通信原理_教学课件_3.ppt

1、1,通信原理第章问题：,1、通信系统的基本技术要求有哪些？ 2、频分复用与时分复用的主要区别是什么？ 3、通信的同步包括哪几种？各完成什么功能？,2,1、什么条件下电波更容易辐射？频率高或低？ 2、电离层共有几层？电离层反射电波与入射角是何关系？ 3、恒参信道与随参信道的主要区别是什么？各有那些具体信道？ 4、衰落的外观表现是什么样的？多径引起信号衰落的物理意义是什么？,通信原理第章问题：,第三章 模拟调制系统,年月日,4,什么是调制？把信号转换成适合在信道中传输形式的一种过程 什么是载波调制？用信号（调制信号）去控制载波参数以承载信息的过程 为什么要进行载波调制？ 易于发射 多路复用 扩展频

2、谱,引言,5,引言,调制的分类 根据调制信号、载波类型、载波参数变化的不同进行分类。,连续波调制,脉冲调制,模拟连续波调制（模拟调制）,数字连续波调制 （数字调制）,数字脉冲调制,模拟脉冲调制,角度调制,幅度调制,AM DSB-SC SSB VSB,FM PM,6,调制技术的发展主流是数字调制,引言,为什么还要学习模拟调制技术？ 理解通信技术发展历程 从整体上把握通信系统各要素 掌握通信电子系统分析评价方法 目前仍存在不少模拟广播通信系统,模拟通信技术： “昨日黄花，芳香犹在”,7,3.1 线性调制（幅度调制）原理 3.2 线性调制系统的抗噪声性能 3.3 非线性调制（角度调制）原理 3.4

3、各种模拟调制系统比较 3.5 模拟调制系统的应用,第三章模拟调制系统,8,3.1 线性调制（幅度调制）原理 3.2 线性调制系统的抗噪声性能 3.3 非线性调制（角度调制）原理 3.4 各种模拟调制系统比较 3.5 模拟调制系统的应用,第三章模拟调制系统,9,目的： 使已调信号之包络与调制信号一致。,3.1.1 标准调幅AM,3.1 线性调制（幅度调制）原理,设 载波： 调制信号：m(t),调制信号,载波信号,已调信号,10,3.1.1 标准调幅AM,(1) AM调制原理(Amplitude Modulation),3.1 线性调制（幅度调制）原理,且当 时， 包络与m(t)完全相同。,11,

4、AM调制模型,(1) AM调制原理(Amplitude Modulation),3.1.1 标准调幅AM,3.1 线性调制（幅度调制）原理,12,AM已调信号频谱,3.1 线性调制（幅度调制）原理,13,AM已调信号频谱分析,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.1 标准调幅AM,(1) AM调制原理,特点：有载波，双边带，线性调制（相应的频率分量成比例）,14,已调信号功率：,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.1 标准调幅AM,(1) AM调制原理,15,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.1 标准调幅AM,(1) AM调制原理,16,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.

5、1.1 标准调幅AM,(2) AM解调原理,17,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.1 标准调幅AM,(2) AM解调原理,包络检波之后还需低通滤波和隔直流。,18,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.1 标准调幅AM,(2) AM解调原理,包络检波参数,19,不足,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.1 标准调幅AM,(3) AM调制的优点与不足,优点 简单易行，成本低廉 应用示例：中波无线电广播。,功率利用率低 频率利用率低 抗噪声性能不佳,20,又称抑制载波双边带调幅 （DSB-SC：Suppressed Carrier）,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.2

6、 双边带调幅DSB,AM功率利用率很低。为提高功率利用率，必须去除AM的载波，即得DSB。,21,调制模型,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.2 双边带调幅DSB,(1) DSB的调制,22,调制电路,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.2 双边带调幅DSB,(1) DSB的调制,主要有环形调制器、平衡调制器等。,23,3.1 线性调制（幅度调制）原理,调制波形,3.1.2 双边带调幅DSB,(1) DSB的调制,24,DSB调制效率,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.2 双边带调幅DSB,(1) DSB的调制,25,(2) DSB的解调,DSB包络已不能直接反映原调制信

7、号的波形，因此DSB的解调过程必须利用载波的相位信息相干解调。 相干解调是采用锁相环等技术，在接收端恢复与发送载波同频同相的本地载波用于解调。,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.2 双边带调幅DSB,26,(2) DSB的解调,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.2 双边带调幅DSB,27,3.1 线性调制（幅度调制）原理,调制模型,3.1.3 单边带调幅SSB（Single Side-Band）,(1) 滤波法SSB,在DSB的基础上加个边带滤波器即可得到SSB。,若保留下边带，结果类似。,28,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.3 单边带调幅SSB（Single Si

8、de-Band）,(1) 滤波法SSB,29,滤波法难点：滤波器陡峭截止难,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.3 单边带调幅SSB（Single Side-Band）,(1) 滤波法SSB,滤波器过渡带经验数据： RC滤波器： 10% SAW滤波器： 0.1% 数字滤波器：精度更高，复杂,30,多级调制实现SSB 当载波相对于信号频率很高时，可采用多次DSB调制加边带滤波。,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.3 单边带调幅SSB（Single Side-Band）,(1) 滤波法SSB,例：试对话音信号作SSB调制，载频10MHz，调制信号频带300-3400Hz。 若采用一级

9、调制，滤波器斜率为 ，难！,两级调制：第一次载频取100KHz，第二次10MHz。,31,3.1 线性调制（幅度调制）原理,:过渡带200KHz+600Hz=200.6KHz，相对带宽 两级滤波器技术上均可行。,:过渡带600Hz，相对带宽,32,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.3 单边带调幅SSB,当调制信号中含直流或较丰富低频信号时，滤波法SSB不再适用。可用相移法。,(2) 相移法SSB,33,SSB时域表达式,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.3 单边带调幅SSB,(2) 相移法SSB,34,-单频信号SSB的时域表示,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.3 单

10、边带调幅SSB,(2) 相移法SSB,35,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.3 单边带调幅SSB,(2) 相移法SSB,36,相移法SSB调制器模型,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.3 单边带调幅SSB,37,相移法SSB优点： 不需要陡峭截止， 一次调制即可,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.3 单边带调幅SSB,不足： 实现复杂，宽带 移相网络难,相移法SSB调制器,可用维弗法解决。,应用 短波通信，频分 复用,SSB解调需采用相干解调。,38,在DSB与SSB之间取折中，回避了滤波器陡峭截止的要求，代价是多占用部分带宽。,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.

11、1.4 残留边带调幅VSB简介,VSB : Vestigial SideBand,VSB的滤波特性以fc为轴呈互补对称。,39,3.1 线性调制（幅度调制）原理,滤波法线性调制一般模型,(1) 线性调制信号产生的一般模型,3.1.5 线性调制的一般模型,移相法线性调制一般模型,40,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.5 线性调制的一般模型,(1) 线性调制信号产生的一般模型,41,3.1 线性调制（幅度调制）原理,相移法线性调制一般模型,3.1.5 线性调制的一般模型,(1) 线性调制信号产生的一般模型,42,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.5 线性调制的一般模型,(1) 线

12、性调制信号产生的一般模型,对DSB调制：,43,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.5 线性调制的一般模型,(1) 线性调制信号产生的一般模型,对SSB调制：,对VSB调制：也可得到类似结果。,44,3.1 线性调制（幅度调制）原理,相干解调 = 同步检波,3.1.5 线性调制的一般模型,(2) 相干解调的一般模型,本地载波必须与接收的已调载波严格同步相干载波。相干载波依靠收端载波同步电路获得。,45,3.1 线性调制（幅度调制）原理,3.1.5 线性调制的一般模型,(2) 相干解调的一般模型,解调结果分析,习题：5-4，5-5,46,3.1 线性调制（幅度调制）原理 3.2 线性调制系

13、统的抗噪声性能 3.3 非线性调制（角度调制）原理 3.4 各种模拟调制系统比较 3.5 模拟调制系统的应用,第三章模拟调制系统,47,3.2 线性调制系统的抗噪声性能,任何实际通信系统都避免不了噪声的影响，本节主要分析加性高斯噪声背景下各种系统的抗噪声性能。,通信系统的抗噪声性能一般用解调器的抗噪声性能来衡量。,48,3.2 线性调制系统的抗噪声性能,解调器分析模型,3.2.1 分析模型,49,n(t) ：平稳高斯噪声，经窄带滤波器后成ni(t),3.2 线性调制系统的抗噪声性能,3.2.1 分析模型,50,定义：,3.2 线性调制系统的抗噪声性能,3.2.1 分析模型,51,(1) DSB相干解调分析模型,3.2 线性调制系统的抗噪声性能,3.2.2 DSB调制系统的性能,52,(2) 输入信噪比计算,3.2 线性调制系统的抗噪声性能,3.2.2