通信原理第三模擬調(diào)制系統(tǒng)

通信原理第三模擬調(diào)制系統(tǒng)第1頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日第三章模擬調(diào)制系統(tǒng)

引言3.1

幅度調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅（AM）雙邊帶調(diào)幅（DSB）單邊帶調(diào)幅（SSB）殘留邊帶調(diào)幅（VSB）3.2角度調(diào)制原理3.3抗噪聲性能各種幅度調(diào)制系統(tǒng)的噪聲性能非線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能模擬系統(tǒng)比較第2頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日引言由信源產(chǎn)生的的原始信號一般不能在大多數(shù)信道內(nèi)直接傳輸，因此需要經(jīng)過調(diào)制將他變換成適于在信道內(nèi)傳輸?shù)男盘?

調(diào)制的定義：把輸入信號變換為適合于通過信道傳輸?shù)牟ㄐ涡旁凑{(diào)制發(fā)濾波器信道收濾波器解調(diào)調(diào)制信宿n(t))(Cw點(diǎn)---點(diǎn)通信系統(tǒng)一、調(diào)制的功能

1、頻率變換：為了采用無線傳送方式，如將（0.3~3.4KHz）有效帶寬內(nèi)的語音信號調(diào)制到高頻段上去。

2、實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用：例如將多路信號互不干擾的安排在同一物理信道中傳輸。

3、提高抗干擾性：抗干擾性（即可靠性）與有效性互相制約，通常可通過犧牲有效性來提高抗干擾性，如FM替代AM。第3頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3.1幅度調(diào)制一、幅度調(diào)制的一般概念

概念：幅度調(diào)制是正弦載波的幅度隨調(diào)制信號線性變化的過程。1）、線性調(diào)制模型

其模型如圖所示。

2）、線性調(diào)制方法利用模型中h(t)的不同特性，可以得到各種幅度調(diào)制信號。如AM，DSB，SSB和VSB等信號。

3）、時(shí)域和頻域波形

令載波幅度為1，相位為0。已調(diào)信號的時(shí)域和頻域信號表達(dá)式如下。AM:A+m(t)C(t)tcoscwH(f)h(t)Sm(t)DSB,VSB,SSB:m(t)S(t)0)t(m=HLf~f第4頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3.1.1標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅（AM）標(biāo)準(zhǔn)雙邊帶調(diào)幅1、AM信號的時(shí)域表達(dá)式及波形所謂的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅就是指輸入的調(diào)制信號除了來自消息的基帶信號外，還包含了直流信號A，總的輸入信號為A+m(t)，h(t)為理想的帶通濾波器，這樣調(diào)制后輸出信號便既含載波分量由含有邊帶分量的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號。1）AM調(diào)制數(shù)學(xué)模型

2）數(shù)學(xué)表達(dá)式

SAM(t)=[A+m(t)]cosωct式中的第一項(xiàng)代表載波分量，第二項(xiàng)代表邊帶分量,，該項(xiàng)為消息信號。

時(shí)域波形

AM信號的波形為幅度隨信號變化的余弦波形。第5頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日4）、線性調(diào)幅的條件

由波形圖知AM信號有以下特點(diǎn)：

（1）、幅度調(diào)制：AM信號的包絡(luò)是隨著信號呈線性關(guān)系變化的，所以它是幅度調(diào)制。

（2）、頻率未變：已調(diào)波的波形疏密程度相同，也就是說載波僅僅是幅度受到了調(diào)制，頻率沒有發(fā)生變化。

（3）、調(diào)幅條件：如果A不夠大，已調(diào)信號的包絡(luò)不一定與m(t)成正比，將出現(xiàn)這樣無法采用包絡(luò)檢波的方法檢出其包絡(luò)，通常我們稱這種現(xiàn)象為過調(diào)。保證不過調(diào)的條件為：所以線性調(diào)幅的條件為：

第6頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日5）、調(diào)制指數(shù)

為了衡量標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的調(diào)制程度，定義調(diào)制指數(shù)為

實(shí)際工程中，一般調(diào)制指數(shù)?。?.3～0.8）。2、AM信號的頻域表示及頻譜圖

討論頻域的原因：

（1）系統(tǒng)的有效性就是系統(tǒng)所需的傳輸帶寬，而傳輸帶寬只能在頻域中體現(xiàn)。

（2）有時(shí)在頻域中分析問題較在時(shí)域更為方便。信號頻譜：就是指時(shí)域信號的付式變換。

SAM(t)=[A+m(t)]cosωct第7頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日S(f)C(f)f0-fcfcM(f)-fH-fL0fLfHfc(t)載波調(diào)制信號m(t)sm(t)已調(diào)信號特點(diǎn)：信號的頻譜經(jīng)過AM調(diào)制后形狀未變，僅僅是幅度下降的一半，位置發(fā)生了變換，搬移到了±ωc。帶寬由原始消息信號的fH變?yōu)?fH。在這個(gè)頻譜搬移過程中沒有出現(xiàn)新的頻率分量，因此，該調(diào)制為線性調(diào)制。

問題：通常AM已調(diào)信號的頻譜中，高于ωc部分稱為上邊帶（USB），低于ωc部分稱為下邊帶（LSB）。事實(shí)上，任何一個(gè)邊帶足以表達(dá)消息信號的全部信息，顯然AM傳輸有些浪費(fèi)。

解決辦法：采用單邊帶調(diào)制。-fc0fc-fHfcfc+fHf第8頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3、AM信號的功率分配

歸一化功率概念：1Ω電阻上所消耗的功率。通信系統(tǒng)中的功率均為歸一化功率。

AM信號的功率為：

式中：

調(diào)制效率定義:S第9頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日設(shè)m(t)為正弦信號，100%調(diào)制，求調(diào)制效率。第10頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日4、AM信號的解調(diào)

解調(diào)：從已調(diào)信號中恢復(fù)信號的過程。

AM解調(diào)方法：相干解調(diào)、非相干解調(diào)1）、非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波）2）、相干解調(diào)

Sm(t)n(t)帶通濾波器Sm(t)ni(t)tcoscw低通濾波器m0(t)n0(t)B第11頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日5、AM系統(tǒng)的特點(diǎn)及其應(yīng)用

優(yōu)點(diǎn)：解調(diào)方便（包絡(luò)檢波），

缺點(diǎn)：占用頻帶寬，（消息信號的兩倍），調(diào)制效率低（發(fā)射功率大）

應(yīng)用：廣播。第12頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日

3.1.2雙邊帶調(diào)幅（DSB）1、DSB信號的時(shí)域表達(dá)式及波形

DSB的時(shí)域表達(dá)為2、DSB信號的頻域表達(dá)式及頻譜圖

對公式（1）進(jìn)行傅立葉變換，得DSB信號的頻域表示式DSB信號的頻譜有如下特點(diǎn)：

1、上、下邊帶均包含調(diào)制信號的全部信息；

2、幅度減半，帶寬加倍；

3、線性調(diào)制。m(t)cosωctm(t)cosωctfc0f0f(1)(2)第13頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3、DSB信號的解調(diào)

方法：相干解調(diào)。-fcfc0-fcfc0-2fc2fc00-fmfmffffabcd第14頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日4、DSB信號的功率及效率顯然，DSB信號的功率僅由邊帶功率構(gòu)成，這樣其調(diào)制效率為

由于雙邊帶信號的頻譜不存在載波分量，所有的功率都集中在兩個(gè)邊帶中，因此它的調(diào)制效率為百分之百，這是它的最大優(yōu)點(diǎn)。(3)(4)第15頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日5、DSB的特點(diǎn)與應(yīng)用

優(yōu)點(diǎn)：調(diào)制效率高。

缺點(diǎn)：占用頻帶寬，為消息基帶信號的2倍。

應(yīng)用：無線通信，常用語傳輸數(shù)字信號，如ASK。SDSB(t)Acosωct包絡(luò)檢波m0(t)第16頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日

3.1.3單邊帶調(diào)幅SSB-fcfc0fDSB下邊帶上邊帶cc-f

ffH(f)由得下邊帶LSB,-fcfc0fUSBfH(f)得上邊帶USB,-fcfc由-fcfc0fLSB一、SSB的一般概念及基礎(chǔ)知識

AM、DSB的共同缺點(diǎn)：所需傳輸?shù)膸捠切盘柕?倍，這樣就降低了系統(tǒng)的有效性。由于從信息傳輸?shù)慕嵌戎v，上、下兩個(gè)邊帶所包含的信息相同，因此只傳送一個(gè)邊帶即可以傳送信號的全部信息。

1、SSB概念

概念：只傳送一個(gè)邊帶的調(diào)制方式成為單邊帶調(diào)制。

SSB信號的頻譜如圖

顯然，SSB信號的帶寬是與消息信號m(t)相同。

比較：AM、DSB信號無論在時(shí)域還是在頻域，都比較直觀，但是SSB信號在頻域非常直觀，但是在時(shí)域很難想象。第17頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日2、基礎(chǔ)知識-希爾波特（Hilbert）變換

1)、定義：將一個(gè)信號波形中的全部頻率分量相移-90°后所得的時(shí)間信號就叫做原信號的希爾波特變換。2）、變化公式在頻率域中的數(shù)學(xué)描述為：希爾波特變換在時(shí)間域的數(shù)學(xué)描述如下：f(t))(Hw)t(f)t1)t(h,)sgn(j)(Hpww=-=第18頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3）、Hilbert變換的性質(zhì):

（1）、信號和它的希爾波特變換具有相同的能量譜密度或相同的功率譜密度。

推論：

（2）、信號和它的希爾波特變換的能量(或功率)相同。

（3）、信號和它的希爾波特變換具有相同的自相關(guān)函數(shù)。

（4）、信號和它的希爾波特變換互為正交。4）、Hilterb變換的用途：

在單邊帶調(diào)制中，用來實(shí)現(xiàn)相位選擇，以產(chǎn)生單邊帶信號第19頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日二、SSB信號的時(shí)域表達(dá)式及頻譜

1、模型

2、SSB信號的頻譜下邊帶低通濾波器可等效為m(t)cosωctm(t)cosωcth(t)SSSB(t)cw-0w)sgn(cww+cw0w)sgn(cww-4[][])sgn()()sgn()(41)()(41ccccccMMMMwwwwwwwwwwww---+++++-=[][][][])sgn()()sgn()(1)sgn()()sgn()(41)sgn()sgn(21)()(21)(ccccccccccccLSBMMMMMMSwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww---+++-+-+-=--+-++=——載波為cosωct第20頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日當(dāng)載波為sinωct時(shí)當(dāng)載波為cosωct時(shí)同理載波為cosωct

第21頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日三、SSB信號的產(chǎn)生

(1)濾波法(2)相移法m(t)cosωctm(t)cosωcth(t)SSSB(t)m(t)。90-。90-tcoscw）（tm)++-tsincwSLSB(t)SUSB(t)第22頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日四、SSB信號的解調(diào)

相干解調(diào)法

五、SSB的特點(diǎn)及應(yīng)用

優(yōu)點(diǎn)：具有最窄的傳輸帶寬，信道利用率最高；

缺點(diǎn)：（1）電路實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，技術(shù)要求高（2）解調(diào)時(shí)同步誤差要小

應(yīng)用：（1）載波通信和微波多路通信，（2）保密通信（運(yùn)用頻譜倒置）。SSSB(t)cosωctSp(t)LPFm0(t)第23頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日

3.1.4殘留邊帶調(diào)幅（VSB）一、VSB的一般概念

SSB問題：理想的濾波器難以實(shí)現(xiàn)。

VSB調(diào)制：與SSB相似，但是允許濾波器有過渡帶，其中一個(gè)邊帶損失的能夠恰好被另外一個(gè)邊帶殘留的部分補(bǔ)償。二、Hv(ω)的要求

m(t)cosωctm(t)cosωcthv(t)SVSB(t)Hccff0,C)ff(H)ff(H<<=-++第24頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日三、VSB信號的時(shí)間表達(dá)式四、VSB信號的產(chǎn)生、解調(diào)

通常采用二種方法：濾波法

移相法（與SSB相似）解調(diào)：相干解調(diào)五、VSB的特點(diǎn)及應(yīng)用

1、所需帶寬為fH<f<2fH;

2、采用濾波法較易實(shí)現(xiàn)。"-"表示取上邊帶；

"+"表示取下邊帶。

第25頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3.2角度調(diào)制（非線性調(diào)制）系統(tǒng)概述一、角度調(diào)制的基本概念

1、角度調(diào)制的概念

一個(gè)余弦信號可以寫成:s(t)=A0cos[ωct+φ(t)](3.2-1)其中:A0為常數(shù)，當(dāng)θ(t)=ωct+φ(t)隨基帶信號m(t)變化時(shí)，則稱角度調(diào)制。2、瞬時(shí)相位與瞬時(shí)角頻率

瞬時(shí)相位：θ(t)=ωct+φ(t)其中:φ(t)瞬時(shí)相位偏移瞬時(shí)角頻率：瞬時(shí)相位的導(dǎo)數(shù)稱為瞬時(shí)角頻率.ω(t)＝dθ(t)/dt=ωc+dφ(t))/dt其中:dφ(t))/dt瞬時(shí)頻率偏移二者之間的關(guān)系為：(3.2-2)第26頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3、角度調(diào)制的方法兩種方法：調(diào)頻FM：角頻率偏移隨消息信號m(t)變化；

調(diào)相PM：相位偏移隨消息信號m(t)變化。

4、角度調(diào)制的特點(diǎn)角度調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)：（1）抗干擾性強(qiáng)；（2）實(shí)現(xiàn)和解調(diào)都較簡單。

缺點(diǎn)：頻帶利用率低(有效性低)。第27頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日二、調(diào)頻信號FM

dφ(t)/dt隨基帶信號m(t)成比例變化，即

dφ(t)/dt=Kfm(t)式中：Kf稱為調(diào)頻靈敏度，單位調(diào)制信號幅度引起的頻率偏移量，單位：rad/(s.V)調(diào)頻波表示為：設(shè)單頻調(diào)制信號：m(t)=Amcosωmt則：式中：KfAm為最大角頻偏，記為Δω；ωm為調(diào)制角頻率mf稱為調(diào)頻指數(shù):第28頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日三、調(diào)相信號PM

相位隨基帶信號m(t)成比例變化，即φ(t)=Kpm(t)調(diào)相波可表示為：SPM(t)=Acos[ωct+Kpm(t)]式中：Kp稱為調(diào)相靈敏度，單位調(diào)制信號幅度引起的PM信號的相位偏移，單位：rad/V最大相位偏移：

第29頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日四、PM波與FM波的關(guān)系盡管PM、FM是兩種不同的調(diào)制方式，但是并無本質(zhì)上的區(qū)別。

原因：用FM電路可以實(shí)現(xiàn)PM波，而用PM電路也可以實(shí)現(xiàn)FM波。第30頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3.2.2窄帶調(diào)頻（NBFM）1概念:當(dāng)調(diào)頻指數(shù)mf<<1時(shí)，所得的調(diào)頻波稱為窄帶調(diào)頻波.

2NBFM的時(shí)域表達(dá)式上式為NBFM的時(shí)間表達(dá)式，它由兩項(xiàng)組成，第一項(xiàng)為載波，其不攜帶任何消息，第二項(xiàng)含有用消息信號。結(jié)論：BNFM波是有載頻分量及邊帶分量構(gòu)成。d?<<π/6mf第31頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3NBFM波的頻譜

關(guān)鍵問題是如何求G（ω）？（1）調(diào)制前，基帶信號m(t)的帶寬是fH，調(diào)制后SNBFM(ω)帶寬為2fH；（2）由于調(diào)制后未產(chǎn)生新的頻率成份，所以NBFM仍然屬于線性調(diào)制。第32頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3.2.3寬帶調(diào)頻（WBFM）1930年發(fā)現(xiàn)，WBFM占用頻帶寬，曾被認(rèn)為不經(jīng)濟(jì)，甚至認(rèn)為無應(yīng)用價(jià)值。

1936年，阿姆斯特朗認(rèn)識到了WBFM具有消除噪聲的優(yōu)良性質(zhì)，證明了它的使用價(jià)值。目前大多數(shù)使用的FM都屬于WBFM。

WBFM概念：

當(dāng)調(diào)頻指數(shù)，則稱為寬帶調(diào)頻。

WBFM的帶寬>2fH。1基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識-n階第一類貝塞爾函數(shù)Jn(x)

注意：在此我們感興趣的僅僅是Jn(x)的形式和性質(zhì)，利用它們，得出WBFM的頻譜結(jié)構(gòu)和帶寬。

n階貝塞爾方程

其中Jn(x)為n階第一類貝塞爾函數(shù)，形式為

d?>>π/6第33頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日J(rèn)n(x)的性質(zhì)第34頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)學(xué)公式

cos(xsinθ)將sin(xcosθ)展開為傅立葉級數(shù)有如下形式。

2寬帶調(diào)頻信號的時(shí)域表達(dá)式及頻譜

為了分析方便，先討論單音調(diào)制時(shí)的情況，然后再進(jìn)行推廣。

mf第35頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日mfmfmfmfmfmfmfmfmfmfmfmfmfFM波是由一系列幅度不同、頻率不同的余弦波組成，這樣表示使求FM波的頻譜變得更加簡捷。

FM波的頻譜為

mf第36頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日結(jié)論：

1、FM波的頻譜包含載波和各次邊帶諧波，形成一個(gè)無限寬的頻譜結(jié)構(gòu)；所以WBFM為非線性調(diào)制；

2、各相鄰譜線間隔為ωm，幅度取決于Jn(mf)；

3、各次諧波對稱分布于載頻兩側(cè)。第37頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3FM波的帶寬

理論上講，F(xiàn)M波的帶寬為無窮。

貝塞爾函數(shù)的性質(zhì)可知，當(dāng)n>mf+1時(shí),Jn(mf)<0.1。在計(jì)算FM帶寬的過程中，歸一化幅度小于0.1的分量都可以忽略不計(jì)。

BFM=2(mf+1)fm=2(?f+fm)當(dāng)mf<<1時(shí)

BFM=2fm當(dāng)mf>>1時(shí)

BFM=2?f這是大指數(shù)WBFM情況，說明帶寬由最大頻偏決定。說明：當(dāng)m(t)不是單音信號，而只是頻帶限制在fm內(nèi)的一個(gè)低通信號時(shí)，以上結(jié)論、公式依然適用，只是這時(shí)的fm為m(t)的最高截止頻率。

第38頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日4FM波功率分配

結(jié)論：適當(dāng)選取調(diào)制指數(shù)mf，可使J0(mf)很小，適當(dāng)情況下，使J0(mf)=0，此時(shí)Pc=0。調(diào)制效率η=100%。

查表可知mf=2.405，5.52，8.6等值時(shí)，J0(mf)=0。載波功率為：mfmf邊帶功率為:mfmf第39頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3.2.4調(diào)頻信號的產(chǎn)生、解調(diào)一、調(diào)頻信號的產(chǎn)生直接調(diào)頻:利用調(diào)制信號直接控制振蕩器的頻率，使其按調(diào)制信號的規(guī)律線性變化。振蕩頻率由外部電壓控制的振蕩器叫做壓控振蕩器（VCO），它產(chǎn)生的輸出頻率正比于所加的控制電壓，即其中，ωc是外加控制電壓為0時(shí)壓控振蕩器的自由振蕩頻率，也就是壓控振蕩器的中心頻率。優(yōu)點(diǎn)是在實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻的要求下，可以獲得較大的頻偏。缺點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度不高，往往需要附加穩(wěn)頻電路來穩(wěn)定中心頻率。ω(t)＝ωc+KFm(t)第40頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日2、間接調(diào)頻

用調(diào)相電路產(chǎn)生窄帶調(diào)頻波;

倍頻法：窄帶調(diào)頻+倍頻產(chǎn)生寬帶調(diào)頻波。間接調(diào)頻框圖

窄帶調(diào)頻信號產(chǎn)生

第41頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日二、調(diào)頻信號的解調(diào)1、鑒頻器

1）構(gòu)成：由一個(gè)微分器和一個(gè)包絡(luò)檢波器級聯(lián)而成；

2）基本功能

微分電路將幅度衡定的調(diào)頻波變換為調(diào)幅調(diào)頻波，即幅度和頻率都隨基帶信號m(t)線性變化。

第42頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日2.NBFM的解調(diào)

由于NBFM屬于線性調(diào)制，所以可以采用相干解調(diào)的方法。如圖所示。例3.3第43頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3.3各種調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能

一、準(zhǔn)備知識

考慮加性高斯白噪聲,系統(tǒng)的抗噪聲性能

n(t)是高斯白噪聲，功率譜密度為n0/2。

BPF作用：通過已調(diào)信號，抑制噪聲，其帶寬與已調(diào)信號的帶寬相同。信道內(nèi)高斯噪聲n(t)經(jīng)過BPF后，形成窄帶噪聲ni(t)。BPF調(diào)制器解調(diào)器m(t)sm(t)n(t)h(t)m0(t)ni(t)式中B是理想帶通濾波器的帶寬，即已調(diào)信號帶寬，也是解調(diào)器輸入端的噪聲帶寬；no(t)第44頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日評價(jià)模擬通信系統(tǒng)的質(zhì)量性能指標(biāo)用輸出信噪比：也可用信噪比增益（調(diào)制制度增益）作用：用來判斷解調(diào)器性能的優(yōu)劣，

G越大，性能越好。其中Si/Ni為輸入信噪比，定義為

顯然，輸出信噪比和G不僅與調(diào)制方式有關(guān)，也與解調(diào)方式有關(guān)。在相同的Si和n0的條件下，輸出信噪比越高，則解調(diào)器的抗噪聲性能越好。第45頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日二、相干解調(diào)DSB系統(tǒng)的性能

1、輸入信噪比定義：指解調(diào)器的輸入信號平均功率與輸入噪聲平均功率之比。假設(shè)：（1）SDSB（t）與ni(t)相互獨(dú)立

（2）信道是理想的，無衰減。

設(shè)解調(diào)器輸入信號輸入信號平均功率輸入噪聲平均功率輸入信噪比Sm(t)n(t)帶通濾波器Sm(t)ni(t)tcoscw低通濾波器m0(t)n0(t)BP58第46頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日2、輸出信噪比

DSB相干解調(diào)后，輸出信號：輸出信號平均功率So

輸出噪聲平均功率為No，經(jīng)過LPF后，噪聲為輸出信噪比3、解調(diào)增益G（信噪比增益）

DSB解調(diào)器信噪比改善一倍。原因是相干解調(diào)把噪聲中的正交分量抑制掉，從而使噪聲功率減半。第47頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日三、相干解調(diào)SSB系統(tǒng)的性能

1、輸入信噪比解調(diào)器輸入信號：輸入信噪比：其中帶寬B=fH解調(diào)器輸出信號與噪聲分別為輸出信噪比：Sm(t)n(t)帶通濾波器Sm(t)ni(t)tcoscw低通濾波器m0(t)n0(t)B制度增益：SSB解調(diào)器信噪比未改善。原因是信號和噪聲有相同表示形式，相干解調(diào)中，信號和噪聲中的正交分量均被抑制掉。第48頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日四、AM調(diào)制（包絡(luò)檢波）設(shè)解調(diào)器輸入信號SAM(t)=[A+m(t)]cosωctA>=|m(t)|max信號傳輸帶寬：B=2fH輸入信噪比：Si/Ni=[A2+m2(t)]/(2n0B)解調(diào)器輸入端信號加噪聲的合成包絡(luò)：其中包絡(luò)：（1）大信噪比情況（小噪聲情況）解調(diào)器輸出包絡(luò)輸出信噪比

制度增益：在小噪聲情況下，AM系統(tǒng)的相干解調(diào)與非相干解調(diào)有相同的抗噪聲性能第49頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日（2）小信噪比時(shí)：包絡(luò)近似為：式中R(t)及θ(t)分別為噪聲ni(t)的包絡(luò)及相位。討論（a）小信噪比時(shí)，信號m(t)無法與噪聲分開，有用信號“淹沒”在噪聲中，這時(shí)，輸出信噪比不是按比例地隨著輸入信噪比上升，而是急劇惡化，這種現(xiàn)象稱為門限效應(yīng)。開始出現(xiàn)門限效應(yīng)的輸入信噪比稱為門限值。（b)相干解調(diào)器不存在門限效應(yīng)。原因是信號與噪聲可分開解調(diào)，解調(diào)器輸出端總是單獨(dú)存在有用信號項(xiàng)。例3.4第50頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3.3.2非線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能BPF的作用：與線性調(diào)制系統(tǒng)相同，通帶范圍與SFM(t)的頻帶相同。限幅的作用：FM波的幅度是恒定的，但是在信道噪聲的影響下，F(xiàn)M波的幅度或多或少的會發(fā)生變化，因此需要加以限制，加限幅的作用就是限制幅度噪聲。鑒頻器（DIS）的作用：先將Si(t)經(jīng)微分電路，變成調(diào)幅調(diào)頻波，然后再由包絡(luò)檢波器提取包絡(luò)。這實(shí)際上相當(dāng)于對瞬時(shí)相位求導(dǎo)數(shù)。

LPF的作用：SFM（t）與ni(t)經(jīng)DIS（鑒頻器）后，輸出中有信號和噪聲，但此時(shí)噪聲所占頻帶寬度一般較寬，即噪聲的帶寬大于消息信號m(t)的帶寬。這樣LPF可以限制帶外噪聲，提高輸出信噪比。

第51頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日(a)mf不同，調(diào)頻波的頻譜結(jié)構(gòu)不同。調(diào)頻波帶寬:BFM=2(mf+1)fm=2(Δf+fm)當(dāng)mf<<1(窄帶調(diào)頻）時(shí)：BFM=2fm當(dāng)mf>>1(寬帶調(diào)頻）時(shí)：BFM=2Δf(b)mf增加，傳輸帶寬加大，系統(tǒng)的抗噪聲性能改善。調(diào)頻方式的這種以帶寬換取信噪比的特性十分有益。而調(diào)幅信號帶寬固定，因此不能實(shí)現(xiàn)帶寬與信噪比的互換。結(jié)論：大信噪比時(shí)，調(diào)頻系統(tǒng)抗噪聲性能比調(diào)幅系統(tǒng)優(yōu)越，且其優(yōu)越程度隨傳輸帶寬的增加而增加。大信噪比（限幅鑒頻器）時(shí)，制度增益：第52頁，共59頁，2023年，2月20日，星期日3.3.3調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能比較類別BG備注AM2fH2/3DSB2fH2

SSBfH1

VSBfH～