【正文】 西南大學(xué)電子信息工程學(xué)院 包絡(luò) E（ t）計(jì)算 由于解調(diào)器輸入是信號(hào)加噪 式中 檢波器的輸出就是 E（ t），而 E（ t）中的 信號(hào)和噪聲存在非線性關(guān)系 ，因此 計(jì)算輸出信噪比顯得非常困難 。即： 兩者的抗噪聲性能是相同的 。因?yàn)閮烧叩妮斎胄盘?hào)功率不同、帶寬不同，在相同的噪聲功率譜密度條件下，輸入噪聲功率也不同，所以 兩者的輸出信噪比是在不同條件下得到的 。 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(hào)和噪聲有相同表示形式，所以相干解調(diào)過程中，信號(hào)和噪聲中的正交分量均被抑制掉，故 信噪比沒有改善 。也就是說， DSB信號(hào)的解調(diào)器使信噪比改善一倍 。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(hào)功率和噪聲功率。 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(shí)的性能， G 也反映了這種調(diào)制制度的優(yōu)劣。 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(hào) 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(hào)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 。 no（ t） —— 輸出噪聲。 n（ t） —— 信道 加性高斯白噪聲 。 通常 要求插入的載波振幅應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)的振幅 ，同時(shí)要求插入的載波與調(diào)制載波 同頻同相 。 在大信號(hào)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(hào) m（ t）。 R CA M 信 號(hào)? ?0A m t?D第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 2）包絡(luò)檢波器結(jié)構(gòu)： 通常由半波或全波 整流器 和 低通濾波器 組成。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(hào)， 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(hào)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(hào)。 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(shí)域表示式，即 。 ? 收端是如何不失真地恢復(fù)出原基帶信號(hào)： 殘留邊帶濾波器的特性 H（ ?）在 ?c處必須具有互補(bǔ)對(duì)稱（奇對(duì)稱）特性 ，相干解調(diào)時(shí)才能無失真地從殘留邊帶信號(hào)中恢復(fù)所需的調(diào)制信號(hào)。 ? ?mt ? ?DSBst?? ?ct載 波? ?H ?? ?SSBst第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 殘留邊帶信號(hào)的頻譜 ? ? ? ?()V SB D SBS S H? ? ???1 [ ( ) ) ] ( )2 ccM M H? ? ? ? ?? ? ? ?通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 31 ?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信號(hào)解調(diào)器模型（ 如何不失真地恢復(fù)原來的基帶信號(hào) ） L P F?? ?V S Bst? ?pst? ?dst? ? 2 c o scc t t?? ? ? ? ?ccc os c t? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?????第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 ? ?V SB2 ( ) c ospcs t s t t??圖中 ? ? ? ?( ) ( )p V SB c V SB cS S S? ? ? ? ?? ? ? ?根據(jù)頻域卷積定理可知，乘積 Sp（ t） 對(duì)應(yīng)的頻譜為 ? ?()V SB V SBs t S ??因?yàn)? 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 32 ?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 將 ? ? ? ?( ) ( )p V SB c V SB cS S S? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?()V SB D SBS S H? ? ???1 [ ( ) ) ] ( )2 ccM M H? ? ? ? ?? ? ? ?? ?1( ) ( ) ( ) ( )2d c cS M H H? ? ? ? ? ?? ? ? ?代入 得到 式中， M（ ? + 2?c）及 M（ ? 2?c）是搬移到 + 2?c和 2?c處的頻譜，它們可以由解調(diào)器中的 低通濾波器濾除 。 VSB不像 SSB那樣完全抑制 DSB信號(hào)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。 SSB目前已成為 短波通信 中一種重要的調(diào)制方式。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 28 ?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(hào)的解調(diào) SSB信號(hào)的解調(diào)和 DSB一樣，不能采用簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波，因?yàn)?SSB信號(hào)也是抑制載波的已調(diào)信號(hào)，它的包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號(hào)的變化，所以 仍需采用相干解調(diào) 。 通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 27 ?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 SSB調(diào)制器方框圖 第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 優(yōu)點(diǎn)：不需要濾波器具有陡峭的截止特性。 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。當(dāng)調(diào)制信號(hào)中含有直流及低頻分量時(shí)濾波法就不適用了。 通常采用 多級(jí)（一般采用兩級(jí)） 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。 例如：若經(jīng)過濾波后的話音信號(hào)的最低頻率為 300Hz，則上下邊帶之間的頻率間隔為 600Hz，即允許 過渡帶 為 600Hz。 若 H（ ?） 具有如下 理想低通特性 ： ，則可 濾除 上邊帶。 第一節(jié) 幅度調(diào)制（線性調(diào)制）的原理 濾波法原理方框圖： 用邊帶濾波器，濾除不要的邊帶。 )(tm )(tSDSB )(tm)(tm )(tSDSB通信原理【 第五章：模擬調(diào)制系統(tǒng) 】 20 ?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、單邊帶調(diào)制（ SSB） 問題的提出： DSB信號(hào)兩個(gè)邊帶中的任意一個(gè)都包含了調(diào)制信號(hào)頻譜的所有頻譜成分，因此 僅傳輸其中一個(gè)邊帶即可 （既節(jié)省發(fā)送功率，還可節(jié)省一半傳輸頻帶）這種方式稱為 單邊帶調(diào)制 。 缺點(diǎn)：不能用包絡(luò)檢波， 需用相干檢波 ，較復(fù)雜。 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(shí)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％。 有用功率（ 用于傳輸有用信息的邊帶功率 ）占信號(hào)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(shí)（ 100％調(diào)制）， 調(diào)制效率最高 ，此時(shí) ?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(shí)域表達(dá)式 :無直流分量 。 AM信號(hào)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