【正文】 為例，其輸出 輸入特性為 )()(20 tasts i? )](cos[)( ttAtsci ?? ??)]}(22cos[1{21)( 20 ttaAts c ?? ???第三節(jié) 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理 當(dāng)輸入信號為調(diào)頻信號時，有 由上式可知，濾除直流成分后，可得到一個新的調(diào)頻信號，其載頻和相位偏移均增為 2倍，由于相位偏移增為 2倍，因而調(diào)頻指數(shù)也必然增為 2倍。 通常采用的原則是，信號的頻帶寬度應(yīng)包括幅度大于未調(diào)載波的 10%以上的邊頻分量。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 67 ?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 單音調(diào)制 FM與 PM 設(shè)調(diào)制信號為單一頻率的正弦波，即 ( ) c os c os 2m m m mm t A t A f t???? )](cos[)( tmKtAts pcPM ?? ?PM ( ) c os[ c os ]c p m ms t A t K A t????c os[ s ]c p mA t m c o t????第三節(jié) 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理 1）用它對載波進(jìn)行相位調(diào)制 時，將上式代入 得到 式中， mp = Kp Am —— 調(diào)相指數(shù) ，表示最大的相位偏移。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 60 ?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 門限效應(yīng)是由包絡(luò)檢波器的 非線性解調(diào)作用引起的 。這是因為采用相干解調(diào)，使輸入噪聲中的正交分量被消除的緣故。例如， 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 42 ?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 3）性能分析 設(shè)輸入信號是 ttmAts cAM ?cos)]([)( 0 ?? cH fRCf ???? /1? ?0 ()ds t A m t??第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 選擇 RC滿足如下關(guān)系： 式中， fH —— 調(diào)制信號的最高頻率。 缺點： 寬帶相移網(wǎng)絡(luò)難用硬件實現(xiàn) ，通常采用 維弗法 來實現(xiàn)。 DSB特點： 1）有上下兩邊帶（ 頻帶利用率低 ）； 2） 無載波分量 ； 3） 符號變化時， 載波相位倒相 ； 4） 幅度由 控制； 5）若 帶寬為 B， 則 帶寬為 2B。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 11 ?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、調(diào)幅 （ AM） AM調(diào)制器模型 00( ) [ ( ) ] c os c os ( ) c osA M c c cs t A m t t A t m t t? ? ?? ? ? ??? ?mt ? ?mstcos c t??0A第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 時域表達(dá)式 式中， m（ t） —— 調(diào)制信號 ，均值為 0； A0 —— 常數(shù)，表示疊加的 直流分量 。 載波： 未受調(diào)制的周期性振蕩信號，它可以是正弦波，也 可以是非正弦波。 抗噪性能分析。 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) 】 9 ?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 —— 什么是線性調(diào)制？ 表示式： 設(shè)正弦 載波 為 ? ?0( ) c os cc t A t????( ) ( ) c osmcs t A m t t??第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 式中， A — 載波幅度； ?c — 載波角頻率； ?0 — 載波初始相位（以后假定 ?0 ＝ 0）。 AM信號的特性 HAM fB 2?2 2 202 2 2 2 200( ) [ ( ) ] c os[ c os ( ) c os 2 ( ) c osA M A M cc c cP s t A m t tA t m t t A m t t?? ? ?? ? ?? ? ?0)( ?tm? ScAM PPtmAP ???? 2 )(22202/)(2 tmP s ??第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 2）功 率： 當(dāng) m（ t）為確知信號時 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 16 ?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 當(dāng) m（ t） = Am cos ?mt 時， 代入上式，則得到 調(diào)制效率 AM信號的總功率包括 載波功率 和 邊帶功率 兩部分。 通常采用 多級（一般采用兩級） DSB調(diào)制及邊帶濾波 的方法，即 先在較低的載頻上進(jìn)行 DSB調(diào)制 ，目的是 增大過渡帶的歸一化值 ，以利于濾波器的制作。 ? 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。 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 。 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 。 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 。 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 。 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。 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： 優(yōu)點：可以獲得較大的頻偏。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 76 ?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、寬帶調(diào)頻 調(diào)頻信號時域表達(dá)式 設(shè)單音調(diào)制信號為 將上式中的兩個因子分別展成傅里葉級數(shù)， tfAtAtm mmmm ?? 2coscos)( ?? ]sincos[)( ttAts mfcFM ?? ??( ) c os c os( si n ) si n si n( si n )F M c f m c f ms t A t m t A t m t? ? ? ?? ? ? ?tnmJmJtm mfn nfmf ?? 2cos)(2)()sincos( 1 20 ?????第三節(jié) 非線性調(diào)制（角度調(diào)制）的原理 則單音調(diào)制 FM信號的時域表達(dá)式為 將上式利用三角公式展開，有 tnmJtm mfnnmf ?? )12sin()(2)sinsin(112 ?? ????式中 ， Jn （ mf） —— 第一類 n階貝塞爾函數(shù) 。 d[?ct +?（ t） ]/dt = ?（ t） —— 稱為 瞬時角頻率； d?（ t） /dt —— 稱為 瞬時頻率偏移 。 對于 100%的調(diào)制，且 m（ t）是單頻正弦信號，這時 AM 的 最大信噪比增益 為 32?AM第二節(jié) 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能 可以證明，采用 同步檢測法解調(diào) AM信號時，得到的調(diào)制 制度增益與上式給出的 結(jié)果相同 。 制度增益定義 G便于比較同類調(diào)制系統(tǒng)采用不同解調(diào)器時的性能， G 也反映了這種調(diào)制制度的優(yōu)劣。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 36 ?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 將 展開，可得到另一種形式的時域表示式，即 。當(dāng)調(diào)制信號中含有直流及低頻分量時濾波法就不適用了。 有用功率（ 用于傳輸有用信息的邊帶功率 ）占信號總功率的比例稱為 調(diào)制效率： ? ?? ?2220SAMAMmtPP A m t? ?? ?22( ) / 2mm t A?? ?? ?2 2222200 2mAMmmt AAAA m t? ??第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 當(dāng) |m（ t） |max = A0時（ 100％調(diào)制）， 調(diào)制效率最高 ，此時 ?max ＝ 1/3 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 17 ?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、雙邊帶調(diào)制（ DSB） DSB調(diào)制器模型 ttmtscDSB ?cos)()( ? )]()([21)(ccDSB MMS ????? ????第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 )(tm tWccos )(tsDSB時域表達(dá)式 :無直流分量 。 可見，在波形上， 已調(diào)信號的幅度隨基帶信號的規(guī)律而正比地變化 。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 5 ?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