第四章模擬調(diào)制技術(shù)

第四章模擬調(diào)制技術(shù)第1頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三 從時(shí)域角度看，調(diào)制過(guò)程是用調(diào)制信號(hào)控制載波信號(hào)的某一個(gè)參量變化，從而把調(diào)制信號(hào)通過(guò)載波發(fā)送出去。 正弦波載波信號(hào)的一般表達(dá)式

連續(xù)波載波調(diào)制根據(jù)調(diào)制信號(hào)控制載波參數(shù)的 不同，可分為： 線性調(diào)制—幅度調(diào)制：AM

常規(guī)調(diào)幅，

SSB單邊帶調(diào)制，

DSB雙邊帶調(diào)制，

VSB殘留邊帶調(diào)制

非線性調(diào)制:頻率調(diào)制

FM

相位調(diào)制PM

第2頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、振幅調(diào)制（AM）

1、AM信號(hào)

其中：2、調(diào)制

調(diào)制信號(hào) 已調(diào)信號(hào)

第3頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、解調(diào) 非相干解調(diào) 相干解調(diào)

解調(diào)中信號(hào)波形的變化4、已調(diào)信號(hào)的帶寬5、調(diào)幅度 mAM≤1

mAM=第4頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三6、調(diào)幅信號(hào)的頻譜表達(dá)式

調(diào)制中頻譜的變化

基帶信號(hào) 頻帶信號(hào)第5頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、雙邊帶調(diào)制（DSB）1、雙邊帶信號(hào)時(shí)間表達(dá)式2、解調(diào)雙邊帶信號(hào)只能用相干解調(diào)，其波形變化如下：3、與常規(guī)調(diào)幅比較，調(diào)制信號(hào)中不包含直流分量，因而已調(diào)信號(hào)頻譜中不包含離散譜線，已調(diào)信號(hào)中沒(méi)有載波分量。4、已調(diào)信號(hào)帶寬同樣是基帶信號(hào)帶寬的兩倍。第6頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、單邊帶調(diào)制（SSB）

1、 雙邊帶信號(hào)頻譜分為上邊帶（USB）和下邊帶（LSB），下面以濾波法說(shuō)明單邊帶信號(hào)的形成：上邊帶下邊帶第7頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、單邊帶信號(hào)的頻譜和時(shí)域表達(dá)式： 式中，取+為下邊帶，取-為上邊帶。3、單邊帶信號(hào)的產(chǎn)生 （1）濾波法

第8頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三 （2）相移法4、解調(diào)

單邊帶信號(hào)的解調(diào)只能采用相干解調(diào)的方法，即在接收端乘上一個(gè)與載波信號(hào)同頻同相的本地正弦波信號(hào)5、單邊帶信號(hào)帶寬

第9頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三四、殘留邊帶調(diào)制（VSB）

1、殘留邊帶濾波器及殘留邊帶信號(hào)的產(chǎn)生（濾波法）

殘留邊帶信號(hào)濾波器應(yīng)滿足條件：

第10頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、殘留邊帶信號(hào)的帶寬3、殘留邊帶信號(hào)的解調(diào)

VSB信號(hào)的解調(diào)過(guò)程可以采用相干解調(diào)，也可以在VSB信號(hào)中插入強(qiáng)載波，而采用包絡(luò)檢波法解調(diào)，以簡(jiǎn)化接收機(jī)電路。第11頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三五、非線性調(diào)制

1、概念

載波信號(hào)

瞬時(shí)相位

瞬時(shí)相位偏移

瞬時(shí)頻率

瞬時(shí)角頻偏

第12頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

2、時(shí)間表達(dá)式 調(diào)相信號(hào)表達(dá)式 調(diào)頻信號(hào)表達(dá)式 兩者的關(guān)系：兩者可統(tǒng)一表示為 若 為調(diào)相信號(hào)

若 為調(diào)頻信號(hào)第13頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、頻率調(diào)制 （1）調(diào)頻指數(shù)

（2）最大角頻偏

（3）窄帶調(diào)頻： 帶寬近似等于

（4）寬帶調(diào)頻：定義當(dāng) 時(shí) 帶寬為 （5）調(diào)頻信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)

設(shè)調(diào)制信號(hào)為單頻信號(hào)

第14頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三已調(diào)信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)表達(dá)式為：第15頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（6）調(diào)制直接調(diào)頻（參數(shù)-變值法）間接調(diào)頻

倍頻法

m(t)sFM(t)

調(diào)頻器調(diào)相器積分器

m(t)sFM(t)

窄帶調(diào)頻N倍律放大器BPFm(t)sWBFM(t)Si(t)So(t)

倍頻法實(shí)現(xiàn)寬帶調(diào)頻第16頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三窄帶調(diào)頻(7)解調(diào)窄帶調(diào)頻信號(hào)可采用相干解調(diào)和非相干解調(diào)（與AM信號(hào)類似）

第17頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三鑒頻法解調(diào)（非相干解調(diào)）實(shí)際常用鎖相環(huán)解調(diào)電路

微分器LED

SFM(t) Km(t)

（a）

鑒頻法解調(diào)

sEM(t) Km(t)

（b）鑒頻器等效模型

鑒頻器

LPF

帶通限幅電路第18頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（8）預(yù)加重/去加重技術(shù) 調(diào)頻系統(tǒng)鑒頻電路的輸出噪聲功率譜密度與信號(hào)頻率的平方成正比，因此高頻端信號(hào)的輸出信噪比將會(huì)有很大的損失，若想改善鑒頻電路的這一非線性輸出特性，可采用預(yù)加重/去加重技術(shù)。預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)和去加重網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)滿足關(guān)系式輸出信噪比的改善程度第19頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三六、模擬系統(tǒng)中抗噪聲性能:

制度增益

調(diào)制方式信號(hào)帶寬解調(diào)增益

DSB2

SSB1AM

寬帶

FM

窄帶第20頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三表4-1各種模擬調(diào)制技術(shù)性能比較

調(diào)制方式信號(hào)帶寬解調(diào)增益設(shè)備復(fù)雜性通信中應(yīng)用情況

DSB2較復(fù)雜模擬數(shù)據(jù)傳輸

SSB1較復(fù)雜短波無(wú)線電通信

AM

同步解調(diào)和包絡(luò)解調(diào) 簡(jiǎn)單無(wú)線電廣播 包絡(luò)解調(diào)有門(mén)限效應(yīng) 寬帶大信噪比時(shí)介于SSB 話帶數(shù)據(jù)，微波，

FM

和AM之間衛(wèi)星通信、調(diào)頻 小信噪比時(shí)有門(mén)限效應(yīng) 廣播等 窄帶

第21頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

第22頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三七、載波同步原理

1、插入導(dǎo)頻法（外同步法）

解調(diào)器原理圖

第23頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三殘留邊帶信號(hào)插入導(dǎo)頻法

第24頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、直接法（又稱自同步）平方變換法平方環(huán)法

第25頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期三同相正交環(huán)法：同步性能主要包括：

相位誤差