調(diào)頻（了解了解）鑒頻器：鑒頻器：輸出與輸入信號的瞬時頻率偏移成正比。輸出與輸入信號的瞬時頻率偏移成正比。無噪分析：無噪分析： cos2tFMccfStA tK m d 0s 2fdttK m tdt

28、正比于：鑒頻器輸出：鑒頻器輸出： 成正比。與tmt0s鑒頻器可由鑒頻器可由“微分器微分器”和和“包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器”構(gòu)成。構(gòu)成。7、FM的解調(diào)器的解調(diào)器主講人：于秀蘭主講人：于秀蘭通信原理通信原理C3.4 角度調(diào)制的抗噪性能分析角度調(diào)制的抗噪性能分析分析模型（以分析模型（以FM為例）為例）1）帶通濾波器：）帶通濾波器：2）鑒頻器：）鑒頻器：FM的解調(diào)器。輸出與輸入信號的瞬時頻率偏移的解調(diào)器。輸出與輸入信號的瞬時頻率偏移成正比。成正比。3）低通濾波器）低通濾波器: 帶寬與基帶信號相同。帶寬與基帶信號相同。2、抗噪聲性能分析、抗噪聲性能分析 計(jì)算信噪比時，由于非相干解調(diào)不是線性疊加的處理過計(jì)算信

29、噪比時，由于非相干解調(diào)不是線性疊加的處理過程，因而不能分別計(jì)算其信號與噪聲功率。程，因而不能分別計(jì)算其信號與噪聲功率。 tFccFMdmKtAtS2cos調(diào)頻信號的抗噪聲性能分析結(jié)果調(diào)頻信號的抗噪聲性能分析結(jié)果FM的系統(tǒng)增益為多少？的系統(tǒng)增益為多少？分析：如何得到分析：如何得到FM解調(diào)器輸出端的信號和噪聲？解調(diào)器輸出端的信號和噪聲？1）輸入端的）輸入端的“信號信號 + 噪聲噪聲”思路：分析“信號+噪聲”的合成相位，計(jì)算瞬時頻率偏移。 tmktmfo所以，所以，信號信號噪聲噪聲思路：思路：先討論先討論 yn(t) ； 然后討論通過微分器后的功率譜密度；然后討論通過微分器后的功率譜密度； 再討論通

30、過再討論通過LPF后的功率譜密度；后的功率譜密度； 最后求出噪聲功率最后求出噪聲功率 222oPffMk mtk P例題例題FM的門限效應(yīng)（低信噪比時）的門限效應(yīng)（低信噪比時）采用預(yù)加重采用預(yù)加重/去加重改善輸出信噪比去加重改善輸出信噪比 措施：措施：HP()FM解調(diào)解調(diào)Hd()預(yù)加重：預(yù)加重：人為加重輸人為加重輸入信號的高頻分量入信號的高頻分量去加重：去加重： HHPd1主講人：于秀蘭主講人：于秀蘭通信原理通信原理C3.5 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較假設(shè)所有系統(tǒng)的接收機(jī)輸入端具假設(shè)所有系統(tǒng)的接收機(jī)輸入端具有相等的信號功率，有相等的信號功率，且加性噪聲都是具有均值為零、雙邊帶

31、功率譜密度為且加性噪聲都是具有均值為零、雙邊帶功率譜密度為02/n( )m t201 21max( )( )/( )m tmtm t的高斯白噪聲，基帶信號的高斯白噪聲，基帶信號為正弦信號，在所有系統(tǒng)中滿足為正弦信號，在所有系統(tǒng)中滿足同時，所有的調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)都是具有理想的特性。顯然，同時，所有的調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)都是具有理想的特性。顯然，在上述的比較條件下，表征系統(tǒng)性能分別如下：在上述的比較條件下，表征系統(tǒng)性能分別如下：傳輸帶寬和抗噪聲性能傳輸帶寬和抗噪聲性能主講人：于秀蘭主講人：于秀蘭通信原理通信原理C3.6 頻分復(fù)用（頻分復(fù)用（FDM）了解了解n為了提高通信系統(tǒng)信道的利用率，幾個用戶使用同一個

32、信道為了提高通信系統(tǒng)信道的利用率，幾個用戶使用同一個信道和其它用戶通信。引入多路復(fù)用的概念。和其它用戶通信。引入多路復(fù)用的概念。n多路復(fù)用：多路復(fù)用：在同一個信道上同時傳輸多路信號而互不干擾的在同一個信道上同時傳輸多路信號而互不干擾的一種技術(shù)。一種技術(shù)。n最常用的多路復(fù)用方式是頻分復(fù)用（最常用的多路復(fù)用方式是頻分復(fù)用（FDMFDM）、時分復(fù)用（）、時分復(fù)用（TDMTDM）和碼分復(fù)用（和碼分復(fù)用（CDMCDM）。）。n按頻段區(qū)分信號的方法叫按頻段區(qū)分信號的方法叫頻分復(fù)用頻分復(fù)用；按時隙區(qū)分信號的方法；按時隙區(qū)分信號的方法叫叫時分復(fù)用時分復(fù)用；按相互正交的碼字區(qū)分信號的方法叫；按相互正交的碼字區(qū)分

33、信號的方法叫碼分復(fù)用碼分復(fù)用。n傳統(tǒng)的模擬通信中都采用頻分復(fù)用；隨著數(shù)字通信的發(fā)展，傳統(tǒng)的模擬通信中都采用頻分復(fù)用；隨著數(shù)字通信的發(fā)展，時分復(fù)用和碼分復(fù)用通信系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛。時分復(fù)用和碼分復(fù)用通信系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛。一、一、FDM基本概念基本概念一般的通信系統(tǒng)的信道所能提供的帶寬往往要比傳一般的通信系統(tǒng)的信道所能提供的帶寬往往要比傳送一路信號所需的帶寬寬得多。因此，如果一條信道只傳送一路信號所需的帶寬寬得多。因此，如果一條信道只傳輸一路信號是非常浪費(fèi)的。為了充分利用信道的帶寬，提輸一路信號是非常浪費(fèi)的。為了充分利用信道的帶寬，提出了信道的頻分復(fù)用。出了信道的頻分復(fù)用。頻分復(fù)用：頻分復(fù)用

34、：在發(fā)送端利用不同頻率的載波將多路信號的頻在發(fā)送端利用不同頻率的載波將多路信號的頻譜調(diào)制到不同的頻段，以實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用。頻分復(fù)用的多路譜調(diào)制到不同的頻段，以實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用。頻分復(fù)用的多路信號在頻率上不會重疊，合并在一起通過一條信道傳輸，信號在頻率上不會重疊，合并在一起通過一條信道傳輸，到達(dá)接收端后可以通過中心頻率不同的帶通濾波器彼此分到達(dá)接收端后可以通過中心頻率不同的帶通濾波器彼此分離開來。離開來。 LPFt1cosSBF1相相加加器器BPF1t1cosLPFBPF2t2cosLPFBPF3t3cosLPFLPFt2cosSBF2LPFt3cosSBF3信道信道二、頻分復(fù)用二、頻分復(fù)用 假設(shè)復(fù)用的假設(shè)復(fù)用的n路信號均為話音信號（路信號均為話音信號（3003400Hz），），采用單邊帶調(diào)制。采用單邊帶調(diào)制。為了各路信號頻譜不重疊，要求載頻間隔滿足為了各路信