TonyChou走進(jìn)模擬調(diào)制系統(tǒng)的世界

——從廣播說開去23Peoplewhoweren’taroundinthetwentieswhenradioexplodedcan’tknowwhatitmeant,thismilestoneformankind.Suddenly,withradio,therewasinstanthumancommunication.Nolongerwereourhomesisolatedandlonelyandsilent.Theworldcameintoourhomesforthefirsttime.Musiccamepouringin.Laughtercamein.Newscamein.Theworldshrank,withradio.——RedBarber,sportscaster1920~1940——GoldenAgeofRadio41940~AgeofFM56問題AM與FM有何差異？如何從原理上理解AM與FM的差異？FM如何實(shí)現(xiàn)立體聲廣播？7問題AM與FM有何差異？如何從原理上理解AM與FM的差異？FM如何實(shí)現(xiàn)立體聲廣播？8覆蓋范圍聲音質(zhì)量抗干擾AM廣較差弱FM有限好強(qiáng)模擬調(diào)制系統(tǒng)線性調(diào)制（幅度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能非線性調(diào)制（角度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能各模擬調(diào)制系統(tǒng)比較頻分復(fù)用模擬調(diào)制系統(tǒng)線性調(diào)制（幅度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能非線性調(diào)制（角度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能各模擬調(diào)制系統(tǒng)比較頻分復(fù)用幅度調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制AM雙邊帶抑制載波調(diào)幅DSB-SC單邊帶調(diào)幅SSB殘留邊帶調(diào)幅VSB幅度調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制AM雙邊帶抑制載波調(diào)幅DSB-SC單邊帶調(diào)幅SSB殘留邊帶調(diào)幅VSBAM已調(diào)信號(hào)頻譜分析當(dāng)時(shí)，包絡(luò)與m(t)完全相同。定義：相干解調(diào)時(shí)的制度增益結(jié)論：在大信噪比情況下，采用包絡(luò)檢波，AM系統(tǒng)的抗噪聲性能幾乎與同步解調(diào)的相同。但隨著信噪比的減小，包絡(luò)檢波器將在一個(gè)特定輸入信噪比值上出現(xiàn)門限效應(yīng)。一旦出現(xiàn)門限效應(yīng)，解調(diào)器的輸出信噪比將急劇變壞。包絡(luò)檢波器G門限值0非相干解調(diào)時(shí)的制度增益大信噪比小信噪比信號(hào)淹沒在噪聲中模擬調(diào)制系統(tǒng)線性調(diào)制（幅度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能非線性調(diào)制（角度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能各模擬調(diào)制系統(tǒng)比較頻分復(fù)用模擬調(diào)制系統(tǒng)線性調(diào)制（幅度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能非線性調(diào)制（角度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能各模擬調(diào)制系統(tǒng)比較頻分復(fù)用角度調(diào)制基本原理頻率調(diào)制FM相位調(diào)制PMFM與PM關(guān)系窄帶調(diào)頻寬帶調(diào)頻FM頻域表達(dá)式FM帶寬功率分配調(diào)制與解調(diào)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻直接法間接法（Armstrong）解調(diào)相干法非相干法抗噪性能分析FM中的加重技術(shù)角度調(diào)制基本原理頻率調(diào)制FM相位調(diào)制PMFM與PM關(guān)系窄帶調(diào)頻寬帶調(diào)頻FM頻域表達(dá)式FM帶寬功率分配調(diào)制與解調(diào)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻直接法間接法（Armstrong）解調(diào)相干法非相干法抗噪性能分析FM中的加重技術(shù)卡森(Carson)公式調(diào)頻信號(hào)帶寬寬帶調(diào)頻（WBFM）角度調(diào)制基本原理頻率調(diào)制FM相位調(diào)制PMFM與PM關(guān)系窄帶調(diào)頻寬帶調(diào)頻FM頻域表達(dá)式FM帶寬功率分配調(diào)制與解調(diào)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻直接法間接法（Armstrong）解調(diào)相干法非相干法抗噪性能分析FM中的加重技術(shù)調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能分析

BPFLPF理想帶通加限幅理想低通窄帶高斯高斯白噪聲頻率調(diào)制信號(hào)輸出信號(hào)輸出噪聲解調(diào)輸入信噪比解調(diào)輸出信噪比鑒頻器大信噪比下調(diào)頻系統(tǒng)的制度增益以帶寬換取信噪比調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能分析

小信噪比時(shí)的門限效應(yīng)門限值與mf有關(guān)門限值以上時(shí)，成線性關(guān)系門限值以下時(shí)，急劇惡化NBFM采用相干調(diào)制解調(diào)時(shí)不存在門限效應(yīng)。調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能分析

角度調(diào)制基本原理頻率調(diào)制FM相位調(diào)制PMFM與PM關(guān)系窄帶調(diào)頻寬帶調(diào)頻FM頻域表達(dá)式FM帶寬功率分配調(diào)制與解調(diào)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻直接法間接法（Armstrong）解調(diào)相干法非相干法抗噪性能分析FM中的加重技術(shù)預(yù)加重與去加重輸出噪聲功率的特點(diǎn)高頻信號(hào)功率不大，而噪聲功率急劇增大所以要刻意的將高頻段的噪聲衰減，但同時(shí)也衰減了傳輸信號(hào)的高頻段因此要用一個(gè)預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)來處理調(diào)制信號(hào)的高頻分量f0n0-BFM/2BFM/2-BFM/2BFM/2fm-fmPs(f)Pd(f)f0輸出噪聲功率的特點(diǎn)⊕BPFLPF理想低通頻率調(diào)制鑒頻器預(yù)加重高通Hp(f)低通Hd(f)去加重預(yù)加重與去加重預(yù)加重與去加重預(yù)加重預(yù)加重與去加重預(yù)加重預(yù)加重與去加重預(yù)加重與去加重去加重預(yù)加重與去加重34問題AM與FM有何差異？如何從原理上理解AM與FM的差異？FM如何實(shí)現(xiàn)立體聲廣播？模擬調(diào)制系統(tǒng)線性調(diào)制（幅度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能非線性調(diào)制（角度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能各模擬調(diào)制系統(tǒng)比較頻分復(fù)用模擬調(diào)制系統(tǒng)線性調(diào)制（幅度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能非線性調(diào)制（角度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能各模擬調(diào)制系統(tǒng)比較頻分復(fù)用調(diào)制方式傳輸帶寬設(shè)備復(fù)雜程度調(diào)制與解調(diào)主要應(yīng)用AM2fm簡單通常包絡(luò)檢波中短波無線電廣播DSB2fm中等相干解調(diào)應(yīng)用較少，立體聲廣播SSBfm復(fù)雜調(diào)制復(fù)雜，相干解調(diào)短波無線電廣播、話音頻分復(fù)用、載波通信VSB略大于fm中等調(diào)制器要求對稱濾波，相干解調(diào)電視廣播、傳真FM中等調(diào)制復(fù)雜，解調(diào)簡單超短波小功率電臺(tái)（窄帶FM）；調(diào)頻立體聲廣播等高質(zhì)量通信（寬帶FM），微波中繼，衛(wèi)星通信各模擬調(diào)制系統(tǒng)比較抗噪聲性能比較

WBFM杭噪聲性能最好，AM抗噪聲性能最差。FM的調(diào)頻指數(shù)mf越大，抗噪聲性能越好，但占據(jù)的帶寬越寬，頻帶利用率低。

各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能曲線各模擬調(diào)制系統(tǒng)比較38

頻帶特性比較

國際上規(guī)定中波廣播的頻道間隔為9千赫調(diào)幅波帶寬有限調(diào)頻波帶寬復(fù)雜音頻信號(hào)的高音頻率擴(kuò)大至

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千赫高音豐富、清晰、逼真好的FM接收機(jī)+優(yōu)質(zhì)天線=接近CD音質(zhì)的音質(zhì)模擬調(diào)制系統(tǒng)線性調(diào)制（幅度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能非線性調(diào)制（角度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能各模擬調(diào)制系統(tǒng)比較頻分復(fù)用模擬調(diào)制系統(tǒng)線性調(diào)制（幅度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能非線性調(diào)制（角度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能各模擬調(diào)制系統(tǒng)比較頻分復(fù)用頻分復(fù)用按頻率分割多路信號(hào)的方法，即將信道的可用頻帶分成若干互不交疊的頻段，每路信號(hào)占據(jù)其中的一個(gè)頻段。在接收端用適當(dāng)?shù)臑V波器將多路信號(hào)分開,分別進(jìn)行解調(diào)和終端處理。

各路載頻的間隔除了考慮信號(hào)頻譜不重疊外，還應(yīng)考慮到傳輸過程中鄰路信號(hào)的相互干擾，以及帶通濾波器制作的困難程度。因此在選擇各路載波信號(hào)的頻率時(shí)，在保證各路信號(hào)的帶寬以外，還應(yīng)留有一定的防衛(wèi)間隔，一般要求相鄰載波之間的間隔為式中Bs為已調(diào)信號(hào)帶寬，Bg為防衛(wèi)間隔。頻分復(fù)用的優(yōu)點(diǎn):

信道的利用率高，允許復(fù)用的路數(shù)多，分路也很方便。頻分復(fù)用的缺點(diǎn):

設(shè)備復(fù)雜，不僅需要大量的調(diào)制器、解調(diào)器和帶通濾波器，而且還要求接收端提供相干載波。會(huì)因?yàn)V波器件特性不夠理想和信道內(nèi)存在非線性而產(chǎn)生路間干擾。因此頻分復(fù)用信號(hào)的抗干擾性能較差。多級(jí)調(diào)制兩級(jí)單邊帶調(diào)制的復(fù)用系統(tǒng)（基帶組成）多級(jí)調(diào)制是指在一個(gè)復(fù)用系統(tǒng)內(nèi)，對同一個(gè)基帶信號(hào)進(jìn)行兩次或兩次以上同一種方式的調(diào)制。47

如果需要復(fù)用的路數(shù)為n，采用二級(jí)調(diào)制方式，將n路分為n2組，每組中有n1路信號(hào)這時(shí)有兩級(jí)調(diào)制所需載頻數(shù)及相應(yīng)部件的類型數(shù)為但調(diào)制部件所需的數(shù)目為48如12路載波電話。若采用一級(jí)調(diào)制，需載頻12種、調(diào)制器12種、濾波器12種。若采用二級(jí)調(diào)制，n1=3,n2=4需載頻n1+n2=7種、調(diào)制器種類n1+n2=7種，調(diào)制器個(gè)數(shù)n1n2+n2=16個(gè)、濾波器個(gè)數(shù)16個(gè)。復(fù)合調(diào)制49

采用兩種或兩種以上調(diào)制方式形成的復(fù)用系統(tǒng)稱為復(fù)合調(diào)制系統(tǒng)。模擬調(diào)制中，通常先形成頻分復(fù)用信號(hào)，然后再進(jìn)行第二種調(diào)制。例：DSB/FM復(fù)合調(diào)制系統(tǒng)各模擬調(diào)制系統(tǒng)比較模擬調(diào)制系統(tǒng)線性調(diào)制（幅度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能非線性調(diào)制（角度調(diào)制）原理調(diào)制解調(diào)抗噪聲性能頻分復(fù)用51問題AM與FM有何差異？如何從原理上理解AM與FM的差異？FM如何實(shí)現(xiàn)立體聲廣播？調(diào)頻立體聲廣播原理：FM立體聲廣播中，聲音在空間上被分成兩路音頻信號(hào)，一個(gè)左聲道信號(hào)L，一個(gè)右聲道信號(hào)R，頻率都在50Hz到15kHz之間。左聲道與右聲道相加形成和信號(hào)(L+R)，相減形成差信號(hào)(L-R)。在調(diào)頻之前，差信號(hào)(L-R)先對38kHz的副載波進(jìn)行抑制載波雙邊帶(DSB-SC)調(diào)制，然后與和信號(hào)(L+R)進(jìn)行頻分復(fù)用后，作為FM立體聲廣播的基帶信號(hào)調(diào)頻－調(diào)幅導(dǎo)頻制調(diào)頻立體聲廣