第三章模擬調(diào)制系統(tǒng)主要內(nèi)容：模擬調(diào)制系統(tǒng)的組成框圖幅度調(diào)制、角度調(diào)制的基本概念幅度調(diào)制的四種調(diào)制方法抗噪聲性能的分析方法頻分復(fù)用系統(tǒng)重點：模擬調(diào)制系統(tǒng)的組成框圖四種調(diào)幅信號的表達式和參數(shù)計算信噪比的推導(dǎo)公式頻分復(fù)用的概念3.1引言3.2幅度調(diào)制的原理及抗噪性能3.3非線性調(diào)制的原理及抗噪性能3.4各種模擬系統(tǒng)的比較3.5頻分復(fù)用（FDM）

3.6復(fù)合調(diào)制和多路調(diào)制的概念目錄3.1引言3.1.1基本概念

1、調(diào)制信號：原始電信號（低頻信號）

2、載波：單一頻率的正弦波（高頻信號）

3、已調(diào)信號：調(diào)制信號和載波的合成信號（高頻信號）

4、調(diào)制：用調(diào)制信號去控制載波信號的某個參數(shù)，使參數(shù)隨調(diào)制信號的變化而變化。

5、解調(diào)：調(diào)制的逆過程3.1.2調(diào)制的目的將調(diào)制信號變換成適合信道傳輸?shù)囊颜{(diào)信號3.1.3調(diào)制的方法幅度:AM、DSB、SSB、VSB角度:FM、PM模擬數(shù)字3.2幅度調(diào)制的原理及抗噪性能3.2.2線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能3.2.1幅度調(diào)制原理3.2.1幅度調(diào)制原理2、四種調(diào)幅信號1、調(diào)幅定義：載波的振幅隨調(diào)制信號的變化而變化設(shè)載波為調(diào)制信號為則已調(diào)信號為1)AM

信號：普通調(diào)幅波2)DSB

信號：雙邊帶信號3)SSB

信號：單邊帶信號4)VSB

信號：殘余邊帶信號重要參數(shù)：信道帶寬AM

信號2）頻譜結(jié)構(gòu)

3）調(diào)制方法四種信號同時演示4）解調(diào)方法（1）非相干解調(diào)：包絡(luò)檢波法（2）相干解調(diào)：同步檢波法1）信號表達式重要參數(shù)：信號帶寬頻譜計算

頻譜圖

（1）信號表達式：形成條件：其中：是直流分量。是交流分量（2）信號波形：包絡(luò)卷積定理常用運算公式常用信號頻譜AM

頻譜公式：卷積運算因為所以且上邊帶下邊帶AM

頻譜示意圖：從頻譜結(jié)構(gòu)上看，的頻譜是的頻譜在頻域內(nèi)的線性搬移稱之為線性調(diào)制低通調(diào)制模型1）AM

信號：2）DSB

信號：4）VSB

信號：3）SSB

信號：帶通DSB

信號重要參數(shù)：信道帶寬4）解調(diào)方法只有相干解調(diào)1）信號表達式重要參數(shù)：信號帶寬2）頻譜結(jié)構(gòu)3）調(diào)制方法四種信號同時演示DSB

信號表達式：信號波形：DSB

頻譜結(jié)構(gòu)頻譜圖：下邊帶上邊帶單一頻率復(fù)合頻率包絡(luò)SSB

信號重要參數(shù)：信道帶寬4）解調(diào)方法只有相干解調(diào)重要參數(shù)：信號帶寬2）頻譜結(jié)構(gòu)3）調(diào)制方法四種信號同時演示1）信號表達式分為上邊帶SSB和下邊帶SSB信號SSB信號表達式下邊帶：上邊帶：希爾伯特變換公式：

是希爾伯特變換SSB

頻譜結(jié)構(gòu)上邊帶要求下邊帶要求下邊帶推導(dǎo)

表達式注：VSB

信號重要參數(shù)：信道帶寬重要參數(shù)：信號帶寬1）頻譜結(jié)構(gòu)2）調(diào)制方法四種信號同時演示解決DSB信號頻帶寬，SSB信號難于實現(xiàn)的問題3）解調(diào)方法（1）非相干解調(diào)：包絡(luò)檢波法（2）相干解調(diào)：同步檢波法分析同步解調(diào)方法討論滿足要求的VSB

頻譜結(jié)構(gòu)分析思路：（1）發(fā)送端對信號進行調(diào)制的目的是為了使接收端完整不失真地還原信號，因而的作用需和接收機的功能綜合考慮。（2）接收端收到的信號是，因而還原信號與接收方法有關(guān)。結(jié)論：同步解調(diào)低通AM

信號頻譜在載頻ωc處具有互補對稱的截止特性（不唯一），且相對陡峭。VSB：同步解調(diào)過程：還原信號：3.2.2線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能基本概念1)抗噪性能針對接收機而言接收機收到的信號是有效信號和噪聲信號之和

2)所有噪聲均為加性高斯白噪聲

3)抗噪性能參數(shù)為信噪比1.接收機框圖2.噪聲描述AM系統(tǒng)非相干解調(diào)相干解調(diào)DSB系統(tǒng)相干解調(diào)SSB系統(tǒng)相干解調(diào)VSB系統(tǒng)3.接收系統(tǒng)特性對同一系統(tǒng),不同的解調(diào)方法其性能會變接收機框圖：解調(diào)器框圖：接收機信道低通

相干包絡(luò)檢波器非相干帶通解調(diào)分析思路：計算解調(diào)器輸入端和輸出端的信號功率、噪聲功率，得到信噪比參數(shù)根據(jù)信噪比判斷接收機的性能噪聲描述：

是高斯窄帶白噪聲，頻寬由帶通濾波器的帶寬決定（統(tǒng)計平均功率相等）

是高斯白噪聲（雙邊功率譜）令（輸入噪聲功率）輸出噪聲功率值取決于解調(diào)方式令解調(diào)器輸入噪聲：解調(diào)器輸出噪聲：AM

非相干解調(diào)包絡(luò)檢波器帶通解調(diào)器輸入端定義：輸入信噪比定義：信號功率噪聲功率解調(diào)器輸出端定義：信號功率∵輸出信號與包絡(luò)檢波器輸入信號的包絡(luò)有關(guān)∴分析的形成討論大信噪比、小信噪比∴令包絡(luò)∵大信噪比情況：條件

含義：輸出信號輸出噪聲直流參數(shù)定義：輸出信噪比∴信號功率噪聲功率（2）小信噪比情況條件說明：輸出噪聲輸出信號表示輸出信號中沒有單獨的信號項而被擾亂成為一個隨機噪聲，使得輸出信噪比急劇惡化，這種現(xiàn)象稱為“門限效應(yīng)”。導(dǎo)致這種現(xiàn)象出現(xiàn)的輸入信噪比稱為“門限”。參數(shù)計算超范圍忽略∴∵AM

相干解調(diào)解調(diào)器輸出端定義：信號功率解調(diào)器輸入端定義：輸入信噪比∴信號功率低通帶通∵噪聲功率∴定義：輸出信噪比定義：噪聲功率結(jié)論：與大信噪比前提下的包絡(luò)檢波器的性能一樣定義：調(diào)制制度增益∴DSB

同步檢波低通帶通解調(diào)器輸入端定義：輸入信噪比定義：信號功率噪聲功率解調(diào)器輸出端定義：信號功率∴定義：噪聲功率∵∴∵定義：輸出信噪比定義：調(diào)制制度增益結(jié)論：說明輸出信號性能提高一倍，原因是輸入噪聲中的正交分量被抑制

SSB

同步檢波低通帶通解調(diào)器輸入端定義：信號功率噪聲功率P71定義：輸入信噪比解調(diào)器輸出端定義：信號功率∴定義：噪聲功率∵∴∵定義：輸出信噪比定義：調(diào)制制度增益結(jié)論:1）SSB系統(tǒng)與DSB系統(tǒng)的不同之處是帶通濾波器的帶寬小一半。

2）雖然GDSB>GSSB，但從抗噪觀點效果出發(fā)，兩系統(tǒng)的性能一樣。例：設(shè)DSB和SSB系統(tǒng)于發(fā)送端發(fā)出的信號功率相等則DSB系統(tǒng)在解調(diào)器輸入端的信噪比是SSB系統(tǒng)的一半，最終兩系統(tǒng)的輸出信噪比相同3.3非線性調(diào)制的原理及抗噪性能3.3.1非線性調(diào)制的原理3.3.2非線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能FM

信號4）解調(diào)方法：鑒頻法2）頻譜結(jié)構(gòu)3）調(diào)制方法：直接調(diào)頻、間接調(diào)頻1）信號表達式3.3.1非線性調(diào)制的原理定義:調(diào)制信號控制載波信號的頻率或相位,使頻率或相位隨調(diào)制信號的變化而變化,稱為角度調(diào)制PM

信號信號帶寬1）信號表達式設(shè)載波為調(diào)制信號為則調(diào)頻波為FM

信號令∴∴調(diào)頻波設(shè)載波為調(diào)制信號為則調(diào)相波為PM

信號令∴調(diào)相波FM的頻譜令∴定義：調(diào)頻指數(shù)∵特征：FM

的頻譜理論值無窮大，但可根據(jù)調(diào)頻指數(shù)分為寬帶調(diào)頻和窄帶調(diào)頻∴FM

的頻譜與的值有關(guān)結(jié)論：信號帶寬時時只與信號強度有關(guān)，與信號頻率無關(guān)與AM

信號帶寬相同例FM

解調(diào)框圖鑒頻器低通帶通限幅討論各點信號間的關(guān)系矢量圖及公式推導(dǎo)3.3.2非線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能討論FM

信號解調(diào)框圖1、輸入端Si/Ni討論：2、輸出端∴∴計算低通的輸出信號：

∴輸出信號功率∴輸出噪聲功率均勻分布非均勻分布例子例

3.4各種模擬系統(tǒng)的比較在輸入條件相同下，即解調(diào)器輸入端的信噪比相同參考矢量

βα

FDM定義：使不同的信號占據(jù)不同頻率范圍的技術(shù)復(fù)用：若干路相互獨立的信號合并成一路符合信號分接：將一路復(fù)合信號無失真地分接成若干路獨立信號3.5頻分復(fù)用（FDM）

頻分復(fù)用組成框圖①②③特點：FDM是模擬通信中的一種主要復(fù)