通信原理課件第3章-模擬傳輸資料_第1頁(yè)
通信原理課件第3章-模擬傳輸資料_第2頁(yè)
通信原理課件第3章-模擬傳輸資料_第3頁(yè)
通信原理課件第3章-模擬傳輸資料_第4頁(yè)
通信原理課件第3章-模擬傳輸資料_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩48頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、通信原理課件第3章-模擬傳輸 a tta m ttm調(diào)制器調(diào)制器 m tcoscAt調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)已調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)幅度調(diào)制幅度調(diào)制角度調(diào)制角度調(diào)制都是 的函數(shù) ,csg txtxta tt m t被調(diào)信號(hào)被調(diào)信號(hào)2( )( )cos2( )( )cos2( )sin2Re ( )ccccscjf ts ta tf ttx tf tx tf tg t e已調(diào)帶通信號(hào)已調(diào)帶通信號(hào):( )Re ( ) cjts tg t e 的譜的譜:( ) s t 1/2ccS fG ffGff 1/4 sgcgcPfPffPff : G fF g t其中 PSDgPfg t是的( )( )g ts t其中:為

2、的復(fù)包絡(luò) 的功率譜的功率譜:( )s t2221( )21( )( )2Ps tttag 的歸一化平均功率為:的歸一化平均功率為:( )s t3.1 幅度調(diào)制(Amplitude Modulation)已調(diào)帶通信號(hào)的頻譜是基帶信號(hào)頻譜的簡(jiǎn)單搬移已調(diào)帶通信號(hào)的頻譜是基帶信號(hào)頻譜的簡(jiǎn)單搬移幅度調(diào)制幅度調(diào)制-用信號(hào)去迫使高頻載波瞬時(shí)幅度變化。用信號(hào)去迫使高頻載波瞬時(shí)幅度變化。模擬常規(guī)調(diào)幅模擬常規(guī)調(diào)幅(AM)抑制載波雙邊帶調(diào)幅(抑制載波雙邊帶調(diào)幅(DSB-SC)單邊帶調(diào)幅(單邊帶調(diào)幅(SSB)殘留邊帶調(diào)幅(殘留邊帶調(diào)幅(VSB)信號(hào))信號(hào) (conventional AM)3.1.1 常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅

3、AM 1表達(dá)式:表達(dá)式: 0( )1( ) cos2AMstAm tf t調(diào)制:調(diào)制: 1g tAm t復(fù)包絡(luò)復(fù)包絡(luò):00( )cos2( )cos2AMstAf tAm tf t0cos2Af t圖(圖(a)常規(guī)調(diào)幅)常規(guī)調(diào)幅圖(圖(b)過(guò)調(diào)幅)過(guò)調(diào)幅波形波形: 1Amt 1Amt( )m t0cos2f t0cos2f t(常規(guī)調(diào)幅(常規(guī)調(diào)幅: ) maxAcA 1cAm t AMsttt 1m tt0 m tt00costA一般:一般: 0m t常規(guī)調(diào)幅常規(guī)調(diào)幅: max1m t min1m t m tt11 tscAt過(guò)調(diào)幅:過(guò)調(diào)幅: max1m t min1m t or載波反相點(diǎn)載波

4、反相點(diǎn)2. 頻域分析頻域分析 頻譜:頻譜: 00002( )2AMAffffASfMffMff頻譜圖:頻譜圖: fMfBB02AMBB fSfcfcfUpper sidebandLower sideband000( )1( ) cos2( )coo 2css2AMAstAm tf tAmffttt常規(guī)常規(guī)AM信號(hào)的波形及頻譜信號(hào)的波形及頻譜3. 功率與效率功率與效率 歸一化功率:歸一化功率: 22222222211122112222AMAMcmPstatAm tAm tmtAAmtPP( )( )1( )a tg tAm t00cos2( )( )cos2AMAf tstAm tf t2221

5、1( )22ccAMPAAmt 離散載波功率邊帶功率(上、下兩個(gè)邊帶)調(diào)制效率:調(diào)制效率:AM22222221( )211( )1( )( )22AMA mtAAmtmmtt邊帶功率總功率1AM maxAMm t例例單頻正弦波調(diào)制信號(hào):?jiǎn)晤l正弦波調(diào)制信號(hào):22011( )sin2mTmmmttdtT22( )1/ 233%1 1/ 21( )AMmtmtsinmt4. 接收接收 常規(guī)調(diào)幅常用的二極管常規(guī)調(diào)幅常用的二極管包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器解調(diào):解調(diào): ( )1( )outvtAm t非相干解調(diào):接收機(jī)不需要產(chǎn)非相干解調(diào):接收機(jī)不需要產(chǎn)生與接收信號(hào)中的載波同頻同生與接收信號(hào)中的載波同頻同相的本地

6、載波的接收方式。相的本地載波的接收方式。 總結(jié):總結(jié):AM 信號(hào)的特點(diǎn)信號(hào)的特點(diǎn):l AM信號(hào)的信號(hào)的功率效率功率效率 很低,因?yàn)殡x散載波項(xiàng)浪費(fèi)功率。很低,因?yàn)殡x散載波項(xiàng)浪費(fèi)功率。l AM 信號(hào)的信號(hào)的帶寬帶寬是是 信息信號(hào)信息信號(hào) m(t)帶寬的帶寬的2倍倍. 上下兩個(gè)上下兩個(gè)邊帶完全對(duì)稱(chēng),帶寬浪費(fèi)一半。邊帶完全對(duì)稱(chēng),帶寬浪費(fèi)一半。3.2.2 抑制載波雙邊帶調(diào)幅 Double-Sideband Suppressed Carrier (DSB-SC)1. DSB-SC信號(hào)信號(hào) ( )( )cos2DSBccstA m tf t( )( )cg tA m t tscosccAt tmttt載波反

7、相點(diǎn)載波反相點(diǎn)波形:波形:2. 頻域分析頻域分析 頻譜:頻譜:( )2cDSBccASfMffMff fMfBB0 DSBSf2DSBBB( )( )cG fA M ffcfcfUpper sidebandLower sideband3. 功率與效率功率與效率 22222211222cDSBDSBcA mtPstatA mt調(diào)制效率調(diào)制效率: 歸一化功率歸一化功率: 1DSB( )( )cg tA m t4. 發(fā)射和接收發(fā)射和接收發(fā)射(調(diào)制):發(fā)射(調(diào)制): tmtAcccos cosDSBccstA m tt接收(解調(diào)):相干解調(diào)(接收機(jī)本地載波與接收載波同接收(解調(diào)):相干解調(diào)(接收機(jī)本地

8、載波與接收載波同頻同相)頻同相)cos()cctLPF tr1 tm cos()incccrtA m tt cosincccrtA m tt trin00costLPF tr1 tm 1000000coscoscoscos2ccccccccr tA m tttAm tttttAfter LPF: 00cos2cos2cccccAm tm tttAm tt 相干解調(diào)原理:相干解調(diào)原理:乘積檢波器乘積檢波器Discuss: 10 ,20 ,00 ,cos22,cccm tAm tm t若則失真若但則當(dāng)反相當(dāng) cos2ccAm tm tt 同頻 和 同相相干解調(diào)相干解調(diào)總結(jié):總結(jié):DSB 信號(hào)的特點(diǎn)

9、信號(hào)的特點(diǎn):l 乘積檢波器乘積檢波器用于檢測(cè)用于檢測(cè) DSB信號(hào),信號(hào),乘積檢波器較包絡(luò)乘積檢波器較包絡(luò)檢波器昂貴檢波器昂貴 。l DSB信號(hào)的信號(hào)的功率效率功率效率 高。高。l DSB信號(hào)的信號(hào)的帶寬帶寬是是 信息信號(hào)信息信號(hào) m(t)帶寬的帶寬的2倍倍. 上下兩上下兩個(gè)邊帶完全對(duì)稱(chēng),帶寬浪費(fèi)一半。個(gè)邊帶完全對(duì)稱(chēng),帶寬浪費(fèi)一半。single sideband signal (SSB)3.2.3 單邊帶調(diào)幅(單邊帶調(diào)幅(SSB) 1. SSB信號(hào)信號(hào) 只取只取DSB-SC信號(hào)中的上邊帶或下邊帶分量。信號(hào)中的上邊帶或下邊帶分量。 上邊帶信號(hào)上邊帶信號(hào):( )USBst,頻譜:,頻譜:( )USB

10、Sf 下邊帶信號(hào)下邊帶信號(hào):( )LSBst ,頻譜:,頻譜:( )LSBSf頻譜:頻譜: 濾波法產(chǎn)生濾波法產(chǎn)生SSB信號(hào)信號(hào) 保留上邊帶的邊帶濾波器:保留上邊帶的邊帶濾波器: 1,0,cSSBUSBcffHfHfff保留下邊帶的邊帶濾波器:保留下邊帶的邊帶濾波器: 1,0,cSSBLSBcffHfHfffcf0cf USBHf1cf0cf LSBHf1cf0cf DSBSf 解調(diào)方法解調(diào)方法由于由于 若若z(t) = x(t) y(t) ,則有則有Z( ) = X( ) Y( ) 單邊帶信號(hào)解調(diào)時(shí),單邊帶信號(hào)解調(diào)時(shí),用載波用載波coscos 0 0t t 和接收和接收信號(hào)相乘,相當(dāng)于在信號(hào)相

11、乘,相當(dāng)于在頻域中載波頻譜和信頻域中載波頻譜和信號(hào)頻譜相卷積。號(hào)頻譜相卷積。 S(f)(b) 上邊帶信號(hào)頻譜上邊帶信號(hào)頻譜上邊帶上邊帶上邊帶上邊帶f00-f0f2f0-2f0(a) 載波頻譜載波頻譜f00-f0fC(f)(c) 載波和上邊帶信號(hào)頻譜的卷積結(jié)果載波和上邊帶信號(hào)頻譜的卷積結(jié)果f00-f0f2f0-2f0M(f)HL(f)總結(jié):總結(jié):SSB 信號(hào)的特點(diǎn)信號(hào)的特點(diǎn):lSSB信號(hào)的產(chǎn)生比信號(hào)的產(chǎn)生比AM、DSB復(fù)雜。復(fù)雜。l SSB信號(hào)的信號(hào)的帶寬帶寬等于信息信號(hào)等于信息信號(hào) m(t)的帶寬。只有的帶寬。只有 AM、DSB帶寬的一半。帶寬的一半。3.2.4 殘留邊殘留邊帶帶(VSB)調(diào)制

12、調(diào)制原理:VSB仍為線(xiàn)性調(diào)制。 調(diào)制信號(hào)和載波相乘后的頻譜為 設(shè)調(diào)制器的濾波器的傳輸函數(shù)為H( f ),則濾波輸出的已調(diào)信號(hào)頻譜為00()()()2ASfMffMff已調(diào)已調(diào)信號(hào)信號(hào)s(t)s(t)()()(2)(00fHffMffMAfS現(xiàn)在,求出為了得到VSB信號(hào), H( f )應(yīng)滿(mǎn)足的條件: 若仍用右圖解調(diào)器, 則接收信號(hào)和本地載波相乘后得到的r (t)的頻譜為: 將已調(diào)信號(hào)的頻譜代入上式,得到r (t)的頻譜為: 上式中M(f + 2f0)和M(f 2f0)兩項(xiàng)可以由低通濾波器濾除,所以得到濾波輸出的解調(diào)信號(hào)的頻譜密度為:)()(2100ffSffS)()()(2)(00fHffMff

13、MAfS)()()2()()()2(40000ffHfMffMffHfMffMA)()()(400ffHffHfMA基帶基帶信號(hào)信號(hào)m(t)m(t)接收接收信號(hào)信號(hào)s(t)s(t)coscos 0 0t tr r (t)(t) H(f)H(f) 為了恢復(fù)無(wú)失真調(diào)制信號(hào)為了恢復(fù)無(wú)失真調(diào)制信號(hào) M( f ) , , HV( f ) 必須滿(mǎn)足必須滿(mǎn)足下面條件下面條件:()(),VcVcHffHffCfB互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)性 tKmtsBffKMfSoutout,C 常數(shù) fHVfcfcff2cfcf2cfcf fMfBB02cVcMffHff2cVcMffHff3.2 模擬角度調(diào)制 3.3.1 基本原理基本原

14、理頻率的概念:嚴(yán)格地說(shuō),只有無(wú)限長(zhǎng)的恒定振幅和恒定相位的正弦波形才具有單一頻率。載波被調(diào)制后,不再僅有單一頻率。“瞬時(shí)頻率”的概念:設(shè)一個(gè)載波可以表示為式中,0為載波的初始相位; (t) = 0t + 0 為載波的瞬時(shí)相位 ; 0 = d(t)/dt 為載波的角頻率。 現(xiàn)定義瞬時(shí)頻率: 上式可以改寫(xiě)為:)cos()(cos)(00tAtAtc( )( )idttdt0)()(dttti角度調(diào)制的定義:角度調(diào)制的定義:由下式可見(jiàn), (t)是載波的相位。若使它隨調(diào)制信號(hào)m(t)以某種方式變化,則稱(chēng)其為角度調(diào)制。n相位調(diào)制的定義:若使相位(t)隨m(t)線(xiàn)性變化,即令 則稱(chēng)為相位調(diào)制。這時(shí),已調(diào)信號(hào)

15、的表示式為 此已調(diào)載波的瞬時(shí)頻率為: 上式表示,在相位調(diào)制中瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)的導(dǎo)函數(shù)線(xiàn)性地變化。 )cos()(cos)(00tAtAtc00( )( )pttk m t00( )cos( )pps tAtk m t)(t)0tmdtdkpi(n頻率調(diào)制的定義:若使瞬時(shí)頻率直接隨調(diào)制信號(hào)線(xiàn)性地變化,則稱(chēng)為頻率調(diào)制。這時(shí),瞬時(shí)角頻率為 及瞬時(shí)相位為這時(shí),已調(diào)信號(hào)的表示式為:上式表明,載波相位隨調(diào)制信號(hào)的積分線(xiàn)性地變化 。)()(0tmktfi000)()()(dttmktdtttfi)(cos)(00dttmktAtsffn相位調(diào)制和頻率調(diào)制的比較:相位調(diào)制和頻率調(diào)制的比較:在相位調(diào)制中載波相

16、位 (t)隨調(diào)制信號(hào)m (t)線(xiàn)性地變化,而在頻率調(diào)制中載波相位 (t)隨調(diào)制信號(hào)m (t)的積分線(xiàn)性地變化。 若將m (t)先積分,再對(duì)載波進(jìn)行相位調(diào)制,即得到頻率調(diào)制信號(hào)。類(lèi)似地,若將m (t)先微分,再對(duì)載波進(jìn)行頻率調(diào)制,就得到相位調(diào)制信號(hào)。僅從已調(diào)信號(hào)波形上看無(wú)法區(qū)分二者。 n角度調(diào)制的波形角度調(diào)制的波形若m(t)作直線(xiàn)變化,則已調(diào)信號(hào)就是頻率調(diào)制信號(hào)。若m(t)是隨 t 2變化,則已調(diào)信號(hào)就是相位調(diào)制信號(hào) 角度調(diào)制波形角度調(diào)制波形 i3.3.2 已調(diào)信號(hào)的頻譜和帶寬已調(diào)信號(hào)的頻譜和帶寬設(shè):調(diào)制信號(hào)m(t)是一個(gè)余弦波, 用其對(duì)載波作頻率調(diào)制,則載波的瞬時(shí)角頻率為 上式中,kf = 為

17、最大頻移n已調(diào)信號(hào)表示式: 式中, mf / fm為最大頻率偏移和基帶信號(hào)頻率之比,稱(chēng)為調(diào)制指數(shù)mf ,即有:ttmmcos)(tktmktmfficos)()(00sin)/(coscoscos)(00ttAtdtktAtsmmmffmfmmfkffm是一個(gè)含有是一個(gè)含有正弦函數(shù)正弦函數(shù)的余弦函數(shù),它的展開(kāi)式為:的余弦函數(shù),它的展開(kāi)式為:式中,式中,Jn(mf)為第為第一類(lèi)一類(lèi)n階貝塞爾函數(shù),階貝塞爾函數(shù),它具有如下性質(zhì):它具有如下性質(zhì):故上式可以改寫(xiě)為:故上式可以改寫(xiě)為: 已調(diào)信號(hào)最終表示式已調(diào)信號(hào)最終表示式sin)/(coscoscos)(00ttAtdtktAtsmmmff)3cos(

18、)3)cos()2cos()2)cos()cos()cos(cos)()(00300200100ttmJttmJttmJtmJAtsmmfmmfmmfff為奇數(shù)時(shí)當(dāng)為偶數(shù)時(shí)當(dāng)nmJmJnmJmJfnfnfnfn)()()()(nmfnftnmJAts)cos()()(0 xn頻譜特點(diǎn):頻譜特點(diǎn):邊頻成對(duì)大部分功率集中在有限帶寬內(nèi)當(dāng)調(diào)制指數(shù)mf 1 時(shí),帶寬B: 式中,f 調(diào)制頻移,fm 調(diào)制信號(hào)頻率。mkHzkHzkHzkHz作kHzkHzkHzkHz)( 2mB)(2mff 應(yīng)用拓展應(yīng)用拓展 多路復(fù)用多路復(fù)用:將多路彼此不相關(guān)的消息信號(hào)合并為一個(gè)復(fù):將多路彼此不相關(guān)的消息信號(hào)合并為一個(gè)復(fù)合的群信號(hào),共同在一條信道上進(jìn)行通信。合的群信號(hào),共同在一條信道上進(jìn)行通信。 分為:頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用(FDM) 時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用(TDM) 碼分多路復(fù)用碼分多路復(fù)用(CDM) FDM FDM 是在一個(gè)寬帶信道上同時(shí)傳輸多路信息的技術(shù)。是在一個(gè)寬帶信道上同時(shí)傳輸多路信息的技術(shù)。2chchn1chf1cfcNf2cf FDM的實(shí)現(xiàn):的實(shí)現(xiàn):(1) (1) 發(fā)端發(fā)端1cf1cf tm1 nmt tm2調(diào)制器1cnf2cf調(diào)制器2調(diào)制器n

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論