通信原理第四版第5章8課件

1、第五章 小結(jié)調(diào)制 定義：按調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律去控制高頻載波的某個(gè)參 數(shù)的過(guò)程。 目的：將原始電信號(hào)變換成適合信道傳輸?shù)男盘?hào)。 作用：頻譜搬移，多路復(fù)用 影響系統(tǒng)的傳輸有效性和可靠性調(diào)制信號(hào)：即基帶信號(hào)，指來(lái)自信源的消息信號(hào)。 模擬調(diào)制：調(diào)制信號(hào)取值連續(xù) 數(shù)字調(diào)制：調(diào)制信號(hào)取值離散10/2/20221載波：即未受調(diào)制的周期性震蕩信號(hào) 正弦波調(diào)制：正弦波信號(hào)作為載波 脈沖調(diào)制：周期性脈沖序列作為載波已調(diào)信號(hào)：即受調(diào)載波。 它應(yīng)具有兩個(gè)基本特征：一是含有調(diào)制信號(hào)的信息；二是適合于信道傳輸。 由于已調(diào)信號(hào)的頻譜通常具有帶通形式，所以已調(diào)信號(hào)又稱(chēng)帶通信號(hào)。正弦波模擬調(diào)制正弦波數(shù)字調(diào)制脈沖模擬調(diào)制脈沖數(shù)字

2、調(diào)制10/2/20222正弦波模擬調(diào)制調(diào)制信號(hào)：模擬信號(hào)m(t)載波：連續(xù)正弦波已調(diào)信號(hào)幅度調(diào)制：A(t)隨m(t)成比例變化相位調(diào)制： 隨m(t)成比例變化 頻率調(diào)制： 隨m(t)成比例變化A(t) 已調(diào)信號(hào)的瞬時(shí)幅度 已調(diào)信號(hào)的瞬時(shí)相位角度調(diào)制/非線(xiàn)性調(diào)制線(xiàn)性調(diào)制10/2/20223根據(jù)正弦波受調(diào)參數(shù)的不同，模擬調(diào)制分為：幅度調(diào)制和角度調(diào)制線(xiàn)性調(diào)制的通用模型。 它適用于所有線(xiàn)性調(diào)制，只要在模型中適當(dāng)選擇邊帶濾波器的特性，便可以得到各種幅度調(diào)制信號(hào)。幅度調(diào)制定義：“線(xiàn)性”的含義：頻譜平移。四種幅度調(diào)制：AM、DSB、SSB、VSB各自的特點(diǎn)：10/2/20224解調(diào)也稱(chēng)檢波，是調(diào)制的逆過(guò)程，

3、其作用是將已調(diào)信號(hào)中的基帶信號(hào)恢復(fù)出來(lái)兩類(lèi)：相干解調(diào)和非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）。相干解調(diào)：也叫同步檢波，適用于所有線(xiàn)性調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)的關(guān)鍵是接收端要提供一個(gè)與調(diào)制載波嚴(yán)格同步的相干載波。包絡(luò)檢波：就是直接從已調(diào)波的幅度中恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)。它屬于非相干解調(diào)，因此不需要相干載波。AM信號(hào)一般都采用包絡(luò)檢波。10/2/20225角度調(diào)制定義：“非線(xiàn)性” ：已調(diào)信號(hào)的頻譜不再保持原來(lái)基帶頻譜的結(jié)構(gòu)。FM和PM：卡森公式與幅度調(diào)制技術(shù)相比：較高的抗噪聲性能，以更寬的帶寬為代價(jià)。FM信號(hào)的功率：平均功率=未調(diào)載波的平均功率非相干解調(diào)：“門(mén)限效應(yīng)”加重技術(shù)：提高調(diào)制頻率高頻端的輸出信噪比。10/2

4、/20227頻分復(fù)用定義：按頻率來(lái)劃分信道的復(fù)用方式FDM的特征：各路信號(hào)在頻域上是分開(kāi)的，而在時(shí)間上是重疊的。FDM技術(shù)主要用于模擬信號(hào)，普遍應(yīng)用在多路載波電話(huà)系統(tǒng)中。10/2/202282.已知調(diào)制調(diào)制信號(hào)m(t)=cos(2000t)，載波為2 cos(104t)，分別寫(xiě)出AM、DSB、USB、LSB信號(hào)的表示式，并畫(huà)出頻譜圖。解：AM信號(hào)DSB信號(hào)USB信號(hào)LSB信號(hào)10/2/202210頻譜圖10/2/2022113.對(duì)抑制載波的雙邊帶信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)，設(shè)接收信號(hào)功率為2mW，載波為100kHz，并設(shè)調(diào)制信號(hào)m(t)的頻帶限制在4kHz，信道噪聲雙邊功率譜密度Pn(f)=210-3W

5、/Hz。(1)求該理想帶通濾波器的傳輸特性H();(2)求解調(diào)器輸入端的信噪功率比；(3)求解調(diào)器輸出端的信噪功率比；(4)求解調(diào)器輸出端的噪聲功率譜密度。解 (1)為了保證信號(hào)順利通過(guò)和盡可能地濾除噪聲，帶通濾波器的帶寬等于已調(diào)信號(hào)帶寬，即B=2fm=24=8kHz,其中心頻率為100kHz，故有10/2/202212 Am M(f) -1.5 0.5 0.5 1.5 f (kHz) Am/2 SDSB(f) -11.5 -10.5 -9.5 -8.5 8.5 9.5 10.5 11.5 f (kHz) SVSB(f) -10.5 9.5 -8.5 8.5 9.5 10.5 f (kHz)

6、HV(f) -11 -10 -9 9 10 11 f (kHz) 4.雙音信號(hào)頻率分別為0.5kHz和1.5kHz，進(jìn)行VSB調(diào)制。所用斜截式濾波器的斜邊位于9kHz11kHz。求已調(diào)信號(hào)的時(shí)域表達(dá)。用圖解法10/2/2022145.某角調(diào)波為sm(t)=10cos(2106t+10cos2000t)。計(jì)算其最大頻偏、最大相移和帶寬；試確定該信號(hào)是FM信號(hào)還是PM信號(hào)。解 該角調(diào)波的瞬時(shí)角頻率為故最大頻偏調(diào)頻指數(shù)調(diào)頻指數(shù)表示最大相位偏移，即最大相偏為10/2/2022156.調(diào)角波解：與 比較知若為調(diào)相波，且Kp1 ，求m(t)？若為調(diào)頻波，且Kf1 ，求m(t)？解：與 比較知 故10/2/

7、202217若頻率fm=1kHz，求最大相偏和最大頻偏。解： 由 瞬時(shí)相位： 最大相偏： 瞬時(shí)頻率：最大頻偏：10/2/2022187. 已知一調(diào)制器的頻偏靈敏度為Kf=2，輸出的調(diào)頻波為：sFM(t)=10cos(106t + 8cos103t)，求：（1）載頻 fc； （2）調(diào)頻指數(shù)； （3）最大頻偏； （4）調(diào)制信號(hào) m(t)。解：10/2/2022198. 有一個(gè)2MHz的載波受一個(gè)單頻正弦信號(hào)(fm=10kHz)調(diào)頻，峰值頻偏為10kHz，求：（a）調(diào)頻信號(hào)的頻帶帶寬；（b）調(diào)制信號(hào)幅度加倍后調(diào)頻信號(hào)的帶寬；（c）調(diào)制信號(hào)頻率加倍后調(diào)頻信號(hào)的帶寬。解：根據(jù)題意有 fc=2MHz, f

8、m=10kHz, f =10kHz（a）調(diào)頻信號(hào)的帶寬：10/2/202220（b）因?yàn)閙f=KfAm/m，所以，調(diào)制信號(hào)幅度加倍意味著mf加倍，即mf=2，則： BFM= 2(mf+1) fm=2(2+1)10=60kHz（c）調(diào)制信號(hào)頻率加倍，即fm=20kHz，所以 BFM=2(f + fm)=2(10+20)=60kHz 但因頻偏不變，這時(shí)mf = f / fm = 0.510/2/202221調(diào)制效率：9.比較mf=3和mf=0.5兩種調(diào)頻波的能量分配。解： mf=3（查表數(shù)據(jù)）載波分量功率：有效帶寬內(nèi)諧波功率和（取到n=mf+1=4） ：10/2/20222210.音頻信號(hào)最高頻率

9、fm=15kHz，信道中噪聲功率譜密度n0=210-12 W/Hz，信道衰減為60dB，要求解調(diào)輸出信噪比不小于50dB，計(jì)算以按下列方式調(diào)制時(shí)，調(diào)制波的發(fā)送功率： DSB調(diào)制; mAM=1的AM調(diào)制; mf=5的FM調(diào)制?；鶐盘?hào)調(diào)制信道解調(diào)輸出信號(hào)帶寬Bm 發(fā)送功率PA 衰減 接收功率PB So/No解：首先明確各個(gè)已知條件以及所求量之間的關(guān)系，特別是通信過(guò)程中相互的聯(lián)系。10/2/202224 PA是PB是106倍（衰減為60dB） 基帶信號(hào)的帶寬 Bm= fm=15 103 Hz 輸出信噪比So/No 105 （不小于50dB) 噪聲功率譜密度 n0=210-12W/Hz，(1) DS

10、B方式：G=2，B=2Bm ; 已知：10/2/20222511.將fm=15kHz的單音信號(hào)先進(jìn)行SSB調(diào)制，取下邊帶，載波為38kHz；然后再進(jìn)行調(diào)頻。生成主頻為300kHz、幅度為200伏、帶寬為184kHz的調(diào)頻波。若信道衰減為60dB，噪聲功率譜密度為n0=410-9W/Hz。 （1）寫(xiě)出調(diào)頻波表達(dá)式；（2）回答調(diào)頻波有效頻帶中含有那些頻率成分？ （3）求鑒頻輸出信噪比；（接收端解調(diào)模型？）（4）求最后解調(diào)輸出的信噪比，并問(wèn)能否滿(mǎn)意收聽(tīng)。解：（1）調(diào)制信號(hào)為10/2/202227（2）由mf=3知, 有效頻帶中含有9根譜線(xiàn)：f0=300kHz; f1= (300+23)kHz; f-1 = (300-23)kHz;f2= (300+46)kHz; f3 = (300+69)kHz; f4= (300+92)kHz; f-2 = (300-46)kHz; f-3 = (300-69)kHz; f-4 = (300-92)kH