模擬調(diào)制系統(tǒng)-閱讀頁
2024-08-09 22:29本頁面
【正文】 形式 ， 但它們并無本質(zhì)區(qū)別 。 在 PM中 ， 角度隨調(diào)制信號線性變化 ， 而在 FM中 ， 角度隨調(diào)制信號的積分線性變化 。 《 通信原理課件 》 圖 322 直接調(diào)相和間接調(diào)相圖 《 通信原理課件 》 從以上分析可見，調(diào)頻與調(diào)相并無本質(zhì)區(qū)別，兩者之間可相互轉(zhuǎn)換。 圖 323 直接調(diào)頻和間接調(diào)頻 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 二 、 寬帶調(diào)頻 （ WBFM） 當(dāng)式 （ ） 不成立時 ， 調(diào)頻信號的時域表達(dá)式不能簡化為式 （ ） ， 此時調(diào)制信號對載波進(jìn)行頻率調(diào)制將產(chǎn)生較大的頻偏 ， 使已調(diào)信號在傳輸時占用較寬的頻帶 ，所以稱為寬帶調(diào)頻 。為使問題簡化，我們只研究單頻調(diào)制的情況，然后把分析的結(jié)論推廣到一般的情況。 圖 324 貝塞爾函數(shù)曲線 《 通信原理課件 》 圖 325 調(diào)頻波的頻譜 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 調(diào)頻信號的產(chǎn)生與解調(diào) 一 、 調(diào)頻信號的產(chǎn)生 產(chǎn)生調(diào)頻波的方法通常有兩種：直接調(diào)頻法和間接調(diào)頻法 。 直接法就是用調(diào)制信號直接控制振蕩器的電抗元件參數(shù) ， 使輸出信號的瞬時頻率隨調(diào)制信號呈線性變化 。 振蕩頻率由外部電壓控制的振蕩器叫做壓控振蕩器 （ VCO） ， 它產(chǎn)生的輸出頻率正比于所加的控制電壓 。 缺點是頻率穩(wěn)定度不高 ， 往往需要附加穩(wěn)頻電路來穩(wěn)定中心頻率 。 其原理框圖如圖 326所示 。 限幅器輸入為已調(diào)頻信號和噪聲 ，限幅器是為了消除接收信號在幅度上可能出現(xiàn)的畸變；帶通濾波器的作用是用來限制帶外噪聲 ， 使調(diào)頻信號順利通過 。 《 通信原理課件 》 圖 327 調(diào)頻信號的非相干解調(diào) 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 相干解調(diào) 由于窄帶調(diào)頻信號可分解成正交分量與同相分量之和 ， 因而可以采用線性調(diào)制中的相干解調(diào)法來進(jìn)行解調(diào) 。 圖中的帶通濾波器用來限制信道所引入的噪聲 ， 但調(diào)頻信號應(yīng)能正常通過 。 相干解調(diào)僅適用于窄帶調(diào)頻信號 ， 且需同步信號；而非相干解調(diào)適用于窄帶和寬帶調(diào)頻信號 ， 而且不需同步信號 ， 因而是 FM系統(tǒng)的主要解調(diào)方式 ， 所以本節(jié)只討論非相干解調(diào)系統(tǒng)的抗噪聲性能 ， 其分析模型如圖329所示 。 n(t)是均值為零 ， 單邊功率譜密度為 n0的高斯白噪聲 ， 經(jīng)過帶通濾波器后變?yōu)檎瓗Ц咚乖肼?ni(t) 。 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 二 、 解調(diào)器輸出信噪比和信噪比增益 計算輸出信噪比時 ， 由于非相干解調(diào)不滿足疊加性 ， 無法分別計算信號與噪聲功率 ， 因此 ， 也和 AM信號的非相干解調(diào)一樣 ， 考慮兩種極端情況 ， 即大信噪比和小信噪比情況 ， 使計算簡化 ， 以便得到一些有用的結(jié)論 。 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 《 通信原理課件 》 上式表明 ， 大信噪比時寬帶調(diào)頻系統(tǒng)的信噪比增益是很高的 ，它與調(diào)頻指數(shù)的立方成正比 。 可見 ， 加大調(diào)頻指數(shù) mf， 可使調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能迅速改善 。實際上，在解調(diào)輸入信號與噪聲是相加的情況下，由于角調(diào)信號解調(diào)過程的非線性，使得解調(diào)輸出的信號和噪聲是以一復(fù)雜的非線性函數(shù)關(guān)系相混合，僅在大輸入信噪比時，此非線性函數(shù)才近似為一相加形式。出現(xiàn)門限效應(yīng)時所對應(yīng)的輸入信噪比的值被稱為門限值。為了便于比較 ， 圖中還畫出了 DSB信號同步檢測時的性能曲線 。 而對FM系統(tǒng)而言 ， 當(dāng)未發(fā)生門限效應(yīng)時 ， FM與 AM的性能關(guān)系符合 （ ） 的關(guān)系式 ， 在相同輸入信噪比情況下 ，F(xiàn)M輸出信噪比優(yōu)于 AM輸出信噪比；但是 ， 當(dāng)輸入信噪比降到某一門限 （ 例如 ， 圖 330中的門限值 ） 時 ， FM便開始出現(xiàn)門限效應(yīng)；若繼續(xù)降低輸入信噪比 ， 則 FM解調(diào)器的輸出信噪比將急劇變壞 ， 甚至比 AM的性能還要差 。 非線性調(diào)制系統(tǒng)可以用增加輸入信噪比或者用增加調(diào)頻指數(shù)的方法增加輸出信噪比 。 總之 ，只要能保持輸出信號不變的任何降低輸出噪聲的措施都是有用的 。 其基本思想是在接收端解調(diào)器輸出端接入去加重濾波器和在發(fā)送端調(diào)制器輸入端接入預(yù)加重濾波器 。 該過程的方框圖如圖331所示 。 即 mn ffffP ?? 20 )(現(xiàn)在如果在解調(diào)器輸出端接一個輸出特性隨 f的增加而滾降的線性網(wǎng)絡(luò)，將高端的噪聲衰減，則總的噪聲功率可以減小，這個網(wǎng)絡(luò)稱為去加重網(wǎng)絡(luò)，其簡單電路如圖 332所示。因此在調(diào)制器前加一個預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)來抵消去加重網(wǎng)絡(luò)的影響，其簡單電路如圖 333所示。 《 通信原理課件 》 本節(jié)將對前面所討論的各種模擬調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行總結(jié) 、 比較 ， 以便在實際中合理選用 。 《 通信原理課件 》 各種模擬調(diào)制方式性能比較 就抗噪性能而言 ， WBFM最好 ， DSB、 SSB、 VSB次之 ，AM最差 。 圖 334示出了各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能曲線 ， 圖中的圓點表示門限點 。 就頻帶利用率而言， SSB最好， VSB與 SSB接近， DSB、AM、 NBFM次之， WBFM最差。 《 通信原理課件 》 圖 334 各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能曲線
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