【正文】 )( tn ()mst )( tni )( tno o()mt c osct? 第二節(jié) 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 目標(biāo)： 求出解調(diào)器的 輸入信噪比 和 輸出信噪比 。 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) 】 44 ?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) 】 45 ?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 一、線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能分析模型 ? ?omt帶 通濾 波 器? ?mst解 調(diào) 器? ?ont? ?mst? ?int?? ?nt第二節(jié) 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 圖中 sm （ t） —— 已調(diào)信號， mo（ t） —— 輸出 有用信號。 )(]cos)([)( thttmts cm ?? ?( ) ( ) c os ( ) inm I c Q cs t s t s t s t????( ) ( ) ( )IIs t h t m t??( ) ( ) c osIch t h t t??( ) ( ) ( )t h t m t( ) ( ) si nQct h t ??第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 其中 可見， Sm（ t） 可等效為兩個互為正交調(diào)制分量的合成 。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 29 ?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 ????cfcf?0D S BS S BV S B殘留邊帶（ VSB）調(diào)制頻譜 四、殘留邊帶（ VSB）調(diào)制 第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 原理： 殘留邊帶調(diào)制是介于 SSB與 DSB之間的一種折中方式，既克服了 DSB信號占用 頻帶 寬的缺點，又解決了 SSB信號 實現(xiàn) 中的困難。 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) 】 24 ?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 SSB信號的時域表達(dá)式 設(shè)單頻調(diào)制信號為 tAtm mm ?cos)( ?第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 ttc c?cos) ?，載波為 tAtAttAtsmcmmcmcmmDSB)cos(21)cos(21coscos)(???????????則 DSB信號的時域表達(dá)式為 1( ) c os( )2U SB m C ms t A t????11c os c os si n si n22m m c m m cA t A t? ? ? ???若保留上邊帶，則有 1( ) c os( )2LSB m C ms t A t??c os c os si n si nm m c m m cA t t A t t? ? ? ???若保留下邊帶，則有 兩式僅正負(fù)號不同 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 25 ?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 ? 希爾伯特變換 上式中 Am sin?mt可以看作是 Am cos?mt 相移 ?/2的結(jié)果，把這一 相移過程 稱為 希爾伯特變換 ，記為 “ ^” ，則有 則，上式可以改寫為 將上兩式合并： 式中， “－” 表示上邊帶信號， “ +” 表示下邊帶信號。 ? ?mt ? ?D SBst?? ?ct載 波? ?H ?? ?SSBstH（ ?） 為單邊帶濾波器的傳輸函數(shù) 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 21 ?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 若 H（ ?） 具有如下 理想高通特性 ： 1,( ) ( )0,cU SBcHH ???? ??????? ? ???1,( ) ( )0,cLSBc???? ???第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 ，則可 濾除 下邊帶。 頻譜表示式 :無載頻分量 。但是，可以采用其他的解調(diào)方法，如同步檢波。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 10 ?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 頻譜 設(shè)調(diào)制信號 m（ t）頻譜為 M（ ?），則已調(diào)信號的頻譜為 ? ?( ) ( ) )2m c cAS M M? ? ? ? ?? ? ? ?第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 可見，在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的 頻譜完全是基帶信號頻譜在頻域內(nèi)的簡單搬移 。 把多個基帶信號分別搬移到不同的載頻處，以 實現(xiàn)信道的多 路復(fù)用 ， 提高信道利用率 。 1）廣義調(diào)制 ：分為 基帶調(diào)制 和 帶通調(diào)制 （也稱 載波調(diào)制 ）。西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 電路通信教研室 含弘光大 繼往開來 通信原理 主講教師：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) 】 2 ?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)目標(biāo) ? 學(xué)習(xí)要點 調(diào)制的定義、功能和分類； 線性調(diào)制的原理（表示式、頻譜、帶寬、產(chǎn)生與解調(diào)）； 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能，門限效應(yīng)； 調(diào)頻（ FM）、調(diào)相（ PM）的基本概念； 調(diào)頻信號頻帶寬度的計算 —— 卡森公式； 調(diào)頻信號的生產(chǎn)與解調(diào)方法； 預(yù)加重和去加重的概念； FM、 DSB、 SSB、 VSB、 AM的性能比較； 頻分復(fù)用、復(fù)合調(diào)制和多級調(diào)制的概念。 2）狹義調(diào)制 ：僅指帶通調(diào)制，在無線通信和其他大多數(shù)場 合，調(diào)制一詞均指載波調(diào)制。 改善系統(tǒng)的抗噪聲性能，提高系統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力 ，還 可實現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。由于這種搬移是線性的，因此，幅度調(diào)制通常又稱為 線性調(diào)制 。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 13 ?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 譜 若 m（ t）為確知信號，則 AM信號的頻譜為 01( ) [ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ]2A M c c c cS A M M? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 若 m（ t）為隨機信號，則 AM信號的頻域必須用功率譜描述。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 18 ?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 ? ?D S Bstttt?H? H?? ? ?M ?? ?D S BS ?c?? c??0時域波形圖和頻譜圖 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 19 ?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 DSB調(diào)制效率： 100％。 若 H（ ?） 具有如下 理想低通特性 ： ，則可 濾除 上邊帶。 ttAttAts cmmcmmS SB ???? sinsin21coscos21)( ??tAtA mmmm ?? sinso?c ? 11( ) c os c os c o s si n22SSB m m c m m cs t A t t A 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) 】 26 ?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 把上式推廣到一般情況，則得到 ttmttmts ccS SB ?? sin)(?21cos)(21)( ?? 的希爾伯特變換。 VSB不像 SSB那樣完全抑制 DSB信號的一個邊帶，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 實現(xiàn)，原理與濾波法 SBB調(diào)制器相同。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。 n（ t） —— 信道 加性高斯白噪聲 。由于是線性系統(tǒng)，所以可以 分別計算 解調(diào)器輸出的信號功率和噪聲功率。即： 兩者的抗噪聲性能是相同的 。 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） 中沒有單獨的信號項 ，有用信號 m（ t）被噪聲擾亂， 只能看作是噪聲 。 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） 。 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