4.2 角度调制

Page1,1,4.2角度调制,基本概念介绍（动画11）FM：载波信号的频率随调制信号而变；PM：载波信号的相位随调制信号而变；载波信号的幅度都保持不变，而频率的变化和相位的变化都表现为相角的变化，因而FM与PM统称为角度调制或调角。已调信号的频谱对于基带信号产生了新的频率分量，因此又称为非线性调制。,Page2,2,4.2.1角度调制的基本原理,角度调制信号的一般表达式为：,其中：A为载波恒定的振幅；为瞬时相位偏移；为瞬时相位；为信号的瞬时频率。为瞬时频率偏移，即相对于的瞬时频率偏移；,Page3,3,PM与FM,所谓相位调制，即是瞬时相位偏移随基带信号成比例变化的调制，即，其中KP为比例常数，单位rad/V；,则相位调制信号可表示为：,Page4,4,其中，叫调相指数，代表调相波的最大相位偏移,对于单频调制：,Page5,5,则频率调制信号为：,所谓频率调制，即是瞬时频率偏移随基带信号成比例变化的调制，即，其中KF为比例常数，单位rad/(V*S)；或,对于单频调制：,Page6,6,其中，叫调频指数，代表调频波的最大相位偏移,调频波最大频率偏移：,则（最大频偏与调制信号角频率之比）,动画21与动画22,Page7,7,调角信号的频带宽度,1、一个调角信号除了载波频率以外，还包含无穷多的边频，相邻边频之间的频率间隔仍是。第n条谱线与载频之差为。可见，其频谱无限宽！2、每一个分量的幅度等于AmJn(mf)，而Jn(mf)由贝塞尔函数决定。3、贝塞尔函数的特点：当阶数nmf+1时，Jn(mf)的数值随着n的增加而迅速减小。实际上可认为n=mf+1，即高低边频的总数为2n=2(mf+1)，则调频波的频谱有效宽度为2(mf+1)m，即频带宽度BFM=2(mf+1)m,Page8,8,由于调频和调相的幅度不变，则调角波在调制后总功率不变，只是将原来载波功率中的一部分转入边频中。载波成分的系数Jo(mf)小于1，表示载波功率减少了。因此调制过程不需要外界供给边频功率，只是高频信号本身载频功率与边频功率的重新分配。,mf1:宽带调频（无穷级贝塞尔函数）BFM=2(mf+1)mmf1:窄带调频（边频只取一对）BFM=2m,动画23与动画24,Page9,9,重要结论：从所占频带的利用率来讲，调相波不如调频波好。因为实际的调制信号包含有许多的频率成份，调相波所占的频带变化就很大，而载频的选取和对发射机、接收机通频带的要求又是根据频带最宽的情况而定，这对于调制频率低的情况，显然不经济。因此，PM一般只作为产生FM的一种间接手段。(将基带信号积分再进行PM调制),Page10,10,4.2.2宽带调频系统的抗噪性能,2、输入信噪比,1、解调器模型,Page11,11,3、解调原理,Page12,12,矢量合成图,Page13,13,噪声,Page14,14,噪声功率？,鉴频器(微分网络输出),功率谱,噪声功率,Page15,15,输出信噪比,Page16,16,4、大信噪比情况下，调频系统与包络检波常规调幅系统的抗噪声性能的比较,对于100%调制,且是正弦型信号，有,因此有:,又因为:,则,Page17,17,4.3各种模拟调制系统的比较,设：1.输入功率相等Si；,3.基带信号m(t),2.加性高斯白噪声，,Page18,18,输出信噪比,Page19,19,各种模拟调制系统的性能曲线,Page20,20,各种系统综合性能比较及其应用：,Page21,21,4.4频分复用系统FDM,复用:将若干彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复合信号的方法。包括：FDM,TDM,CDMA,WDM,FDM动画,Page22,22,频分复用信号频谱结构,载波频率选取：,n路总带宽：,优点：信道复用率高，允许复用的路数多，分路也很方便。,主要缺点：设备较复杂；因滤波器特性不够理想和信道存在非线性而