《角度调制讲解》PPT课件.ppt

2002 Copyright,1,3.1 模拟幅度调制,数学表达式,一般模型,频域表达式,2002 Copyright,2,幅度调制属于线性调制，它是通过改变载波的幅度，以实现调制信号频谱的平移及线性变换的。一个正弦载波有幅度、频率和相位三个参量，因此，我们不仅可以把调制信号的信息寄托在载波的幅度变化中，还可以寄托在载波的频率或相位变化中。使高频载波的频率或相位按调制信号的规律变化而振幅保持恒定的调制方式，称为频率调制（FM）和相位调制(PM)，分别简称为调频和调相。,2002 Copyright,3,因为频率或相位的变化都可以看成是载波角度的变化，故调频和调相又统称为角度调制。角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新频率成分，故又称为非线性调制。频率和相位之间存在微分与积分关系，故调频与调相之间存在密切的关系，即调频必调相，调相必调频。鉴于FM用的较多，本节将主要讨论频率调制。,2002 Copyright,4,3.2 角度调制,3.2.1 角调制的基本原理,瞬时相位偏移,瞬时频率偏移,实现,2002 Copyright,5,直接和间接调相,调频,2002 Copyright,6,直接和间接调频,带宽,PLL调制器,2002 Copyright,7,卡森公式：,性能,瞬时相位偏移,瞬时频率偏移,实现,2002 Copyright,8,3.2.2 调频系统的解调,解调器模型,2002 Copyright,9,噪声,有用信号,微分器输出：,噪声功率,2002 Copyright,10,非湘干解调的门限效应,由图可见：（1）mf不同，门限值不同，mf越大，门限点越高。（2）(Si/Ni)FM门限值时，(So/No)FM与(Si/Ni)FM呈线性关系，mf越大，输出信噪比改善越明显。（3）(Si/Ni)FM门限值时，(So/No)FM随(Si/Ni)FM的下降而急剧下降。mf越大，(So/No)FM下降越快，甚至比DSB或SSB更差。,这表明，FM以带宽换取输出信噪比改善并不是无止境的。改善措施：采用比鉴频器更优越的一些解调方法可以达到改善门限效应的要求，目前用的较多的有“预加重”和“去加重”技术、锁相环鉴频法和调频负回授鉴频法等。,4.3 各种模拟调制系统的比较,2002 Copyright,11,3.3 各种模拟调制系统的比较,设：1.输入功率相等 Si；,3.基带信号m(t),2.加性高斯白噪声，,2002 Copyright,12,6.5.1 第I类部分响应系统,输出信噪比,调频系统与调幅系统的抗噪声性能：,2002 Copyright,13,调频系统与调幅系统的抗噪声性能：,可见，在高调频指数时，调频系统的输出信噪比远大于调幅系统。例如，mf=5 时，宽带调频的So/No是调幅时的112.5倍。这也可理解成当两者输出信噪比相等时，调频信号的发射功率可减小到调幅信号的1/112.5。应当指出，调频系统的这一优越性是以增加传输带宽来换取的：,2002 Copyright,14,因为：BFM=2(mf+1)fm=(mf+1)BAM，当 mf1 时，BFMmfBAM所以，又有,说明宽带调频输出信噪比相对于调幅的改善与它们带宽比的平方成正比。调频系统，增加传输带宽就可以改善抗噪声性能。调频方式以带宽换取信噪比的特性是十分有益的。在调幅中，信号带宽固定，无法进行带宽与信噪比的互换，这也正是FM抗噪声性能优于调幅系统的重要原因。,课堂作业,2002 Copyright,15,各种模拟调制系统的性能曲线,综合性能比较,2002 Copyright,16,各种系统综合性能比较及其应用：,FDM,2002 Copyright,17,3.4 频分复用系统FDM,复用:将若干彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复合信号的方法。包括：FDM,TDM,CDMA,WDM,2002 Copyright,18,以无线电广播的中波波段为例：可用波段范围为 530KHz1600KHz，而语音信号的频率范围为3003400Hz，经调制后每一个广播电台频道的带宽为9K。,530KHz,1600KHz,300 9000,这一中波波段中就均匀分布着多个电台!,上述即为频分复用，它是通过采用不同载波频率的调制完成的。,只传输一路信号。浪费！,实现原理,2002 Copyright,19,载波频率选取：,2002 Copyright,20,频分复用信号频谱结构,载波频率选取：,n路总带宽：,优点：信道复用率高，允许复用的路数多，分路也很方便。,主要缺点：设备较复杂；因滤波器特性不够理想和信道存在非线性而产生的路间干扰。,