2022年模拟调制系统 .pdf

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1、第三章模拟调制系统思考题3-1什么是线性调制？常见的线性调制有哪些？3-2残留边带滤波器的传输特性应如何？为什么？3-3什么是调制制度增益？其物理意义如何？3-4双边带调制系统解调器的输入信号功率为什么和载波功率无关？3-5如何比较两个系统的抗噪声性能？3-6 DSB调制系统和SSB 调制系统的抗噪声性能是否相同？为什么？3-7什么是门限效应？AM 信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应？3-8在小噪声情况下，试比较AM 系统和 FM 系统抗噪声性能的优劣。3-9 FM系统产生门限效应的主要原因是什么？3-10FM 系统调制制度增益和信号带宽的关系如何？这一关系说明什么问题？3-11什么

2、是频分复用？3-12什么是复合调制？什么是多级调制？习题3-1 已知线性调制信号)(tm表示式如下：（1）ttccoscos（2）ttccos)sin5. 01 (+)(tm式中，= 6c。试分别画出它们的波形图和频谱图。3-2 根据图 T3-2 所示的调制信号波形，试画出 DSB 及 AM 信号的波形图， 并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。3-3 已知调制信号)4000cos()2000cos()(tttm+=载波为t410cos，进行单边带调制，试确定该单边带信号的表示式，并画出频谱图。3-4 将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。若此滤波器的传输函数)(H如图T3-4 所示

3、（斜线段为直线） 。当调制信号为6000sin100sin)(ttAtm+=时，试确0t( )m t图 T3-2 调制信号波形名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 定所得残留边带信号的表示式。3-5 某调制方框图如图T3-5（b）所示。已知)(tm的频谱如图T3-5 （a） ，载频211，且理想低通滤波器的截止频率为1，试求输出信号)(ts，并说明)(ts为何种已调制信号。 3-6 某调制系统如图T3-6 所示。为了在

4、输出端同时分别得到)(1tf及)(2tf，试确定接收端的)(1tc及)(2tc。 3-7 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度HzWfPn/105. 0)(3-=，在该信道中传输振幅调制信号，并设调制信号)(tm的频带限制于5KHz，载频是100KHz，边带功率相乘相乘相乘相乘相加低通低通0cost0sint1( )f t2( )ft1( )Ct2( )Ct(发送端 ) (接收端 ) 图 T3-6 调制系统1( )f t2( )ftH-0HA()M（a）相乘器相乘器理想低通理想低通相乘器相乘器相加器( )s t( )m t1sint2sint1cost2cost（b）图 T3-5 (a) (

5、)m t的频谱； (b)调制方框图a b c d e f g 01 9.59.5-10.510.5-1414-()H图 T3-4 滤波器的传输函数)(KHzf名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 为10KW，载波功率为40KW。若接收机的输入信号先经过一个合理的理想带通滤波器，然后再加至包络检波器进行解调。试求：(1) 解调器输入端的信噪功率比；(2) 解调器输出端的信噪功率比；(3) 制度增益G。3-8 设某信道具有

6、均匀的双边噪声功率谱密度HzWfPn3105.0)(-=，在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并将调制信号)(tm的频带限制在5KHz，而载波频率为100KHz，已调信号的功率为10KW。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过带宽为10KHz的一理想带通滤波器滤波,试问 : (1) 该理想带通滤波器中心频率为多大? (2) 解调器输入端的信噪功率比为多少? (3) 解调器输出端的信噪功率比为多少? (4) 求出解调器输出端的噪声功率谱密度,并用图形表示出来. 3-9 设一宽带频率调制系统，载波振幅为100V、频率为100MHz，调制信号( )m t的频带限制于5KHz,225000)(Vt

7、m=,)/(500VsradKF?=,最大频偏75fKHz =， 并设信道中噪声功率谱密度大均匀的，其HzWfPn/10)(3-=（单边谱），试求：(1)接收机输入端理想带通滤波器的传输特性)(H；(2)解调器输入端的信噪功率比；(3)解调器输出端的信噪功率比；(4)若)(tm以振幅调制方法传输，并以包络检波器检波，试比较在输出信噪比和所需带宽方面与频率调制系统有何不同？3-10 若对某一信号用DSB 进行传输，设加至发射机的调制信号)(tm之功率谱密度为?=mmmmmffffffnfP,0,2)(（公式 T3-10）试求：(1) 接收机的输入信号功率(2) 接收机的输出信号功率若叠加于DSB

8、 信号的白噪声具有双边功率谱密度2/0n，设解调器的输出端接有截止频率为mf的理想低通滤波器，那么，输出信噪比是多少？3-11某发射机由放大器，倍频器和混频器组成，如图T3-11 所示，已知输入信号为调频信号，此调频信号的载波频率为2MHz，调制信号最高频率为10KHz，最大频偏为300KHz。 试求两个放大器的中心频率和要求的通带宽度各为多少（混频后取和频） ？ 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 3-12 已知角

9、调制信号为)cos100cos()(tttsmc+=：(1) 如果它是 PM 信号，并且VradKp/2=，试求调制信号；(2) 如果它是FM 信号，并且)/(2VsradKF?=，试求调制信号； (3) 以上两种已调信号的最大频偏为多少? 部分习题参考答案3-4 解：由图可知，载频10cfKHz=。AM信号时域表示式为 )102cos()6000sin()100(sin()(40tttAAtsAM+=)14000sin()26000sin()19900sin()20100sin(5 .0)20000cos(0ttttAtA-+-+= （公式J3-4（a） ） AM 信号的四个边带频率分别为1

10、3KHz,10.05KHz ,9.95KHz和7KHz, 由图知 5. 0)10(=kHzH （公式 J4-4（b） ） 1)13(=kHzH （公式 J4-4（c） ） 55. 01)5. 905.10()05.10(=-=kHzH（公式 J3-4（d） ）45. 01)5. 995.9()95. 9(=-=kHzH（公式 J3-4（e） ）0)7(=kHzH（公式 J3-4（f） ）所以 VSB 信号时域表达式为)26000sin()19900sin(45. 0)20100sin(55. 05. 0)20000cos(5.0)(0ttAtAtsVSB+-+=（公式 J3-4 （g） ）3-

11、5解： 两个理想低通输出都是下边带信号，上支路的载波为t1cos，下支路的载波为t1sin。根据11?( )( )cos( )sin22SSBccstm ttm tt=得放大器 1 放大器 2 86100MHz2MHz图 T3-11 发射机组成名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 1111?( )( )cos( )sin22d tAm ttAm tt=+（公式 J3-5（a） ）根据式11?( )( )sin( )co

12、s22SSBccstm ttm tt=得1111?( )( )sin( )cos22e tAm ttAm tt=-（公式 J3-5（b） ）)()()(tgtfts+=ttttmAttttAm211211sin)cos)(sin( ?21cos)sin)(cos(21-+=ttmAttAm)sin()(?21)cos()(211212-（公式 J3-5（c） ）可知，)(ts是一个载频为12-的上边带信号。3-7 解： （1）KWKWSSSmci50)1040(=+=+=（公式 J3-7（a） ）WWBfPNni10)10522105 .0(2)(33=?=-（公式 J3-7 （b） ）500

13、0=iiNS （公式J3-7（c） ） （2）ttmtAttmAtscccAMcos)(coscos)()(+=+= （公式 J3-7（d） ） 由已知边带功率值可得 kWtm10)(212= （公式 J3-7（e） ） 包络检波器输出信号和噪声分别为 )()(0tmtm= （公式 J3-7（f） ） )()(0tntnc= （公式 J3-7（g） ） 所以，包络检波器输出信号功率和噪声功率分别为 kWtmS20)(20= （公式 J3-7（h） ） WBfPtnNnc102)()(20=?= （公式 J3-7（i） ） 检波器输出信噪功率比为 200000=NS （公式J3-7（j） ） (

14、3) 制度增益为 52/00=iiNSNSG （公式 J3-7（k） ）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 3-8 解： （1）滤波器中心频率为KHz100. （2）WWffPNHni10)105105 .04(2)(233=-（公式 J3-8（a） ）输入信噪功率比为331010/1010/=iiNS（公式 J3-8（b） ）（3）输出信噪功率比为300102)(=iiNSGNS（公式 J3-8（c） ）(4)解调

15、器输出噪声)(0tn为1( )cos( )sin)cos( )2LPFccscccn ttn tttn t-? （公式 J3-8（d） ）所以)(0tn的功率谱密度为0330.2510,5 101()()40,ncW HzfPfPnf-? =?其他（公式 J3-8（e） ）)(0fPn的图形如图J4-8 所示 . 3-9 解： (1) FM 信号带宽为2()2(755)160FMHBffKHzKHz= +=+=（公式 J3-9（a） ）接收机输入端理想带通滤波器的传输特性为1,99.92100.08()0,MHzfMHzHf?=?其它（公式 J3-9（b） ）(2) 解调器输入信号功率为WWA

16、Si5000100212122=（公式 J3-9（c） ）解调器输入噪声功率为WWBfPNFMni1601016010)(33=-（公式 J3-9 （d） ）解调器输入信号比为25.31160/5000/=iiNS（公式 J3-9（e） ）(3) 解调器输出信号功率WWtmKSFo52222210312550004)500()(4=（公式 J3-9 （f） ）5-50/fKHz30.25 10-0()nPf图 J4-8 输出噪声功率谱密度名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第

17、 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 解调器输出噪声功率为WWAnfNHo22333203103.83100310)105(232=-（公式 J3-9（g） ）解调器输出信噪比为37500)103.83/(103125)/(25=FMooNS（公式 J3-9（h） ）(4) AM 信号包络检波输出信噪比为5001051025000)()()/(3322=-tntmNScAMoo（公式 J3-9（i） ）75)/()/(=AMooFMooNSNS，1610160=AMFMBB（公式 J3-9（j） ）这说明，频率调制系统抗噪性能的提高时以增加传输带宽（减低有效性） 作为代价的

18、。3-10 解： (1) 输入信号功率-=mmffmmmifndffPtmS41)(21)(212（公式 J3-10（a） ）(2) 输出信号功率 mmfntmtmS81)(21)(2200=（公式 J3-10（b） ） (3) 输出噪声功率mmccfnfntntntnN002220021241)(41)(21)(=?=（公式 J3-10（c） ） 输出信噪比 0004nnNSm= （公式 J3-10（d） ）3-11 解：第 1 个放大器的输入信号的中心频率为2MHz，带宽为112()2(30010)620HBffKHzKHz= +=+=（公式 J3-11（a） ）所以，此放大器的中心频率为

19、2MHz，通道宽度为620KHz。两次倍频后，调频信号中心频率为96MHz，最大频偏为2300 4814400014.4fKHzKHzMHz =（公式 J3-11（b） ）混频后，调频信号中心频率为196MHz，最大频偏仍为14.4MHz，带宽为MHzMHzffBH82.28)01.04 .14(2)(222=+=+=（公式 J3-11（c） ）所以，第2 个放大器的中心频率为196MHz，要求通带宽度为28.82MHz。3-12 解： (1) 调制信号为tmcos50。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - (2) 调制信号为tmmsin50。(3) 最大频偏相同，mFMPMfff100=。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -