尹长川老师课件第4章

第四章模拟信号

调制的定义和分类

调制的定义和分类(2) 调制

第四章幅度调制

双边带抑制载波调幅

()()()

s t m t c t =()

c A m t 双边带抑制载波调幅

反相点：当载波与m (t )同时改变极性时出现(不影响性能)

s (t )

反相点

()()()

cos sin c m t t

c t A t ω=Ω=例.4c ω=Ω

反相点

2T π

双边带抑制载波调幅

)c f +????()c f f δ++??10

双边带抑制载波调幅

例. (),0m c c t f f ?= ，cos 2m c t f t

π)cos 2()f f t f f t π?++?4c m c m ??双边带抑制载波调幅

S (t )

均值为零，自相关函数R τ

随机调制信号的DSB 频谱

双边带抑制载波调幅

?双边带抑制载波调幅

相干解调(不考虑噪声，无传输损耗)

)c f t ?+()()(cos ()cos 42c

c A m t m t ???=?+?

()()cos c

c m t ???同步解调：0,

c ???=()cos(2)

c c c A m t f t π?=+()()01

y t A m t =

双边带抑制载波调幅

()()cos cos c c p c s t A m t t A t

ωω=+22(0).

c M A A R <要求导频信号功率小于已调信号功率，即

平方环或COSTAS 环法提取

具有离散大载波的双边带幅度调制(AM)

max 1

具有离散大载波的双边带幅度调制()

n m t ()

AM s t 0

m ()

AM s t 0

m 1

a <1

a >包络

具有离散大载波的双边带幅度调制19

具有离散大载波的双边带幅度调制(AM)

AM 22

A 2

c A 具有离散大载波的双边带幅度调制(AM)

()4)

具有离散大载波的双边带幅度调制随机调制信号

具有离散大载波的双边带幅度调制具有离散大载波的双边带幅度调制(AM)

具有离散大载波的双边带幅度调制(AM)

包络提取方式：半波整流—低通

()

m t DC )

单边带调幅USB

LSB

产生及其表达式：双边带信号→边带滤波

单边带调幅()

sgn f f ?()sgn f f +)f =

?22A ?单边带调幅(SSB AM)

单边带调幅

单边带调幅随机调制信号的单边带调幅(c A m =)()

?+单边带调幅 32

残留边带调幅()()()cos 2*VSB c c s t A m t f t h t π??=??()()()()2c

VSB c c A S f M f f M f f H f ??=

?++?

?()?

H f =

残留边带调幅不失真，要求

)()()()24c c c A f f M f H f f M f M ???+?++??

()()()()04c c c A Y f M f H f f H f f ??=?++?

?,()()c c H f f H f f f W

?++=≤常数,

相干解调

()()cos 2VSB y t s t f π=()()1

2VSB

c VSB c S f f S f f ???++??残留边带调幅离散大载波VSB AM 信号解调：包络检波

作业：P123 4.1～4.7

()()c c H f f H f f f W

?++=≤常数,

第四章

特点

非线性调制，近似分析

占用较宽的信道带宽，牺牲带宽换取高的抗噪声能

力

()()cos 2c c s t A f t t π???=+??

()()

2c t f t t θπ?=+()

t ?()12i c d f t f dt

π=+12d f

?π=Δ角度调制

调频及调相信号

瞬时相位：瞬时相偏：瞬时频率：瞬时频偏：

角度调制

PM和FM之间的关系

窄带角度调制

角度调制信号的频谱特性角度调制信号的频谱特性角度调制信号的频谱特性角度调制信号的频谱特性

角度调制信号的频谱特性角度调制信号的功率特性

角度调制信号的频谱特性

角度调制信号的频谱特性()()

角度调制器

直接调频

利用锁相环的宽带调频器

低频鉴相器易于实现，性能好

0.40MHz

f =例450MHz

VCO f =角度调制器

()y t =()s t =NB s ≈()

t ?()

n t ?调频解调器

()()cos 22t

c c f s t A f t k m

d ππττ?∞??

=+????

∫()()(22sin 22t d c c f c f s t A f k m t f t k m ππππτ?∞???=?++????∫ 普通鉴频器：FM →AM FM 信号→提取包络

调频到调幅的变换1：微分

包络

调频解调器

调频到调幅的变换2：使用调谐电路的上升频率特性

(线性区)

平衡鉴频器：展宽频率特性的线性范围

鉴频器带宽/解调器输出噪声带宽：已调信号带宽B c

调频解调器

调频负反馈解调

()

()0c o s 22t o

o v

s t A f t k m

d ππττ?∞

??=+???

∫

()1

c o s 2222t t c o

I F f

A A f t k

m d k m ππττ

π?∞

?∞

?+???∫

∫

()()cos 22t c c f

s t A f t k m d ππττ?∞

=+????

∫

()()()

f v m

t k m

t =

()(1f

m t m

k =

+ ()()1

c o s 2221t

f c o I F v k e

t A A f t m d k ππττ

?∞

?=+?+?

∫

I F c f f f =?'

f k 调频解调器

锁相环解调

()2t

f t k ?π?∞

=∫)()cos 2,c c t A f t t π???=+??()()sin 2,o c o t A f t t π???=+??()2o v t k ?π=)()()1sin 2c o o t A A t t ????=

???12

c o A A ??≈?鉴相器：乘法器+LPF

调频解调器

P123 4.8~4.10

g (t )??

第四章

已调信号通过()()()cos sin c c s c n t n t t n t t ωω=?()cos V t ω?=?222

n n n σσσ==..c s n n n i e P P P ==0N B

=( B ~ BPF 带宽/已调信号s (t )带宽)

n w (t ):宽带白高斯噪声，均值为零，双边功率谱密度

n (t ):窄带白高斯噪声，均值为零，双边功率谱密度N f c

f c

()

n P f

N ()

c n P f 0

N DSB-SC AM 系统的抗噪声性能

()DSB-SC AM 系统的抗噪声性能

P N P SSB-SC AM 系统的抗噪声性能

()

SSB-SC AM系统的抗噪声性能

比较

具有离散大载波的双边带调幅系统的抗噪声性能

2具有离散大载波的双边带调幅系统的抗噪声性能

具有离散大载波的双边带调幅系统的抗噪声性能

线性系统的抗噪声性能2T 50dB =510=线性系统的抗噪声性能线性系统的抗噪声性能1189.7V

第四章一般角调信号的接收框图

()()cos 22t

s t A f t k m d ππττ??

=+∫角度调制系统的抗噪声性能

)()()()cos c n n A V t t t ????+???

()()()()()()sin arctan

cos n n c n n V t t t A V t t t ?????????

=??+???

()()sin n n c

V t t A ????≈

)()()(){}

假设大信噪比：()n c

V t A 角度调制系统的抗噪声性能

解调器输出应是

角度调制系统的抗噪声性能

()0,n

c c P f f f +?=其它其它

≤角度调制系统的抗噪声性能

()角度调制系统的抗噪声性能

带宽换功率)

带宽扩展因子↑，输入噪声随之增加，大信噪比假设不再成立→门限效应，输出信噪比急剧下降↑，输出信号功率(),,.

f c o S B S N β↑↑↑的平方成正比,,↓一定时，S N ???↑，输出信号功率输出噪声功率谱抛物线上升，高频分量受到的干扰更严重

角度调制的门限效应

门限信噪比：开始出现门限效应的解调输入信噪比b S N ??

????锁相环解调<普通鉴频器

角度调制系统的门限效应

()40dB 120KHz S N B ==设计一调频系统，要求，信道带宽，

预加重与去加重滤波

预加重：加重高频分量(高通滤波)，以补偿去加重对信号的影响

预加重与去加重滤波

举例：商用音乐和语声FM 广播系统