模拟角调制学习教案

1、会计学1模拟模拟(mn)角调制角调制第一页，共74页。第四章、非线性调制第四章、非线性调制 - - 模拟角度模拟角度(jiod)(jiod)调制原理调制原理第1页/共73页第二页，共74页。4 4 角度角度(jiod)(jiod)调制（非线性调制）调制（非线性调制）前言前言(qin yn)第2页/共73页第三页，共74页。n与幅度调制与幅度调制(tiozh)(tiozh)技术相比，技术相比，角度调制角度调制(tiozh)(tiozh)最突出的优最突出的优势是其较高的抗噪声性能。势是其较高的抗噪声性能。4 4 角度角度(jiod)(jiod)调制（非线性调制）调制（非线性调制）第3页/共73页第

2、四页，共74页。nd(t)/dt 称为瞬时频偏。称为瞬时频偏。)(cos)(ttAtscm4.1 角度角度(jiod)调制的基本概念调制的基本概念第4页/共73页第五页，共74页。)()(tmKtp)(cos)(tmKtAtspcPM)(cos)(ttAtscm4.1.1 相位相位(xingwi)调制调制(PM)第5页/共73页第六页，共74页。)()(tmKdttdf( )( )ftKmd( )cos( )FMcfstAtKmd)(cos)(ttAtscm4.1.2 频率频率(pnl)调制调制(PM)第6页/共73页第七页，共74页。)(cos)(tmKtAtspcPM( )cos( )FM

3、cfstAtKmd4.1.3 PM与与 FM的区别的区别(qbi)第7页/共73页第八页，共74页。( )coscos2mmmmm tAtAf t)(cos)(tmKtAtspcPMPM( )coscoscpmmstAtK AtcosscpmAtm cot4.1.4 单音调制单音调制(tiozh)FM与与PM得到得到(d do)PM信号的表达式信号的表达式第8页/共73页第九页，共74页。( )coscos2mmmmm tAtAf tFM( )coscoscfmmstAtK Ad ( )cos( )FMcfstAtKmdcosncfmAtm sitfmfmmmK AfmffmK Afmfmf

4、第9页/共73页第十页，共74页。PM 信号(xnho)和FM 信号(xnho)波形第10页/共73页第十一页，共74页。调频。)(cos)(tmKtAtspcPM( )cos( )FMcfstAtKmd第11页/共73页第十二页，共74页。 （a）直接调频 （b）间接调频(c) 直接调相 (d) 间接调相第12页/共73页第十三页，共74页。）（或 5 . 06)(maxtfdmK4.2 窄带窄带(zhi di)调频（调频（NBFM）第13页/共73页第十四页，共74页。( )cos( )tFMcfstAtKmdcoscos( )sinsin( )ttcfcfAtKmdAtKmd1tfdmK

5、)(cos( )1sin( )( )tfttffKmdKmdKmd( )os( )sintNBFMcfcstActAKmdt4.2.1 时域表示时域表示(biosh)式式第14页/共73页第十五页，共74页。)()(2sin)()()(cos)()(ccccccFFjttftMtmjMdttm)()(（设m(t)的均值为0，没有(mi yu)直流分量） ()()1( )sin2cccccMMm t dttNBFM( ) ()()ccsA ()()2fccccAKMM4.2.2 频域表示频域表示(biosh)式式第15页/共73页第十六页，共74页。1( ) ()()()()2AMccccSAM

6、M NBFM( ) ()()ccsA ()()2fccccAKMM4.2.3 NBFM和AM信号(xnho)频谱的比较第16页/共73页第十七页，共74页。图如下：tAtmmmcos)( )cos( )sintNBFMcfcstAtAKmdt1cossinsincmfmcmAtAA Kttcoscos()cos()2mFccmcmmAA KAttt(cos)cosAMmmcsAAttscoscoscmmcAcotAtcoscos()cos()2mccmcmAAtttNBFM和AM信号频谱的比较(bjio)举例第17页/共73页第十八页，共74页。频谱图第18页/共73页第十九页，共74页。统(

7、xtng)要好得多，因此得到较广泛的应用。矢量图第19页/共73页第二十页，共74页。n Jn (mf) n函数tfAtAtmmmmm2coscos)(sincos)(tmtAtsmfcFM( )coscos(sin)sinsin(sin)FMcfmcfmstAtmtAtmttnmJmJtmmfnnfmf2cos)(2)()sincos(120tnmJtmmfnnmf) 12sin()(2)sinsin(1124.3 宽带宽带(kun di)调频调频第20页/共73页第二十一页，共74页。第21页/共73页第二十二页，共74页。tnmJmJtmmfnnfmf2cos)(2)()sincos(1

8、20tnmJtmmfnnmf) 12sin()(2)sinsin(112( )coscos(sin)sinsin(sin)FMcfmcfmstAtmtAtmt)cos(21)cos(21sinsin)cos(21)cos(21coscosBABABABABABA为奇数时当nmJmJfnfn)()(为偶数时当nmJmJfnfn)()(第22页/共73页第二十三页，共74页。01( )()cos()cos()cos() FMfcfcmcmstAJ mtAJ mtt2()cos(2)cos(2) fcmcmAJmtt+2()cos(3)cos(3) fcmcmAJmtt-()cos()nfcmnAJ

9、 mnt=( )()()()FMnfcmcmSAJ mnn 则得到FM信号的级数(j sh)展开式如下：第23页/共73页第二十四页，共74页。( )()()()FMnfcmcmSAJ mnn 第24页/共73页第二十五页，共74页。)( 2) 1( 2mmfFMfffmB4. 4 调频信号调频信号(xnho)的带宽的带宽第25页/共73页第二十六页，共74页。mFMfB2)( 2) 1( 2mmfFMfffmBfBFM 2第26页/共73页第二十七页，共74页。 2FMFMPst 2FMFMPst22()2nfnAJm2()1nfnJm22FMcAPP4.5调频(dio pn)信号的功率分配

10、第27页/共73页第二十八页，共74页。nLC振荡器：用变容二极管实现直接调频。0( )( )iftK m t4.6 调频信号的产生(chnshng)与解调第28页/共73页第二十九页，共74页。第29页/共73页第三十页，共74页。第30页/共73页第三十一页，共74页。( )os( )sintNBFMcfcstActAKmdt ( )m t 载波coscAt 积分器 NBFM( )St 2/ 第31页/共73页第三十二页，共74页。偏移增为2倍，因而调频指数也必然增为2倍。n同理，经n次倍频后可以使调频信号的载频和调频指数增为n倍。)()(20tastsi)(cos)(ttAtsci)(2

11、2cos121)(20ttaAtsc第32页/共73页第三十三页，共74页。频器进行下变频来解决这个问题。300025/1075/31ffn第33页/共73页第三十四页，共74页。1212112)(fnnfffnnfc 第34页/共73页第三十五页，共74页。n（2）调频发射信号的载频）调频发射信号的载频为为-3113251.67 1015 10mfmfMHz2 .91)109 .101020064(48)(632112ffnnfc第35页/共73页第三十六页，共74页。kHzfnnf8 .7625486412112. 51015108 .7633mfffm第36页/共73页第三十七页，共74

12、页。( )cos( )tFMcfstAtKmdo( )( )fm tK m t调频(dio pn)信号的解调第37页/共73页第三十八页，共74页。第38页/共73页第三十九页，共74页。( )( )sin( )tdcfcfs tAK m ttKmd o( )( )dfm tK K m t第39页/共73页第四十页，共74页。 NBFM( )st LPF BPF )(tSi o( )m t ( )c t 微分 )(tSp ( )dst 第40页/共73页第四十一页，共74页。( )cos( ) sintNBFMcfcstAtA Kmdtttccsin)( )sin2( ) (1 cos2)22

13、tpcfcAAsttKmdt tFddmKAts)(2)()(2)(0tmAKtmF NBFM( )st LPF BPF )(tSi o( )m t ( )c t 微分 )(tSp ( )dst 第41页/共73页第四十二页，共74页。功率谱密度为n0的高斯白噪声 FM( )st BPF )(tn )(tSi )(tni LPF )(tno o( )m t 限幅 鉴频 5 调频(dio pn)系统的抗噪声性能第42页/共73页第四十三页，共74页。FM( )cos( )tcFstAtKmd2/2ASiFMiBnN0FMiiBnANS022输入输入(shr)信噪比信噪比第43页/共73页第四十四

14、页，共74页。o( )( )dfm tK K m t222oo( )( )dfSm tK Km t大信噪比时的解调大信噪比时的解调(ji dio)增益增益第44页/共73页第四十五页，共74页。s( )s( )cos( )sin( ) cos( )sincicccscccscAcotn tAcotn ttn ttAn ttn tt coscA ttt 22( )( )csA tAn tnt ( )arctan( )scn ttAn t第45页/共73页第四十六页，共74页。ns(t)ni(t)量。 ( )arctan( )scn ttAn t ( )( )arctanarctan( )sscn

15、 tn ttAn tA ( )sn ttA sddddtdntKntKdtAdt第46页/共73页第四十七页，共74页。 sddddtdntKntKdtAdt 222222Hfjff 22222FM02,2dddiKKBPfHfPff nfAA第47页/共73页第四十八页，共74页。第48页/共73页第四十九页，共74页。 2220o222302483mmmmffddffdmK nNPf dff dfAK n fA第49页/共73页第五十页，共74页。n将这些关系代入上面输出信噪比公式(gngsh)，n得到：222o23o03( )8fmA K m tSNn fttmmcos)(sincos)

16、(tmtAtsmfcFMffmmmKfmf22oo03/22fmSAmNn f第50页/共73页第五十一页，共74页。数，可使调频系统的抗噪声性能迅速改善。2ooFMFM/3/2fiimSNBGmSNf)(2) 1(2mmfFMfffmB23(1)FMffGmm33FMfGm第51页/共73页第五十二页，共74页。n将两者相比，得到2oo0( )Sm tNn B22( )2Am t 2oo0/2SANn B2oo0/22mSANn foo2FMooAM/3/fSNmSN第52页/共73页第五十三页，共74页。oo2FMooAM/3/fSNmSNFMAM2(1)(1)fmfBmfmB第53页/共

17、73页第五十四页，共74页。nFMAM2(1)(1)fmfBmfmBFMAMfBm BFMAMfBmB2ooFMFMooAMAM/3/SNBSNBoo2FMooAM/3/fSNmSN第54页/共73页第五十五页，共74页。第55页/共73页第五十六页，共74页。小信噪比时的门限小信噪比时的门限(mnxin)效应效应第56页/共73页第五十七页，共74页。/Ni)FM呈线性关系，且mf 越大，输出信噪比的改善越明显。第57页/共73页第五十八页，共74页。限电平低610dB。n还可以采用“预加重”和“去加重”技术来进一步改善调频解调器的输出信噪比。这也相当于改善了门限。第58页/共73页第五十九

18、页，共74页。重和“去加重”措施。“预加重”和“去加重”的设计思想是保持输出信号不变，有效降低输出噪声，以达到提高输出信噪比的目的。预加重预加重(jizhng)和去加重和去加重(jizhng)第59页/共73页第六十页，共74页。n件。1( )( )pdHfHf第60页/共73页第六十一页，共74页。n上式进一步说明，输出信噪比的改善程度取决于去加重网络的特性。2( )( )( )mmmmfdffddfPf dfPfHfdf第61页/共73页第六十二页，共74页。 预加重网络与网络特性 去加重网络与网络特性第62页/共73页第六十三页，共74页。调制调制方式方式传输带宽传输带宽设备复杂设备复杂

19、程度程度主要应用主要应用AM2fm简单简单中短波无线电广播中短波无线电广播DSBDSB2fm中等中等应用较少应用较少SSBSSBfm复杂复杂短波无线电广播、话音短波无线电广播、话音频分复用、载波通信、频分复用、载波通信、数据传输数据传输VSBVSB略大于略大于fm 近似近似SSBSSB复杂复杂电视广播、数据传输电视广播、数据传输FM中等中等超短波小功率电台（窄超短波小功率电台（窄带带FMFM）；调频立体声广）；调频立体声广播等高质量通信（宽带播等高质量通信（宽带FMFM）oo/SNoo0AM13imSSNn foo0DSBimSSNn foo0SSBimSSNn fmffm) 1(22oo0FM32ifmSSmNn f6 6 各种模拟调制系统各种模拟调制系统(xtng)(xtng)的比较的比较第63页/共73页第六十四页，共74页。的信噪比比AM高22dB。n当输入信噪比较高时，FM的调频指数mf越大，抗噪声性能越好。第64页/共73页第六十五页，共74页。通信，要考虑接收微弱