【正文】 大信噪比 )如果始終 成立，則 一定隨著 的下降而線性下降。 62 去加重與預(yù)加重濾波 產(chǎn)生原因 :FM輸出的噪聲功率譜呈拋物線狀 ,如果 FM系統(tǒng)的輸入信號(hào)具有均勻的功率譜密度，則輸出信號(hào)在各個(gè)頻率成分處的信噪比不均衡，加重技術(shù)就是為了解決這一問題。 具有去加重與預(yù)加重濾波的調(diào)頻系統(tǒng)框圖 ()mt ?()mt預(yù)加重 濾 波 調(diào)頻器 帶通 濾波 鑒頻器 去加重 濾 波 加性噪聲 63 去加重與預(yù)加重濾波 ? 如上圖所示，發(fā)送端使用 “ 預(yù)加重濾波 ”提升信號(hào)在高頻部分的功率，使之能和FM鑒頻器輸出的噪聲功率譜密度相匹配，接收端再用 “ 去加重濾波 ” 還原到原來的頻譜。 64 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較 ? ? ? ?0//o o i bD S BS N S n B?0oiobSSBSSN n B? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?013oiobAMSSN n B? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?2032oifobFMSSmN n B? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?2max( ) 01()2( ) 1mtmtmt? ?????????結(jié)論：當(dāng)輸入信噪比較高時(shí)，采用 FM方式可以得到更大好處。 出現(xiàn)門限效應(yīng)時(shí)的曲線拐點(diǎn) 門限電平以下，曲線將迅速跌落 比 AM優(yōu)越 以上 比 AM優(yōu)越 22dB 65 各種調(diào)制方式的性能比較 )()(2 2202txA tx?)1(3 2 ?ff mm 調(diào)制方式 信號(hào)帶寬 解調(diào)增益 設(shè)備復(fù)雜性 通信中應(yīng)用情況 DSB 2Bb 2 中等；要求相干解調(diào)，常與 DSB信號(hào)一起傳輸一個(gè)小導(dǎo)頻 較少應(yīng)用 SSB Bb 1 較大；要求相干解調(diào)，調(diào)制器也較復(fù)雜 短波無線電通信 AM 2Bb 同步解調(diào)和大信噪比包絡(luò)解調(diào) 包絡(luò)解調(diào)有門限效應(yīng) 較??；調(diào)制與解調(diào)（包絡(luò)檢波）簡(jiǎn)單 老式軍用無線電臺(tái) 中廣泛應(yīng)用 VSB 略大于 Bb 較大；要求相干解調(diào)，調(diào)制器需要對(duì)稱濾波 數(shù)據(jù)傳輸；寬帶（電視）系統(tǒng) FM 帶 寬 2Bb (mf+1) 窄 帶 2Bb 大信噪比時(shí) 非相干解調(diào)有門限效應(yīng) 介于 SSB和 AM之間 數(shù)據(jù)傳輸；無線電廣播，微波中繼 66 頻分復(fù)用 （ FDM）技術(shù) I ? 定義：若干相互獨(dú)立的攜帶消息的信號(hào)合成為一復(fù)合信號(hào)在一公共信道上傳輸稱為復(fù)用。 ? 信號(hào)復(fù)用的方式有很多種： 頻分復(fù)用 :眾多信號(hào)在頻率上分開的技術(shù) 時(shí)分復(fù)用 :眾多信號(hào)在時(shí)間上分開的技術(shù) 一典型的 FDM系統(tǒng)中 :在發(fā)射機(jī)中的低通濾波器帶寬限于基帶信號(hào)的帶寬 WHz,每個(gè)基帶調(diào)制各自的載頻 ,因此要求有 k個(gè)調(diào)制器 ,將 k個(gè)調(diào)制器的輸出信號(hào)相加成一合成信號(hào)在信道中傳輸 .在接收機(jī)中 ,通過并行的帶通濾波支路 ,將各路信號(hào)分離出來 ,其中每個(gè)帶通濾波器調(diào)諧到其中的載頻之一 ,其帶寬足以通過所希望接收的信號(hào) ,每個(gè)帶通濾波的輸出信號(hào)被解調(diào) ,并通過低通濾波 ,輸出消息信號(hào) . 67 頻分復(fù)用（ FDM）技術(shù) II )(1fX)(3fX)(2fXf1Xf3Xf2Xfff)( fX1gB 2gBf1Xf 2Xf 3Xf1cf 2cf 3cf?1cf 2cf 3cf ??SSB 將所給的信道帶寬分割成互不重疊的許多小區(qū)，每個(gè)小區(qū)能順利通過一路信號(hào) 防護(hù)頻帶 濾波器截止特性問題 收發(fā)載波同步問題 優(yōu)點(diǎn)：可以在給定的信道內(nèi)同時(shí)傳輸許多路信號(hào)，提高信號(hào)傳輸?shù)挠行? 缺點(diǎn)：因?yàn)V波器特性不夠理想和信道內(nèi)存在非線性而產(chǎn)生路間干擾 68 頻分復(fù)用 （ FDM）技術(shù) III 低通 低通 低通 低通 低通 低通 調(diào)制器 調(diào)制器 調(diào)制器 頻率合成器 調(diào)制器 調(diào)制器 調(diào)制器 低通 低通 低通 信 道 頻率合成器 1()mt2()mt1()mt1()mt2()mt1()mtcos2 cft?cos2 cft?cos2 cft?cos2 cft?cos2 cft?cos2 cft?中心頻率 中心頻率 中心頻率 1cf2cfncf?69 超外差接收機(jī) I ? 目前，無論是無線廣播系統(tǒng)或是無線通信系統(tǒng)中的接收機(jī)均采用超外差接收機(jī)。 ? 超外差接收機(jī)是由接收天線，射頻放大，混頻，本地振蕩器，中頻振蕩器，中頻放大器，解調(diào)器，功放，終端傳感器組成 音頻放大 射頻 放大器 混頻器 中頻濾波 及中頻放大 包絡(luò)檢波 揚(yáng)聲器 AGC 70 超外差接收機(jī) II L o IF RFf f f??令本振 RF L o IFf f f?? 2RF L o RF I Ff f f f? ? ?RF L o IFf f f? ??RF L o IFf f f? ??則：混頻器輸出信號(hào)頻率： 鏡像頻率： 鏡像信號(hào)通過混頻器輸出信號(hào)頻率： 此輸出為干擾，需要設(shè)計(jì)射頻濾波器，抑止鏡像信號(hào) 71 接收機(jī)的噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度 I ? ? 2e xp ( ) 1RR h fPfhfKT??熱噪聲 原理：自由電子的熱運(yùn)動(dòng) ，高斯白噪聲 物理電阻的熱噪聲模型 ： 噪聲電壓源與理想電阻串連 物理電阻 R的雙邊 功率譜密度： 室溫，頻率 10的 12次方情況： 此時(shí) ： 2 /V Hze x p ( ) 1h f h fK T K T??? ? 2RP f RK T? 2 /V Hz72 接收機(jī)的噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度 II ? ? ? ?212() 42RanKTRP f H f KTPfRR? ? ?0N K T?通常，令： 網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配時(shí)，負(fù)載獲得最大噪聲功率，稱為 可獲噪聲功率 ，此時(shí)負(fù)載電阻上的噪聲功率密度譜為 : ? ? 02an NPf ?則有： /W Hz73 接收機(jī)的噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度 III 等效噪聲帶寬： cf? cfB B0maxpcf? cf0maxp雙端口網(wǎng)絡(luò)，也可定義等效帶寬 74 接收機(jī)的噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度 IV 線性雙端口網(wǎng)絡(luò)的可獲功率增益： anP anoP()ntRLRpaK ?網(wǎng) 絡(luò) 輸 出 的 可 獲 信 號(hào) 功 率網(wǎng) 絡(luò) 輸 入 端 的 可 獲 信 號(hào) 功 率22 00m a x( ) ( ) 2 ( )2oa n a n n n p aNP P f H f d f B H f N B K???? ? ? ? ? ??理想線性 雙端口網(wǎng)絡(luò) 75 接收機(jī)的噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度 V 線性雙端口網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)： F ? io(S/N)(S/N)0oan n pa nP N B K P??非理想雙端口網(wǎng)絡(luò)輸出噪聲： nP0 n paN B K輸入噪聲，通過網(wǎng)絡(luò)： 網(wǎng)絡(luò)本身產(chǎn)生的噪聲： paF K??i i oo o is a n a ns a n a nP / P PP / P PF ? 輸 出 端 噪 聲 總 功 率信 號(hào) 源 在 輸 出 端 的 噪 聲 功 率76 接收機(jī)的噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度 VI aeT T T F??等效噪聲溫度 網(wǎng)絡(luò)的等效噪聲溫度 Te：把網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的噪聲看成是輸入的電 阻升溫 Te度 網(wǎng)絡(luò)輸出的噪聲功率譜密度 epa nT K KB? nP ()oan n pa n n pa eP KTB K P KB K T T? ? ? ?()oan n pa n n pa e n paP KTB K P KB K T T F KTB K? ? ? ? ?77 Homework ? 角度調(diào)制 ? 幅度調(diào)制的性能