【正文】 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 SSB信號的解調(diào) SSB信號的解調(diào)和 DSB一樣，不能采用簡單的包絡(luò)檢波，因?yàn)?SSB信號也是抑制載波的已調(diào)信號，它的包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號的變化，所以 仍需采用相干解調(diào) 。 VSB不像 SSB那樣完全抑制 DSB信號的一個(gè)邊帶，而是 逐漸切割 ，使其殘留 — 小部分，如下圖所示： 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 30 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 VSB調(diào)制模型 用 濾波法 實(shí)現(xiàn)，原理與濾波法 SBB調(diào)制器相同。 ? 收端是如何不失真地恢復(fù)出原基帶信號： 殘留邊帶濾波器的特性 H（ ?）在 ?c處必須具有互補(bǔ)對稱（奇對稱）特性 ，相干解調(diào)時(shí)才能無失真地從殘留邊帶信號中恢復(fù)所需的調(diào)制信號。由此可以得到 移相法線性調(diào)制的一般模型 如下： 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 37 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 ? 移相法模型 同樣適用于 所有線性調(diào)制 ? ?mt ? ?mst?cos ct?? /2??? ?IH ?? ?QH ??? ?Ist? ?Qst第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 38 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 六、相干解調(diào)與包絡(luò)檢波 相干解調(diào) 1）相干解調(diào)器的一般模型 L P F?? ?mst? ?pst? ?dst? ? c oscc t t??第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 39 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 2）相干解調(diào)器原理 為了無失真地恢復(fù)原基帶信號， 接收端必須提供 一個(gè)與接收的已調(diào)載波嚴(yán)格同步（ 同頻同相 ）的本地載波（稱為 相干載波 ），它與接收的已調(diào)信號相乘后，經(jīng)低通濾波器取出低頻分量，即可得到原始的基帶調(diào)制信號。 在大信號檢波時(shí)（一般大于 V），二極管處于受控的開關(guān)狀態(tài)，檢波器的輸出為 隔去直流后即可得到原信號 m（ t）。 n（ t） —— 信道 加性高斯白噪聲 。 設(shè)白噪聲的單邊功率譜密度為 n0，帶通濾波器是高度為 帶寬為 B的理想矩形函數(shù)，則 解調(diào)器的輸入噪聲功率 為 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 47 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 解調(diào)器輸出信噪比定義 2oo2o o()()S m tN nt??解 調(diào) 器 輸 出 有 用 信 號 的 平 均 功 率解 調(diào) 器 輸 出 噪 聲 的 平 均 功 率ii NSNSG// 00?)()(22tntsNSimii ??功率解調(diào)器輸入噪聲的平均平均功率解調(diào)器輸入已調(diào)信號的第二節(jié) 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 輸出信噪比反映了解調(diào)器的抗噪聲性能 。由于是線性系統(tǒng)，所以可以 分別計(jì)算 解調(diào)器輸出的信號功率和噪聲功率。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 53 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 三、 SSB調(diào)制系統(tǒng)的性能 第二節(jié) 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 輸出 信噪比 o01144iN N n B??22oo1( ) ( )16S m t m t22o01() ()161 44mtS mtN n BnB?? 輸入 信噪比 )(41 2 tmS i ? BntmBntmNSii02024)()(41??BnN i 0?制度增益 oo/ 1/SSB iiSNGSN?? 結(jié)論： 因?yàn)樵?SSB系統(tǒng)中，信號和噪聲有相同表示形式，所以相干解調(diào)過程中，信號和噪聲中的正交分量均被抑制掉，故 信噪比沒有改善 。即： 兩者的抗噪聲性能是相同的 。 2o ()S m t? 22o0( ) ( )ciN n t n t n B???2o ()S mtN n B?制度增益 2oo220/ 2 ( )/ ()AM iiSN mtGSN A m t?? ?通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 58 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 ? 討 論 AM信號的調(diào)制制度增益 GAM隨 A0的減小而增加 。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 59 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 輸出 信噪比（小信噪比情況） 輸入信號幅度遠(yuǎn)小于噪聲幅度，即 220[ ( ) ] ( ) ( )csA m t n t n t? ? ? ?第二節(jié) 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 )(cos)( )]([21)()( 0 ttR tmAtRtE ???? )(cos)]([)( ttmAtR ???? 由上式可知， E（ t） 中沒有單獨(dú)的信號項(xiàng) ，有用信號 m（ t）被噪聲擾亂， 只能看作是噪聲 。 用 相干解調(diào) 的方法解調(diào)各種線性調(diào)制信號時(shí) 不存在門限效應(yīng) 。 第二節(jié) 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 61 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 學(xué)習(xí)內(nèi)容 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 1 2 3 4 5 第五章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 非線性（角度調(diào)制）的原理 調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較 6 頻分復(fù)用和調(diào)頻立體聲 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 62 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 引 言 頻率調(diào)制簡稱 調(diào)頻（ FM） ，相位調(diào)制簡稱 調(diào)相（ PM） 。 與幅度調(diào)制技術(shù)相比，角度調(diào)制最突出的優(yōu)勢是其 較高的抗噪聲性能 。 將上式代入一般表達(dá)式 得到 PM信號表達(dá)式 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 65 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 頻率調(diào)制（ FM） 瞬時(shí)頻率偏移隨調(diào)制信號成比例變化，即 )()( tmKdt td f??( ) ( )ft K m d? ? ?? ?( ) c os[ ( ) ]F M c fs t A t K m d? ? ??? ?)](cos[)( ttAt cm ?? ??第三節(jié) 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理 式中 ， Kf —— 調(diào)頻靈敏度 ，單位是 rad/s?V。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 68 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 2）對載波進(jìn)行頻率調(diào)制 時(shí)，將 ( ) c os c os 2m m m mm t A t A f t????c os[ n ]c f mA t m si t????fmfm m mKA fmf?????? ? ?第三節(jié) 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理 代入 得到 FM信號的表達(dá)式 ])(cos[)( ??? dttmKtAtS fcFM ? ]coscos[)( ??? tdtAKtAtS mmfcFM ??式中 —— 調(diào)頻指數(shù)， 表示最大的頻率偏移。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 71 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 如圖所示： ??mt??FMstF M調(diào) 制 器? ?mt ? ?FMst積 分 器P M調(diào) 制 器??mt? ?PMstP M調(diào) 制 器? ?mt ? ?PMst微 分 器F M調(diào) 制 器（ a）直接調(diào)頻 （ b）間接調(diào)頻 （ c） 直接調(diào)相 （ d） 間接調(diào)相 第三節(jié) 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 72 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 二、窄帶調(diào)頻（ NBFM） 定義： 如果 FM信號的最大瞬時(shí)相位偏移滿足下式條件 ）（或 )( ???? ??tf dttmK第三節(jié) 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理 則稱為 窄帶調(diào)頻 ；反之，稱為寬帶調(diào)頻。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 74 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 m Mω AM和 NBFM頻譜圖對比 第三節(jié) 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 75 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 上 邊 頻下 邊 頻載 波上 邊 頻下 邊 頻載 波?m?m? m?m?第三節(jié) 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理 （ a） AM （ b） NBFM 在 AM中，兩個(gè)邊頻的合成矢量與載波同相，所以只有幅度的變化， 無相位的變化 ；而在 NBFM中，由于下邊頻為負(fù)，兩個(gè)邊頻的合成矢量與載波則是正交相加，所以 NBFM不僅有相位的變化，幅度也有很小的變化， 這正是兩者的 本質(zhì)區(qū)別 。 2） 相鄰邊頻之間的 間隔為 ?m； 且當(dāng) n為奇數(shù)時(shí)，上下邊頻極 性相反 ；當(dāng) n為偶數(shù)時(shí)極性相同 。 當(dāng) mf ? 1以后，取邊頻數(shù) n = mf + 1即可。 2） 當(dāng) mf 1時(shí)，上式可以近似為 上式中 fm是 FM的最高頻率， mf是最大頻偏 ?f 與 fm之比 。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 84 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 四、調(diào)頻信號的產(chǎn)生與解調(diào) 調(diào)頻信號的產(chǎn)生 1）直接調(diào)頻法： 用調(diào)制信號直接去控制載波振蕩器的頻率，使其按調(diào)制信號的規(guī)律線性地變化。 晶 振P D L F V C OF M 信 號調(diào) 制 信 號第三節(jié) 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理 ＊ 改進(jìn)途徑： 采用如下 鎖相環(huán)（ PLL）調(diào)制器 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 86 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 2）間接法調(diào)頻 【阿姆斯特朗 （ Armstrong） 法】 原理：先將調(diào)制信號積分，然后對載波進(jìn)行調(diào)相，即可產(chǎn)生一個(gè)窄帶調(diào)頻 （ NBFM）信號 ，再經(jīng) n次倍頻器 得到寬帶調(diào)頻 （ WBFM） 信號 。同理， 經(jīng) n次倍頻后可以使調(diào)頻信號的載頻和調(diào)頻指數(shù)增為 n倍。 方法：倍頻器可以用 非線性器件實(shí)現(xiàn) 。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 85 ?電路與通信教研室 高渤 Southwestern University 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 ＊ 直接調(diào)頻法的主要優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：可以獲得較大的頻偏。 ，稱為 寬帶調(diào)頻的帶寬 。被保留的上、下邊頻數(shù)共有 2n = 2（ mf + 1）個(gè)，相鄰邊頻之間的頻率間隔為 fm，所以 調(diào)頻波的有效帶寬 為 )(2)1(2 mmfFM fffmB ?????第三節(jié) 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理 它稱為 卡森（ Carson）公式 。 通信原理