1、CCEE第三章第三章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)通信原理電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理主要內(nèi)容主要內(nèi)容 3.1 3.1 概概 述述3.2 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 3.3 非線性調(diào)制非線性調(diào)制 3.4 模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能3.5 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理3.1 概述概述231電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理我們知道，通信的目的是為了把信息向遠(yuǎn)處傳遞（傳播）我們知道，通信的目的是為了把信息向遠(yuǎn)處傳遞（傳播）, ,那么在傳播人聲音時，我們可以用話筒把人聲變成電信號，那么在傳播人聲音時，我們可

2、以用話筒把人聲變成電信號，通過擴(kuò)音機(jī)放大后再用喇叭（揚(yáng)聲器）播放出去。由于喇通過擴(kuò)音機(jī)放大后再用喇叭（揚(yáng)聲器）播放出去。由于喇叭的功率比人嗓大得多，因此聲音可以傳得比較遠(yuǎn)。叭的功率比人嗓大得多，因此聲音可以傳得比較遠(yuǎn)。 擴(kuò)音示意圖擴(kuò)音示意圖話筒擴(kuò)音機(jī)揚(yáng)聲器電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理但如果我們還想將聲音再傳得更遠(yuǎn)一些，比如幾十千米、但如果我們還想將聲音再傳得更遠(yuǎn)一些，比如幾十千米、幾百千米，那該怎么辦？幾百千米，那該怎么辦？大家自然會想到用電纜或無線電進(jìn)行傳輸，但會出現(xiàn)兩個大家自然會想到用電纜或無線電進(jìn)行傳輸，但會出現(xiàn)兩個問題，一是鋪設(shè)一條幾十千米甚至上百千米的電纜只傳一問題，

3、一是鋪設(shè)一條幾十千米甚至上百千米的電纜只傳一路聲音信號，其傳輸成本之高、線路利用率之低路聲音信號，其傳輸成本之高、線路利用率之低, ,人們是人們是無法接受的無法接受的. .二是利用無線電通信時，需滿足一個基本條二是利用無線電通信時，需滿足一個基本條件，即欲發(fā)射信號的波長（件，即欲發(fā)射信號的波長（兩個相鄰波峰或波谷之間的距兩個相鄰波峰或波谷之間的距離離）必須能與發(fā)射天線的幾何尺寸可比擬，該信號才能通）必須能與發(fā)射天線的幾何尺寸可比擬，該信號才能通過天線有效地發(fā)射出去（通常認(rèn)為天線尺寸應(yīng)大于波長的過天線有效地發(fā)射出去（通常認(rèn)為天線尺寸應(yīng)大于波長的十分之一）。而音頻信號的頻率范圍是十分之一）。而音頻

4、信號的頻率范圍是20Hz20Hz20kHz20kHz，最，最小的波長為小的波長為式中，式中，為波長（為波長（m m）；）；c c為電磁波傳播速度（光速）為電磁波傳播速度（光速）（m/sm/s）；）；f f為音頻（為音頻（HzHz）。）。84331 01 . 51 0()2 01 0cmf電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理可見，要將音頻信號直接用天線發(fā)射出去，其天線幾何尺可見，要將音頻信號直接用天線發(fā)射出去，其天線幾何尺寸即便按波長的百分之一取也要寸即便按波長的百分之一取也要150150米高（不包括天線底米高（不包括天線底座或塔座）。因此，要想把音頻信號通過可接受的天線尺座或塔座）。因

5、此，要想把音頻信號通過可接受的天線尺寸發(fā)射出去，就需要想辦法提高欲發(fā)射信號的頻率（頻率寸發(fā)射出去，就需要想辦法提高欲發(fā)射信號的頻率（頻率越高波長越短）越高波長越短）如何解決？如何解決？1 1、是在一個物理信道中對多路信號進(jìn)行頻分復(fù)用（、是在一個物理信道中對多路信號進(jìn)行頻分復(fù)用（FDMFDM，F(xiàn)requency Division MultiplexFrequency Division Multiplex）；）；2 2、是把欲發(fā)射的低頻信號、是把欲發(fā)射的低頻信號“搬搬”到高頻載波上去（或到高頻載波上去（或者說把低頻信號者說把低頻信號“變變”成高頻信號）。兩個方法有一個成高頻信號）。兩個方法有一個共

6、同點(diǎn)就是要對信號進(jìn)行調(diào)制處理。共同點(diǎn)就是要對信號進(jìn)行調(diào)制處理。電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理3.1 概述概述231電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理調(diào)制：調(diào)制：將基帶信號的頻帶搬移至適合信道將基帶信號的頻帶搬移至適合信道傳輸?shù)念l譜位置的過程。傳輸?shù)念l譜位置的過程。解調(diào)：解調(diào)：是調(diào)制的反變換，是將調(diào)制的信號是調(diào)制的反變換，是將調(diào)制的信號還原成基帶信號的過程。還原成基帶信號的過程。通常未調(diào)制的信號（基帶信號）稱為通常未調(diào)制的信號（基帶信號）稱為調(diào)制調(diào)制信號信號，而調(diào)制后的信號稱為，而調(diào)制后的信號稱為已調(diào)信號已調(diào)信號，完，完成頻帶搬移的則為成頻帶搬移的則為載波信號載波信號。調(diào)

7、制是通過調(diào)制信號調(diào)制是通過調(diào)制信號( (基帶信號基帶信號) )控制載波控制載波的某個的某個( (或某些或某些) )參數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。參數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理3.1 概述概述231電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理調(diào)制的分類調(diào)制的分類按載波信號分類：按載波信號分類：正弦波調(diào)制正弦波調(diào)制載波為正弦型信號。載波為正弦型信號。脈沖調(diào)制脈沖調(diào)制載波為脈沖信號。載波為脈沖信號。按基帶信號分類：按基帶信號分類：模擬調(diào)制：基帶信號為模擬信號的調(diào)制模擬調(diào)制：基帶信號為模擬信號的調(diào)制數(shù)字調(diào)制：基帶信號為數(shù)字信號的調(diào)制數(shù)字調(diào)制：基帶信號為數(shù)字信號的調(diào)制電子工業(yè)出版社電子工業(yè)

8、出版社通信原理通信原理調(diào)制的分類調(diào)制的分類按基帶信號對載波的控制參量按基帶信號對載波的控制參量( (幅度、頻率幅度、頻率或相位或相位) )分類：分類：分為調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相。分為調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相。按已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)分類：按已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)分類：線性調(diào)制：已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)與基帶信號的線性調(diào)制：已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)與基帶信號的頻譜結(jié)構(gòu)相同。頻譜結(jié)構(gòu)相同。 非線性調(diào)制：已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)與基帶信號非線性調(diào)制：已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)與基帶信號的頻譜結(jié)構(gòu)不同。的頻譜結(jié)構(gòu)不同。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理主要內(nèi)容主要內(nèi)容 3.1 3.1 概概 述述3.2 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 3.3 非線性調(diào)

9、制非線性調(diào)制 3.4 模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能3.5 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理3.2 幅度調(diào)制幅度調(diào)制幅度調(diào)制幅度調(diào)制: :正弦載波幅度隨調(diào)制信號變化的正弦載波幅度隨調(diào)制信號變化的調(diào)制方式。調(diào)制方式。 調(diào)制信號調(diào)制信號 m t幅度調(diào)制信號幅度調(diào)制信號載波信號載波信號頻譜特性頻譜特性 00cosc tAt 00coss tAm tt00 000cos2jtjtees tAm ttAm t m tM 002ASMM 是基帶信號頻譜在頻域內(nèi)的簡單搬移是基帶信號頻譜在頻域內(nèi)的簡單搬移 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通

10、信原理通信原理幅度調(diào)制的一般模型幅度調(diào)制的一般模型幅度調(diào)制的一般模型由一個相乘器和一個沖幅度調(diào)制的一般模型由一個相乘器和一個沖激響應(yīng)為激響應(yīng)為h(th(t) )的帶通濾波器組成，選擇不同的帶通濾波器組成，選擇不同的的h(th(t) )，可以得到各種線性調(diào)制信號，可以得到各種線性調(diào)制信號 m t0cosAt s t s t h t 000000coscoscossinsins ts th thm ttdthm tdthm td 002ASSHMMH 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理3.2 幅度調(diào)制幅度調(diào)制123電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理常規(guī)雙邊帶調(diào)幅常規(guī)雙邊帶調(diào)幅

11、抑制載波的雙邊帶調(diào)制抑制載波的雙邊帶調(diào)制 調(diào)制信號調(diào)制信號 m t m tM設(shè)帶寬為設(shè)帶寬為0 H通過帶寬大于等于通過帶寬大于等于2 2H H的濾波器的濾波器輸出的已調(diào)信號為雙邊帶調(diào)幅信號輸出的已調(diào)信號為雙邊帶調(diào)幅信號電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理常規(guī)雙邊帶調(diào)幅常規(guī)雙邊帶調(diào)幅(AMAM)常規(guī)雙邊帶調(diào)幅未對已調(diào)信號的載波進(jìn)行處理，常規(guī)雙邊帶調(diào)幅未對已調(diào)信號的載波進(jìn)行處理，通常是含有載波信號的雙邊帶調(diào)幅信號。通常是含有載波信號的雙邊帶調(diào)幅信號。 否則將會出現(xiàn)過調(diào)幅現(xiàn)象而帶來失真否則將會出現(xiàn)過調(diào)幅現(xiàn)象而帶來失真1( )m t1( )0m t設(shè)調(diào)制信號設(shè)調(diào)制信號直流分量直流分量交流部分交

12、流部分包絡(luò)檢波不失真條件，必須滿足包絡(luò)檢波不失真條件，必須滿足電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理常規(guī)雙邊帶調(diào)幅常規(guī)雙邊帶調(diào)幅(AMAM)信號時域表達(dá)信號時域表達(dá) 01cosAMstm tAt0A調(diào)制信號m(t)1+m(t)載波已調(diào)信號由波形可以看出，由波形可以看出，當(dāng)滿足條件：當(dāng)滿足條件：| |mm( (t t)| )| 1 1時，時，其包絡(luò)與調(diào)制信號其包絡(luò)與調(diào)制信號波形相同，波形相同，因此用包絡(luò)檢波法因此用包絡(luò)檢波法很容易恢復(fù)出原始很容易恢復(fù)出原始調(diào)制信號。調(diào)制信號。電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理常規(guī)雙邊帶調(diào)幅常規(guī)雙邊帶調(diào)幅(AMAM)變換到頻域變換到頻域0A由頻譜可

13、以看出，由頻譜可以看出，AMAM信號信號的頻譜由的頻譜由載頻分量載頻分量上邊帶上邊帶下邊帶下邊帶三部分組成。三部分組成。上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)與原調(diào)上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)與原調(diào)制信號的頻譜結(jié)構(gòu)相同，制信號的頻譜結(jié)構(gòu)相同，下邊帶是上邊帶的鏡像。下邊帶是上邊帶的鏡像。 00002AMASAMM 載頻分量載頻分量上邊帶上邊帶下邊帶下邊帶電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理常規(guī)雙邊帶調(diào)幅常規(guī)雙邊帶調(diào)幅常規(guī)雙邊帶調(diào)幅信號在常規(guī)雙邊帶調(diào)幅信號在11電阻上的平均功電阻上的平均功率應(yīng)等于率應(yīng)等于s sAMAM(t(t) )的均方值的均方值 2001cos1cos22tt0cos20t 0m t 22222AMcs

14、A m tAPPP載波功率載波功率邊帶功率與邊帶功率與調(diào)制信號有關(guān)調(diào)制信號有關(guān)定義調(diào)制效率定義調(diào)制效率 221sAMcsm tPPPm t222202222222000( )1( ) coscos ( )cos2( )cosAMAMPstAm ttAtA mttA m tt電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理常規(guī)雙邊帶調(diào)幅常規(guī)雙邊帶調(diào)幅設(shè)調(diào)制信號為單頻余弦設(shè)調(diào)制信號為單頻余弦 0cosmm tAt 222mAm t為防止過調(diào)幅為防止過調(diào)幅1AMmmA222222smAMAMcsmAMPAmPPAm在各種調(diào)制信號中，調(diào)制效率最高的是幅度為在各種調(diào)制信號中，調(diào)制效率最高的是幅度為1 1的方

15、波，此時調(diào)制效的方波，此時調(diào)制效率為率為0.50.5常規(guī)雙邊帶調(diào)幅信號中的載波不攜帶任何信息，而且占據(jù)了信號一半常規(guī)雙邊帶調(diào)幅信號中的載波不攜帶任何信息，而且占據(jù)了信號一半以上的功率，非常浪費(fèi)，其調(diào)制效率也很低。如當(dāng)以上的功率，非常浪費(fèi)，其調(diào)制效率也很低。如當(dāng)100%100%調(diào)制時調(diào)制時( ) ( ) ，雙邊帶功率為載波功率的，雙邊帶功率為載波功率的 1/21/2，只占用了調(diào)幅波功率的，只占用了調(diào)幅波功率的 1/3 1/3 為了提高效率，將功率充分地應(yīng)用到有用的邊帶去，可把載波抑制掉，為了提高效率，將功率充分地應(yīng)用到有用的邊帶去，可把載波抑制掉，即可得到抑制載波的雙邊帶調(diào)幅即可得到抑制載波的雙

16、邊帶調(diào)幅1AMm電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理常規(guī)雙邊帶調(diào)幅常規(guī)雙邊帶調(diào)幅 抑制載波的雙邊帶調(diào)制抑制載波的雙邊帶調(diào)制 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理抑制載波的雙邊帶調(diào)制抑制載波的雙邊帶調(diào)制抑制載波的雙邊帶調(diào)幅節(jié)省抑制載波的雙邊帶調(diào)幅節(jié)省了載波功率，頻帶寬度仍為了載波功率，頻帶寬度仍為調(diào)制信號的兩倍，與常規(guī)雙調(diào)制信號的兩倍，與常規(guī)雙邊帶調(diào)幅時相同。邊帶調(diào)幅時相同。上、下兩個邊帶是完全對稱上、下兩個邊帶是完全對稱的，用一個邊帶就可以傳輸?shù)?，用一個邊帶就可以傳輸全部信息全部信息 001cosAMstAm tt0若直流分量為 0cosDSBstAm tt 002DSBASM

17、M頻譜特性頻譜特性電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理3.2 幅度調(diào)制幅度調(diào)制123電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理為了取出雙邊帶調(diào)制信號的一個邊帶。最直為了取出雙邊帶調(diào)制信號的一個邊帶。最直接的方法是用濾波器取出一個邊帶接的方法是用濾波器取出一個邊帶( (濾波法濾波法) ) 010 UH0010 IH00100LH 01100ULHH 取出上邊帶取出上邊帶取出下邊帶取出下邊帶電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理濾波法的原理方框圖濾波法的原理方框圖SSBSSB信號的頻譜信號的頻譜上邊帶頻譜圖上邊帶頻譜圖: : ( )( )SSBDSBSSH電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版

18、社通信原理通信原理濾波法的技術(shù)難點(diǎn)濾波法的技術(shù)難點(diǎn) 濾波特性很難做到具有陡峭的截止特性濾波特性很難做到具有陡峭的截止特性 例如，若經(jīng)過濾波后的話音信號的最低頻率為例如，若經(jīng)過濾波后的話音信號的最低頻率為300Hz300Hz，則，則上下邊帶之間的頻率間隔為上下邊帶之間的頻率間隔為600Hz600Hz，即允許過渡帶為，即允許過渡帶為600Hz600Hz。在在600Hz600Hz過渡帶和不太高的載頻情況下，濾波器不難實(shí)現(xiàn)；過渡帶和不太高的載頻情況下，濾波器不難實(shí)現(xiàn)；但當(dāng)載頻較高時，采用一級調(diào)制直接濾波的方法已不可能但當(dāng)載頻較高時，采用一級調(diào)制直接濾波的方法已不可能實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)制。實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)制。 可

19、以采用多級（一般采用兩級）可以采用多級（一般采用兩級）DSBDSB調(diào)制及邊帶濾波的方調(diào)制及邊帶濾波的方法，即先在較低的載頻上進(jìn)行法，即先在較低的載頻上進(jìn)行DSBDSB調(diào)制，目的是增大過渡調(diào)制，目的是增大過渡帶的歸一化值，以利于濾波器的制作。再在要求的載頻上帶的歸一化值，以利于濾波器的制作。再在要求的載頻上進(jìn)行第二次調(diào)制。進(jìn)行第二次調(diào)制。 當(dāng)調(diào)制信號中含有直流及低頻分量時濾波法就不適用了。當(dāng)調(diào)制信號中含有直流及低頻分量時濾波法就不適用了。電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理相移法和相移法和SSBSSB信號的時域表示信號的時域表示 SSBSSB信號的時域表示式信號的時域表示式設(shè)調(diào)制信號為單

20、頻余弦設(shè)調(diào)制信號為單頻余弦tAtmmmcos)(載波信號載波信號0( )cosc ttDSBDSB信號時域表達(dá)信號時域表達(dá)000( )coscos11cos()cos()22DSBmmmmmmstAttAtAt上邊帶信號上邊帶信號01( )cos()2USBmmstAt0011coscossinsin22mmmmAtAt下邊帶信號下邊帶信號01( )cos()2LSBmmstAt0011coscossinsin22mmmmAttAtt兩式僅正負(fù)號不同電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理相移法和相移法和SSBSSB信號的時域表示信號的時域表示 SSBSSB信號的時域表示式信號的時域表示式

21、 式中，式中，“”表示上邊帶信號，表示上邊帶信號，“+”+”表示下邊帶信號。表示下邊帶信號。 希爾伯特變換：上式中希爾伯特變換：上式中A Am m sinsin m mt t可以看作是可以看作是A Am m coscos m mt t 相相移移 /2/2的結(jié)果。把這一相移過程稱為希爾伯特變換，記為的結(jié)果。把這一相移過程稱為希爾伯特變換，記為“ “ ” ”，則有，則有將上兩式合并將上兩式合并0011( )coscossinsin22SSBmmmmstAttAtttAtAmmmmsinso c將上式改寫為將上式改寫為0011( )coscoscossin22SSBmmmmstAttAtt電子工業(yè)出

22、版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理相移法和相移法和SSBSSB信號的時域表示信號的時域表示式中，式中，式中，式中， 上式中的上式中的-jsgnjsgn 可以看作是希爾伯特濾波器傳遞函數(shù)，即可以看作是希爾伯特濾波器傳遞函數(shù)，即0011( )coscoscossin22SSBmmmmstAttAtt將上式推廣到一般將上式推廣到一般0011( )( ) cos( )sin22SSBstm ttm tt的希爾伯特變換是)()(tmtm m tM m tMsgn)()(jMM1,0sgn1,0sgn)(/ )()(jMMHh電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理相移法相移法SSBSSB調(diào)制器方框圖

23、調(diào)制器方框圖優(yōu)點(diǎn)：不需要濾波器具有陡峭的截止特性優(yōu)點(diǎn)：不需要濾波器具有陡峭的截止特性缺點(diǎn)：寬帶相移網(wǎng)絡(luò)難用硬件實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)：寬帶相移網(wǎng)絡(luò)難用硬件實(shí)現(xiàn)。電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理SSBSSB信號的解調(diào)和信號的解調(diào)和DSBDSB一樣，不能采用簡單的包絡(luò)一樣，不能采用簡單的包絡(luò)檢波，因?yàn)闄z波，因?yàn)镾SBSSB信號也是抑制載波的已調(diào)信號，它信號也是抑制載波的已調(diào)信號，它的包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號的變化，所以仍需的包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號的變化，所以仍需采用相干解調(diào)。采用相干解調(diào)。SSBSSB信號的性能信號的性能SSBSSB信號的實(shí)現(xiàn)比信號的實(shí)現(xiàn)比AMAM、DSBDSB要復(fù)雜，但要復(fù)雜，

24、但SSBSSB調(diào)制方式在調(diào)制方式在傳輸信息時，不僅可節(jié)省發(fā)射功率，而且它所占傳輸信息時，不僅可節(jié)省發(fā)射功率，而且它所占用的頻帶寬度比用的頻帶寬度比AMAM、DSBDSB減少了一半。它目前已成減少了一半。它目前已成為短波通信中一種重要的調(diào)制方式。為短波通信中一種重要的調(diào)制方式。電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理3.2 幅度調(diào)制幅度調(diào)制123電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理殘留邊帶調(diào)制是介于單邊殘留邊帶調(diào)制是介于單邊帶調(diào)制與抑制載波雙邊帶帶調(diào)制與抑制載波雙邊帶調(diào)制之間的一種調(diào)制方式調(diào)制之間的一種調(diào)制方式克服了雙邊帶調(diào)制信號占用克服了雙邊帶調(diào)制信號占用頻帶寬的缺點(diǎn)頻帶寬的缺點(diǎn)解

25、決了單邊帶信號實(shí)現(xiàn)上的解決了單邊帶信號實(shí)現(xiàn)上的難題。難題。產(chǎn)生殘留邊帶信號的關(guān)鍵產(chǎn)生殘留邊帶信號的關(guān)鍵是形成濾波器，可將理想是形成濾波器，可將理想高通濾波器或理想低通濾高通濾波器或理想低通濾波器特性按照殘余對稱原波器特性按照殘余對稱原理進(jìn)行修改，即進(jìn)行滾降理進(jìn)行修改，即進(jìn)行滾降 下邊帶傳遞函數(shù)下邊帶傳遞函數(shù)上邊帶傳遞函數(shù)上邊帶傳遞函數(shù)電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理 0012VSBDSBVSBSSHMMH 頻域表達(dá)式頻域表達(dá)式解調(diào)框圖解調(diào)框圖 000cosc tt 001122pVSBVSBVSBSSCSS 變換到頻域變換到頻域 00000012( )2122VSBVSBVSBVS

26、BSMMHSMMH代入代入電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理 00001224pVSBVVSBSHMMHMMH 0014oVSBVSBMMHH 低通濾波器輸出低通濾波器輸出為常數(shù)才能準(zhǔn)為常數(shù)才能準(zhǔn)確恢復(fù)確恢復(fù)M(M() )00VSBVSBHHH常數(shù)結(jié)論：結(jié)論： 只要?dú)埩暨厧V波器的截止待性在載頻處有互補(bǔ)只要?dú)埩暨厧V波器的截止待性在載頻處有互補(bǔ)對稱特性，采用同步解調(diào)法解調(diào)殘留邊帶信號就對稱特性，采用同步解調(diào)法解調(diào)殘留邊帶信號就能夠準(zhǔn)確地恢復(fù)所需的基能夠準(zhǔn)確地恢復(fù)所需的基帶帶信號信號 殘余邊帶形成濾波器傳遞函數(shù)的互補(bǔ)對稱特性殘余邊帶形成濾波器傳遞函數(shù)的互補(bǔ)對稱特性電子工業(yè)出版社電子工業(yè)

27、出版社通信原理通信原理主要內(nèi)容主要內(nèi)容 3.1 3.1 概概 述述3.2 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 3.3 非線性調(diào)制技術(shù)非線性調(diào)制技術(shù) 3.4 模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能3.5 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理3.3 非線性調(diào)制技術(shù)非線性調(diào)制技術(shù)非線性調(diào)制信號的頻譜與基帶信號的頻譜非線性調(diào)制信號的頻譜與基帶信號的頻譜結(jié)構(gòu)不呈線性關(guān)系，它們之間是非線性變結(jié)構(gòu)不呈線性關(guān)系，它們之間是非線性變換過程，變換要產(chǎn)生一些新的頻率成分。換過程，變換要產(chǎn)生一些新的頻率成分。非線性調(diào)制是通過基帶信號控制載波的頻非線性調(diào)制是通過基帶信號控制載

28、波的頻率或相位來完成的，所以載波的振幅保持率或相位來完成的，所以載波的振幅保持不變。而載波的頻率或相位則隨基帶信號不變。而載波的頻率或相位則隨基帶信號變化。因頻率或相位的變化都可以看成是變化。因頻率或相位的變化都可以看成是載波角度的變化，所以這種調(diào)制又稱載波角度的變化，所以這種調(diào)制又稱角度角度調(diào)制調(diào)制。角度調(diào)制可分為相位調(diào)制和頻率調(diào)制角度調(diào)制可分為相位調(diào)制和頻率調(diào)制電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理3.3 非線性調(diào)制技術(shù)非線性調(diào)制技術(shù)123電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理角度調(diào)制的一般表達(dá)式角度調(diào)制的一般表達(dá)式相位調(diào)制（相位調(diào)制（PMPM）頻率調(diào)制（頻率調(diào)制（FMFM）P

29、MPM與與FMFM間的關(guān)系間的關(guān)系電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理角度調(diào)制的一般表達(dá)式角度調(diào)制的一般表達(dá)式 00coscosc tAtAt載波振幅載波振幅載波瞬時相位載波瞬時相位初始相位初始相位( )/( )dtdtt載波瞬時頻率載波瞬時頻率電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理角度調(diào)制的一般表達(dá)式角度調(diào)制的一般表達(dá)式相位調(diào)制（相位調(diào)制（PMPM）頻率調(diào)制（頻率調(diào)制（FMFM）PMPM與與FMFM間的關(guān)系間的關(guān)系電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理相位調(diào)制相位調(diào)制相位調(diào)制是瞬時相位偏移隨調(diào)制信號相位調(diào)制是瞬時相位偏移隨調(diào)制信號m(tm(t) )線性變化的調(diào)制方式線性變

30、化的調(diào)制方式( )( )Ptk m t瞬時相位偏移瞬時相位偏移瞬時相位瞬時相位00( )( )Pttk m t初相初相調(diào)相靈敏度調(diào)相靈敏度00 0cosPMPstAtk m t單位調(diào)制信號幅度引起單位調(diào)制信號幅度引起PMPM信號的相位偏移量，單位信號的相位偏移量，單位是是radrad/V/V。電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理角度調(diào)制的一般表達(dá)式角度調(diào)制的一般表達(dá)式相位調(diào)制（相位調(diào)制（PMPM）頻率調(diào)制（頻率調(diào)制（FMFM）PMPM與與FMFM間的關(guān)系間的關(guān)系電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理頻率調(diào)制頻率調(diào)制頻率調(diào)制是瞬時頻率偏移隨調(diào)制信號頻率調(diào)制是瞬時頻率偏移隨調(diào)制信號m

31、(tm(t) )線性變化的調(diào)制方式線性變化的調(diào)制方式 瞬時角頻率偏移瞬時角頻率偏移 fk m t瞬時角頻率瞬時角頻率 0( )ftk m t調(diào)頻靈敏度，調(diào)頻靈敏度，單位是單位是rad/s V0( )( )( )fdttk m tdt 00( )tfttkmd 00costFMfstAtkmd電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理角度調(diào)制的一般表達(dá)式角度調(diào)制的一般表達(dá)式相位調(diào)制（相位調(diào)制（PMPM）頻率調(diào)制（頻率調(diào)制（FMFM）PMPM與與FMFM間的關(guān)系間的關(guān)系電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理PM與與FM的關(guān)系的關(guān)系單音調(diào)制的單音調(diào)制的PMPM與與FMFM 設(shè)調(diào)制信號為單一頻

32、率的正弦波，即 用它對載波進(jìn)行相位調(diào)制時，將上式代入 得到 式中，式中，mp = kp Am 調(diào)相指數(shù)，表示最大的相位偏移。調(diào)相指數(shù)，表示最大的相位偏移。( )coscos2mmmmm tAtAf t0( )cos( )PMpstAtk m tPM( )coscoscpmmstAtk AtcosscpmAtm cot電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理PM與與FM的關(guān)系的關(guān)系單音調(diào)制的單音調(diào)制的PMPM與與FMFM 用它對載波進(jìn)行頻率調(diào)制時，將 代入 得到得到FM信號的表示式信號的表示式 式中，式中， 調(diào)頻指數(shù)調(diào)頻指數(shù) ( )coscos2mmmmm tAtAf t0( )cos( )

33、FMfstAtkmdFM0( )coscosfmmstAtk Ad 0cosnfmAtm sitfmfmmmk Afmffmk A最大角頻偏最大角頻偏fmfmf 最大頻偏。最大頻偏。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理PM與與FM的關(guān)系的關(guān)系PMPM與與FMFM信號的波形信號的波形 (a) PM 信號波形 (b) FM 信號波形 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理PM與與FM的關(guān)系的關(guān)系由于頻率和相位之間存在微分與積分的關(guān)系，所由于頻率和相位之間存在微分與積分的關(guān)系，所以以FMFM與與PMPM之間是可以相互轉(zhuǎn)換的。之間是可以相互轉(zhuǎn)換的。比較下面兩式可見比較下面兩式可見如果將

34、調(diào)制信號先微分，而后進(jìn)行調(diào)頻，則得到如果將調(diào)制信號先微分，而后進(jìn)行調(diào)頻，則得到的是調(diào)相波，這種方式叫間接調(diào)相；同樣，如果的是調(diào)相波，這種方式叫間接調(diào)相；同樣，如果將調(diào)制信號先積分，而后進(jìn)行調(diào)相，則得到的是將調(diào)制信號先積分，而后進(jìn)行調(diào)相，則得到的是調(diào)頻波，這種方式叫間接調(diào)頻。調(diào)頻波，這種方式叫間接調(diào)頻。 0( )cos( )PMpstAtk m t0( )cos( )FMfstAtkmd電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理PM與與FM的關(guān)系的關(guān)系直接調(diào)相直接調(diào)相間接調(diào)相間接調(diào)相直接調(diào)頻直接調(diào)頻間接調(diào)頻間接調(diào)頻實(shí)際相位調(diào)制器的調(diào)節(jié)范圍不可能超出實(shí)際相位調(diào)制器的調(diào)節(jié)范圍不可能超出(-(-,

35、,) )直接調(diào)相和間接調(diào)頻適用于相位偏移和頻率偏移不大的直接調(diào)相和間接調(diào)頻適用于相位偏移和頻率偏移不大的窄帶調(diào)制情形窄帶調(diào)制情形直接調(diào)頻和間接調(diào)相適用于寬帶調(diào)制情形直接調(diào)頻和間接調(diào)相適用于寬帶調(diào)制情形調(diào)頻與調(diào)相并無本質(zhì)區(qū)別，兩者之間可以互換。調(diào)頻與調(diào)相并無本質(zhì)區(qū)別，兩者之間可以互換。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理3.3 非線性調(diào)制技術(shù)非線性調(diào)制技術(shù)123電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理根據(jù)調(diào)制后載波瞬時相位偏移的大小，可根據(jù)調(diào)制后載波瞬時相位偏移的大小，可將頻率調(diào)制分為寬帶調(diào)頻（將頻率調(diào)制分為寬帶調(diào)頻（WBFMWBFM）與窄帶）與窄帶調(diào)頻（調(diào)頻（NBFMNBFM）。

36、）。調(diào)頻所引起的最大瞬時相位偏移遠(yuǎn)小于調(diào)頻所引起的最大瞬時相位偏移遠(yuǎn)小于3030時，時，稱為窄帶調(diào)頻，否則，稱為寬帶調(diào)頻。稱為窄帶調(diào)頻，否則，稱為寬帶調(diào)頻。窄帶調(diào)頻（窄帶調(diào)頻（NBFMNBFM） 寬帶調(diào)頻（寬帶調(diào)頻（WBFMWBFM） 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理窄帶調(diào)頻窄帶調(diào)頻（NBFM）1A 000coscoscossinsintFMfttffsttkmdtkmdtkmd調(diào)頻信號表達(dá)式調(diào)頻信號表達(dá)式 max6tfkmd窄帶調(diào)頻窄帶調(diào)頻 cos1tfkmd sin)ttffkmdkmd 00cossintFMfsttkmdt000sin ()()tj jMdttm)()(（設(shè)

37、m(t)的均值為0） 00000()()1( ) sin2MMm t dtt 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理窄帶調(diào)頻窄帶調(diào)頻（NBFM） 00002AMASAMM 0000002fFMkMMS 與與AMAM信號頻譜比較信號頻譜比較帶寬相同帶寬相同mSAMNBFMfBBB22分析差別分析差別頻域表達(dá)式頻域表達(dá)式 0000002fFMkMMS 兩者都含有一個載波和位于 處的兩個邊帶，所以它們的帶寬相同0電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理單頻調(diào)制時單頻調(diào)制時NBFM與與AM的差別的差別 單頻調(diào)制信號單頻調(diào)制信號 cosmmm tAt載波信號載波信號 0cosc ttNBFMN

38、BFM信號信號 0000000cossin1cossinsincoscoscos2tNBFMffmmmfmmmmsttkmdttk Attk AtttAMAM信號信號 00001coscoscoscoscos2AMmmmmmstAttAttt電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理單頻調(diào)制時單頻調(diào)制時NBFM與與AM的差別的差別NBFMNBFM與與AMAM的時間表示式和頻譜式非常相似的時間表示式和頻譜式非常相似都是線性調(diào)制都是線性調(diào)制差別差別單頻調(diào)幅頻譜中各分量的幅度都是正值，頻譜中單頻調(diào)幅頻譜中各分量的幅度都是正值，頻譜中的邊帶分量幅度為的邊帶分量幅度為A Am m/2/2，當(dāng)，當(dāng)A A

39、m m為為l l時，邊帶的最時，邊帶的最大幅度為大幅度為1/21/2，是載波幅度的一半。，是載波幅度的一半。窄帶調(diào)頻時，頻譜中的下邊帶分量幅度為負(fù)值，窄帶調(diào)頻時，頻譜中的下邊帶分量幅度為負(fù)值，其邊帶分量的幅度比載波分量幅度小很多。其邊帶分量的幅度比載波分量幅度小很多。 頻譜圖頻譜圖電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理頻譜圖頻譜圖AMAM中載波與上、下中載波與上、下邊頻合成矢量與載邊頻合成矢量與載波同相，只發(fā)生幅波同相，只發(fā)生幅度變化度變化NBFMNBFM下邊頻為負(fù)，下邊頻為負(fù)，因而合成矢量不與因而合成矢量不與載波同相，窄帶調(diào)載波同相，窄帶調(diào)頻時，合成矢量的頻時，合成矢量的幅度基本不變，

40、形幅度基本不變，形成成FMFM信號。信號。 頻頻譜譜圖圖矢矢量量表表示示電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理窄帶調(diào)頻（窄帶調(diào)頻（NBFMNBFM） 寬帶調(diào)頻（寬帶調(diào)頻（WBFMWBFM） 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理寬帶調(diào)頻寬帶調(diào)頻（WBFM）單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá) 單頻調(diào)制時的頻帶寬度單頻調(diào)制時的頻帶寬度 單頻調(diào)制時的功率分配單頻調(diào)制時的功率分配 任意限帶信號調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的帶寬任意限帶信號調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的帶寬 max( )6tfkmd寬帶調(diào)頻寬帶調(diào)頻電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的

41、頻域表達(dá)單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)單頻調(diào)制信號單頻調(diào)制信號單音調(diào)頻信號單音調(diào)頻信號調(diào)頻指數(shù)調(diào)頻指數(shù)表示最大相位偏移表示最大相位偏移 maxmaxfmfmmmk Afmf 000cossincoscossinsinsinsinFMfmfmfmstAtmtAtmtAtmt展開展開( )coscos2mmmmm tAtAf tFM00( )coscos = cossinfmmfmstAtk AdAtmt fmK A最大角頻偏 fmfmf 最大頻偏最大頻偏電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)sinsinfmmtcossinf

42、mmt展開為以貝塞爾函數(shù)為系數(shù)的三角級數(shù)展開為以貝塞爾函數(shù)為系數(shù)的三角級數(shù) 00( )coscos(sin)sinsin(sin)FMfmfmstAtmtAtmt將上式中的兩個因子分別展成傅里葉級數(shù)，將上式中的兩個因子分別展成傅里葉級數(shù)，tnmJmJtmmfnnfmf2cos)(2)()sincos(120tnmJtmmfnnmf) 12sin()(2)sinsin(112式中式中 Jn (mf) 第一類第一類n階貝塞爾函數(shù)階貝塞爾函數(shù)電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)Jn (mf)曲線電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原

43、理通信原理單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)tnmJmJtmmfnnfmf2cos)(2)()sincos(120tnmJtmmfnnmf) 12sin()(2)sinsin(112代入代入00( )coscos(sin)sinsin(sin)FMfmfmstAtmtAtmt并利用三角公式并利用三角公式)cos(21)cos(21sinsin)cos(21)cos(21coscosBABABABABABA貝塞爾函數(shù)的性質(zhì)貝塞爾函數(shù)的性質(zhì)為奇數(shù)時當(dāng)nmJmJfnfn)()(為偶數(shù)時當(dāng)nmJmJfnfn)()(FM信號的級數(shù)展開式信號的級數(shù)展開式電子工業(yè)出版社電子工業(yè)

44、出版社通信原理通信原理單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)00100( )()cos()cos()cos() FMffmmstAJ mtAJ mtt200()cos(2)cos(2) fmmAJmtt+200()cos(3)cos(3) fmmAJmtt-0()cos()nfmnAJ mnt=調(diào)頻信號的頻域表達(dá)式調(diào)頻信號的頻域表達(dá)式00( )()()()FMnfmmSAJ mnn 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)調(diào)頻信號的頻域表達(dá)式調(diào)頻信號的頻域表達(dá)式00( )()()()FMnfmmSAJ

45、 mnn 調(diào)頻信號的頻譜由載波分量調(diào)頻信號的頻譜由載波分量 0和無數(shù)邊頻和無數(shù)邊頻( 0 n m)組成組成當(dāng)當(dāng)n = 0時是載波分量時是載波分量 0 ，其幅度為，其幅度為AJ0 (mf)當(dāng)當(dāng)n 0時是對稱分布在載頻兩側(cè)的邊頻分量時是對稱分布在載頻兩側(cè)的邊頻分量( 0 n m) ，其幅度，其幅度為為AJn (mf)，相鄰邊頻之間的間隔為，相鄰邊頻之間的間隔為 m；且當(dāng)；且當(dāng)n為奇數(shù)時，上下邊為奇數(shù)時，上下邊頻極性相反；頻極性相反；由此可見，由此可見，F(xiàn)M信號的頻譜不再是調(diào)制信號頻譜的線性搬移，而信號的頻譜不再是調(diào)制信號頻譜的線性搬移，而是一種非線性過程。是一種非線性過程。 頻譜頻譜只畫出了單邊振

46、幅譜。只畫出了單邊振幅譜。電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理寬帶調(diào)頻寬帶調(diào)頻（WBFM）單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá) 單頻調(diào)制時的頻帶寬度單頻調(diào)制時的頻帶寬度 單頻調(diào)制時的功率分配單頻調(diào)制時的功率分配 任意限帶信號調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的帶寬任意限帶信號調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的帶寬 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理單頻調(diào)制時的頻帶寬度單頻調(diào)制時的頻帶寬度調(diào)頻信號的頻譜包含無窮多個頻率分量，理論帶調(diào)頻信號的頻譜包含無窮多個頻率分量，理論帶寬為無限寬。寬為無限寬。實(shí)際上各次邊頻幅度隨著實(shí)際上各次邊頻幅度隨著n n的增大而減小，因此只的增大而減小，因

47、此只要取適當(dāng)?shù)囊∵m當(dāng)?shù)膎 n值，使邊頻分量小到可以忽略的程度，值，使邊頻分量小到可以忽略的程度，調(diào)頻信號可以近似認(rèn)為具有有限頻譜調(diào)頻信號可以近似認(rèn)為具有有限頻譜 。通常采用的原則是，信號的頻帶寬度應(yīng)包括幅度通常采用的原則是，信號的頻帶寬度應(yīng)包括幅度大于未調(diào)載波的大于未調(diào)載波的10%10%以上的邊頻分量。以上的邊頻分量。當(dāng)當(dāng)m mf f 1 1以后，取邊頻數(shù)以后，取邊頻數(shù)n n = = m mf f + 1 + 1即可。因?yàn)榧纯?。因?yàn)閚 n m mf f + 1 + 1以上的邊頻幅度均小于以上的邊頻幅度均小于0.10.1。電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理單頻調(diào)制時的頻帶寬度單頻調(diào)制

48、時的頻帶寬度 被保留的上、下邊頻數(shù)共有被保留的上、下邊頻數(shù)共有2n = 2(mf + 1)個，個，相鄰邊頻之間的頻率間隔為相鄰邊頻之間的頻率間隔為fm帶寬公式帶寬公式max212FMfmmBmfff調(diào)制信號頻率調(diào)制信號頻率2mmf最大頻偏最大頻偏2maxmaxf1fm mFMfB2NBFMNBFM的帶寬的帶寬1fm max2 fBFM大指數(shù)大指數(shù)WBFMWBFM的帶寬的帶寬例如，調(diào)頻廣播中規(guī)定的最大頻偏例如，調(diào)頻廣播中規(guī)定的最大頻偏 f為為75kHz，最高調(diào)，最高調(diào)制頻率制頻率fm為為15kHz，故調(diào)頻指數(shù)，故調(diào)頻指數(shù)mf 5，由上式可計(jì)算，由上式可計(jì)算出此出此FM信號的頻帶寬度為信號的頻帶寬

49、度為180kHz。電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理寬帶調(diào)頻寬帶調(diào)頻（WBFM）單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá) 單頻調(diào)制時的頻帶寬度單頻調(diào)制時的頻帶寬度 單頻調(diào)制時的功率分配單頻調(diào)制時的功率分配 任意限帶信號調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的帶寬任意限帶信號調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的帶寬 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理單頻調(diào)制時的功率分配單頻調(diào)制時的功率分配單音調(diào)頻信號可以分解為無窮多對邊頻分量單音調(diào)頻信號可以分解為無窮多對邊頻分量之和之和 0cosFMnfmnstAJmnt由帕塞瓦爾定理得由帕塞瓦爾定理得 2222nFMFMfnAPstjm根據(jù)貝塞爾函數(shù)

50、根據(jù)貝塞爾函數(shù) 2()1nfnJm22FMcAPP電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理寬帶調(diào)頻寬帶調(diào)頻（WBFM）單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá)單頻調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的頻域表達(dá) 單頻調(diào)制時的頻帶寬度單頻調(diào)制時的頻帶寬度 單頻調(diào)制時的功率分配單頻調(diào)制時的功率分配 任意限帶信號調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的帶寬任意限帶信號調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的帶寬 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理任意限帶信號調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的帶寬任意限帶信號調(diào)制時寬帶調(diào)頻信號的帶寬對于多音或其它任意信號調(diào)制的調(diào)頻波的頻對于多音或其它任意信號調(diào)制的調(diào)頻波的頻譜分析極其復(fù)雜。譜分析極其復(fù)雜。經(jīng)驗(yàn)表明，對卡森公式做適當(dāng)修改

51、，即可得經(jīng)驗(yàn)表明，對卡森公式做適當(dāng)修改，即可得到任意限帶信號調(diào)制時調(diào)頻信號帶寬的估算到任意限帶信號調(diào)制時調(diào)頻信號帶寬的估算公式公式21FMmBDf頻偏比頻偏比2D 21FMmBDf電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理4.3 非線性調(diào)制技術(shù)非線性調(diào)制技術(shù)123電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理調(diào)頻信號的產(chǎn)生調(diào)頻信號的產(chǎn)生 調(diào)頻信號的解調(diào)調(diào)頻信號的解調(diào) 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理調(diào)頻信號的產(chǎn)生調(diào)頻信號的產(chǎn)生產(chǎn)生調(diào)頻信號的方法通常有兩種：直接法產(chǎn)生調(diào)頻信號的方法通常有兩種：直接法和間接法和間接法 直接法直接法間接法間接法電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理

52、直接法直接法直接法利用調(diào)制信號直接控制振蕩器的頻直接法利用調(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。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振蕩頻率由外部電壓控制的振蕩器叫做壓控振蕩器（控振蕩器（VCOVCO），它產(chǎn)生的輸出頻率正比），它產(chǎn)生的輸出頻率正比于所加的控制電壓于所加的控制電壓 0( )iftk m t LCLC振蕩器：用變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻。振蕩器：用變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻。壓控振蕩器中心頻率壓控振蕩器中心頻率方框圖方框圖電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理調(diào)頻信號的產(chǎn)生調(diào)頻信號的產(chǎn)生直接法直接法間接法間接法電子工業(yè)出版社電

53、子工業(yè)出版社通信原理通信原理間接法間接法間接調(diào)頻法是先對調(diào)制信號積分，再對載波進(jìn)行間接調(diào)頻法是先對調(diào)制信號積分，再對載波進(jìn)行相位調(diào)制，從而產(chǎn)生調(diào)頻信號相位調(diào)制，從而產(chǎn)生調(diào)頻信號只能獲得窄帶只能獲得窄帶調(diào)頻信號。調(diào)頻信號。為了獲得寬帶調(diào)頻信號，可利用倍頻器再把為了獲得寬帶調(diào)頻信號，可利用倍頻器再把NBFMNBFM信號變換成信號變換成WBFMWBFM信號。信號。 窄帶調(diào)頻信號的產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號的產(chǎn)生間接調(diào)頻間接調(diào)頻電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理間接法間接法NBFMNBFM信號信號 00cossintNBFMfsttkmdt輸入信號輸入信號 0cosis tAtt倍頻后輸出信號倍頻后輸

54、出信號 22220011cos1cos 2222oistkstkAttkAtt濾出上式的直流分量后，可得到新的調(diào)頻信號濾出上式的直流分量后，可得到新的調(diào)頻信號, ,其載頻和相位偏移其載頻和相位偏移均增為均增為2 2倍，由于相位偏移增為倍，由于相位偏移增為2 2倍，因而調(diào)頻指數(shù)也必然增為倍，因而調(diào)頻指數(shù)也必然增為2 2倍。倍。同理，經(jīng)同理，經(jīng)n n次倍頻后可以使調(diào)頻信號的載頻和調(diào)頻指數(shù)增為次倍頻后可以使調(diào)頻信號的載頻和調(diào)頻指數(shù)增為n n倍。倍。電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理調(diào)頻信號的產(chǎn)生調(diào)頻信號的產(chǎn)生 調(diào)頻信號的解調(diào)調(diào)頻信號的解調(diào) 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理調(diào)頻信

55、號的解調(diào)調(diào)頻信號的解調(diào)非相干解調(diào)非相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理非相干解調(diào)非相干解調(diào)輸入調(diào)頻信號輸入調(diào)頻信號 0costFMfsttkmd解調(diào)器輸出解調(diào)器輸出 ofmtk m t理想鑒頻特性理想鑒頻特性鑒頻器鑒頻器電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理非相干解調(diào)非相干解調(diào)微分器輸出微分器輸出包絡(luò)檢波器輸出包絡(luò)檢波器輸出 00sintFMffsttk m ttkmd odfmtk k m t鑒頻器靈敏度鑒頻器靈敏度上述方法又稱為包絡(luò)檢測（非相干解調(diào)）上述方法又稱為包絡(luò)檢測（非相干解調(diào)）。缺點(diǎn)缺點(diǎn)包絡(luò)檢波器對于由信道噪聲和其它原因引起的包絡(luò)檢波器對于由信

56、道噪聲和其它原因引起的幅度起伏也有反應(yīng)。因此，使用中常在微分器幅度起伏也有反應(yīng)。因此，使用中常在微分器之前加一個限幅器和帶通濾波器。之前加一個限幅器和帶通濾波器。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理調(diào)頻信號的解調(diào)調(diào)頻信號的解調(diào)非相干解調(diào)非相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理相干解調(diào)相干解調(diào)窄帶調(diào)頻信號窄帶調(diào)頻信號相干載波相干載波 00cossintNBFMfstAtA kmdt 0sinc tt 低通濾波器濾除高頻分量低通濾波器濾除高頻分量乘法器輸出乘法器輸出 00sin21 cos222tpfAAsttkmdt 2tfAkmd微分后輸出微分后輸出 0

57、2fAmtk m t電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理主要內(nèi)容主要內(nèi)容3.2 幅度調(diào)制幅度調(diào)制 3.3 非線性調(diào)制技術(shù)非線性調(diào)制技術(shù) 3.4 模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能3.5 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 3.1 3.1 概概 述述電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理3.4 模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能12電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理通信系統(tǒng)抗噪聲性能分析模型通信系統(tǒng)抗噪聲性能分析模型 線性調(diào)制相干解調(diào)的抗噪聲性能線性調(diào)制相干解調(diào)的抗噪聲性能 常規(guī)調(diào)幅包絡(luò)檢波的抗噪聲性能常規(guī)調(diào)幅包絡(luò)檢波的抗噪聲性能 電

58、子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理通信系統(tǒng)抗噪聲性能分析模型通信系統(tǒng)抗噪聲性能分析模型已調(diào)信號已調(diào)信號 00cosmstAm tt疊加高斯白噪聲疊加高斯白噪聲 n t經(jīng)過帶通濾波器經(jīng)過帶通濾波器 in t窄帶高斯噪聲窄帶高斯噪聲 000cossincosicsn tnttnttV ttt 22csV tnn /sctarctg ntnt正交分量正交分量同相分量同相分量 cnt sn t都是高都是高斯變量斯變量電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理通信系統(tǒng)抗噪聲性能分析模型通信系統(tǒng)抗噪聲性能分析模型窄帶高斯噪聲窄帶高斯噪聲n ni i(t(t) )的同相分量的同相分量n nc c(

59、t(t) )和正交和正交分量分量n ns s(t(t) )都是高斯變量，它們的均值和均都是高斯變量，它們的均值和均方值（平均功率）都與方值（平均功率）都與n ni i(t(t) )相同相同 0icsn tntnt 222icsintntntN解調(diào)器輸入噪聲功率解調(diào)器輸入噪聲功率高斯白噪聲雙邊功率譜密度高斯白噪聲雙邊功率譜密度2/0n帶通濾波器帶通濾波器幅度為幅度為1 1，帶寬，帶寬2B2B的理想矩形函數(shù)的理想矩形函數(shù)BnNi0電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理通信系統(tǒng)抗噪聲性能分析模型通信系統(tǒng)抗噪聲性能分析模型輸出信噪比定義：輸出信噪比定義：只要解調(diào)器輸出端有用信號能與噪聲分開，輸出

60、只要解調(diào)器輸出端有用信號能與噪聲分開，輸出信噪比就能確定。信噪比就能確定。輸出信噪比與調(diào)制方式有關(guān)，也與解調(diào)方式有關(guān)。輸出信噪比與調(diào)制方式有關(guān)，也與解調(diào)方式有關(guān)。輸出信噪比反映了系統(tǒng)的抗噪聲性能。輸出信噪比反映了系統(tǒng)的抗噪聲性能。信噪比增益信噪比增益( (調(diào)制制度調(diào)制制度) )定義：定義： 200200mtSNnt解調(diào)器輸出信號的平均功率解調(diào)器輸出噪聲的平均功率00/iiSNGSN電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社通信原理通信原理通信系統(tǒng)抗噪聲性能分析模型通信系統(tǒng)抗噪聲性能分析模型人們常用信噪比增益作為不同調(diào)制方式下解人們常用信噪比增益作為不同調(diào)制方式下解調(diào)器抗噪性能的度量。調(diào)器抗噪性能的度量。信噪