第四章 模拟角调制系统2.ppt

1、第四章 模拟角调制系统,主要内容： 模拟角度调制的基本概念 窄带角调制 宽带调频、宽带调相 抗噪声性能的分析方法 频分复用系统,重点： 角度调制信号的表达式和参数计算 信噪比的推导公式 频分复用的概念,4.1 角调制的基本概念,4.3 非线性调制的原理及抗噪性能,4.8 频分复用（FDM）,4.9 复合调制和多路调制的概念,目 录,4.2 窄带角调制,非线性调制的原理及抗噪性能,1 非线性调制的原理,2 非线性调制系统的抗噪性能,FM 信号,5）解调方法：相干解调(窄带) 非相干解调(鉴频法),2）频谱结构,4）调制方法：直接调频、倍频法,1）信号表达式,4.3.1 非线性调制的原理(宽带),

2、PM 信号,信号带宽,1）宽带调相（4.4）,3)调频信号的功率分配,设 载波为,调制信号为,则 调频波为,FM 信号,令,设 载波为,调制信号为,则 调相波为,PM 信号,令,为相移常数,FM 的频谱,令,定义：,调频指数,为第一类n阶贝塞尔函数,贝塞尔函数的性质:P94,1.调频表达式:,特征： FM 的频谱理论值无穷大，但可根据调频指数分为宽带调频和窄带调频,结论： 信号带宽,时,时,只与信号强度有关，与信号频率无关,与 AM 信号带宽相同,例,利用贝塞尔函数的性质可得：,结论:,推广,FM 解调框图,鉴 频 器,低 通,带通限幅,讨论各点信号间的关系,矢量图及公式推导,4.6调频系统的

3、抗噪性能,一.非相干解调的抗噪 解调框图,1、 输入端 Si /Ni,讨论：,2、 输出端,计算,低通的输出信号：,输出噪声功率,均匀分布,非均匀分布,例子,例,参考矢量,FDM定义：使不同的信号占据不同频率范围的技术 复用：若干路相互独立的信号合并成一路符合信号 分接：将一路复合信号无失真地分接成若干路独立信号,4.5 频分复用（FDM）,频分复用组成框图,特点：FDM是模拟通信中的一种主要复用方式，信道复用率高，复用路数多，分接方便。,46 复合调制和多路调制的概念,4.6.1 复合调制,对同一载波进行两种或两种以上的调制,SSB调制,SSB调制,4.6.2多级调制,对同一调制信号，调制以

4、后再调制,常用的有：SSB/SSB、SSB/FM、FM/FM 例：频分多路微波通信系统选用 SSB/FM,1.角调制信号的一般表达式: 2.调相信号: 3.调频信号: 4.调频信号与调相信号可转换 1) f(t) 微分 调频器 PM信号 2) f(t) 积分 调相器 FM信号 5.应用:直接调相和间接调频仅适合窄带调制,直接调频和间接调相常用于宽带调制,4.1角调制的基本概念,定义: 调制信号控制载波信号的频率或相位,使频率 或相位随调制信号的变化而变化,称为角度调制,单频情况,4.2窄带角调制,窄带角调制的条件: 一.窄带调频 1.时域表达 2.频域表达 二.窄带调相,结论:,二.窄带调相,

5、1.时域表达 2.频域表达,结论:1. 2.正频分量相移90度,负频分量相移-90度,调频信号的功率分配,载波功率: 各边频功率和: 调频信号功率:,4.3.4任意限带信号调制时的频带宽度,定义: 修正:,4.4宽带调相(与宽带调频的比较),讨论单频情况:,4.5.1调频信号的产生,1.直接调频法; 2.倍频法,NBFM,晶体振荡器,倍频,混频,4.5.2调频信号的解调,1.非相干解调 2.相干解调(窄带）,限幅及带通滤波,微分,包络检波,LPF,单频调制的FM与PM 设调制信号为单频的余弦波，即 用它对载波进行相位调制时，将上式代入 得到 其中， 为调相指数，表示最大的相位偏移。,若对载波调

6、频，则有： 其中， 称为调频指数。 为最大角频偏 为最大频偏。,KFM 调频灵敏度，单位是rad/sV KFMAm 最大角频率偏移，单位是rad/s,瞬时频率,调相波,调频波,NBFM和AM信号频谱的比较 相同点： 两者都含有载波分量和两个边带，所以它们的带宽相同 不同点： NBFM的两个边频分别乘了因式1/( - c)和1/( + c) ，由于因式是频率的函数，所以这种加权是频率加权，加权的结果引起调制信号频谱的失真。 NBFM的正负频率分量的符号相反。,NBFM和AM信号频谱的比较举例 以单音调制为例。设调制信号 则NBFM信号为 AM信号为,AM与NBFM频谱图： 为使AM波不致过调，边频幅度不得超过载频幅度之半； 为使NBFM满足窄带条件，边频幅度应远小于载频幅度。,矢量图 (a) AM (b) NBFM 区别： 在AM中，两个边频的合成矢量与载波同相，所以只有幅度的变化，无相位的变化； 在NBFM中，由于下边频为负，两个边