现代通信原理-第4章-模拟调制系统优秀PPT.ppt

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1、通信工程系：通信工程系：通信工程系：通信工程系：王春圃王春圃王春圃王春圃 第第第第 四四四四 章章章章模拟调制系统模拟调制系统模拟调制系统模拟调制系统模拟模拟调制调制2成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理第第4 4章第章第1 1节节-模拟模拟调制调制3成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理模拟调制模拟调制分类分类 幅度调制幅度调制AMAMDSB-SCDSB-SCSSBSSBVSBVSB 角度调制角度

2、调制FMFMPMPM模拟模拟调制调制4成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理解调方式解调方式 相干解调法相干解调法 非相干解调法非相干解调法l 峰值包络检波峰值包络检波l 鉴频鉴频l LPFC（t）Sm（t）m(t)m(t)模拟模拟调制调制5成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理第第4 4章第章第2 2节节-模拟模拟调制调制6成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信

3、系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理一、幅度调制原理一、幅度调制原理模拟模拟调制调制7成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理 幅度调制幅度调制-用用m m（t t）变更）变更S S（t t）的振幅，使之）的振幅，使之 随随m m（t t）振幅变。）振幅变。设载波：设载波：s s（t t）=Acos=Acos（ct+ct+0 0）则已调波：则已调波：Sm Sm（t t）=m=m（t t）s s（t t）=A m =A m（t t）coscos（ct+ct+0 0）一般模型如下

4、：一般模型如下：BPFm（t）S（t）Sm（t）H（）h（t）时域分析时域分析模拟模拟调制调制8成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理频谱分析频谱分析f0fcfc+fHfc-fH-fc-fc+fH-fc-fHSM（f）上边带上边带下边带下边带0fc-fcS（f）f0ffHfHM（f）假设的调制假设的调制信号频谱信号频谱模拟模拟调制调制9成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理 时域特点时域特点?频谱特点

5、频谱特点?时域时域：频域频域：特特 点点模拟模拟调制调制10成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理1.1.DSBDSB-SC-SC 特点特点 时域：时域：特点？特点？频域：频域：特点？特点？（频谱图形见下页）（频谱图形见下页）模拟模拟调制调制11成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理DSBDSB信号产生刚好域波形信号产生刚好域波形发载波发载波S S（t t）调制信号调制信号 m m（t t）BPFBP

6、FDSBDSB信号信号S Sm m（t t）模拟模拟调制调制12成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理2.AM2.AM 特点特点 时域：时域：特点？特点？频域：频域：特点？特点？模拟模拟调制调制13成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理3.SSB3.SSB用用SSBSSB缘由：缘由：DSB DSB上、下边带含相同的频谱信息上、下边带含相同的频谱信息 设计合适的设计合适的H H（）传一个边带即可）传一个

7、边带即可 SSB SSB信号频谱如下页信号频谱如下页 H(H()的特性的特性(以下边带滤波器为例以下边带滤波器为例)SSBSSB信号表达式？信号表达式？模拟模拟调制调制14成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理模拟模拟调制调制15成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理 SSB SSB时域表达式时域表达式:M？模拟模拟调制调制16成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通

8、信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理m（t）Sm（t）S（t）单音单音SSBSSB的时域波形的时域波形模拟模拟调制调制17成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理SSBSSB信号信号产生产生 滤波法滤波法 多次滤波法多次滤波法 相移法相移法/2移相移相/2移相移相m(t)cos0tsin0tSm(t)BPF1f1m(t)BPF2f2Sm(t)模拟模拟调制调制18成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现

9、代通信原理现代通信原理4.VSB4.VSB 优优点点:克克服服DSBDSB频频带带宽宽、SSBSSB边边带带滤滤波波器器难难实实现现的的缺缺点点 特点特点:滤波器取一个边带滤波器取一个边带+另一边带的残留部分另一边带的残留部分 VSBVSB滤波特性滤波特性?从无失真解调角度获从无失真解调角度获VSBVSB滤波特性滤波特性 模拟模拟调制调制19成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理二二 调幅波的解调调幅波的解调模拟模拟调制调制20成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学

10、院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理 包络检波包络检波-解调解调AMAM信号信号(且且m ma a1)1)相干解调相干解调-解调解调AM,DSB,SSB,VSBAM,DSB,SSB,VSBLPFC(t)Sm(t)m(t)解调方式分类解调方式分类abcd模拟模拟调制调制21成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理三三 线性调制线性调制系统的系统的抗噪声性能抗噪声性能模拟模拟调制调制22成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都

11、信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理DSBDSB系统性能系统性能（1 1）解调器的输入）解调器的输入 S Sm m(t)=m(t)cos(t)=m(t)cosc ct tLPFC(t)Sm(t)m(t)模拟模拟调制调制23成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理（2 2）解调器输出）解调器输出(据同步解调原理据同步解调原理)：输出噪声模拟模拟调制调制24成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理

12、DSBDSB的系统性能的系统性能调制制度增益调制制度增益:模拟模拟调制调制25成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理关于关于“门限效应门限效应”门限效应门限效应(有用信号被噪声所沉没的现象有用信号被噪声所沉没的现象)-ri降低到某特定值降低到某特定值(门限值门限值a)后后,r0会急剧会急剧 恶化恶化,使解调器无法复原使解调器无法复原m(t)的现象的现象!非线性解调器非线性解调器(包检器包检器;鉴频器等鉴频器等)才有门限效应现象才有门限效应现象!例例:包络检波器输出包络检波器输出:ar0ri0包络包

13、络 输入小信噪比时输入小信噪比时:结论？结论？模拟模拟调制调制26成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理第第4章第章第3节节-模拟模拟调制调制27成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理一、非线性调制原理一、非线性调制原理模拟模拟调制调制28成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理 对比对比线性调制线性调制-

14、频谱线性搬移频谱线性搬移(保持基带谱形态不变保持基带谱形态不变)!)!非线性调制非线性调制-搬移后谱结构变搬移后谱结构变(属非线性搬移属非线性搬移)非线性调制分类非线性调制分类FMFM：变更载波频率：变更载波频率PMPM：变更载波相位：变更载波相位 -角度均有变更角度均有变更 统称角度调制数学表统称角度调制数学表达式达式1 1、概、概 念念模拟模拟调制调制29成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理数学表达式数学表达式(1)(1)一般形式一般形式 (2)PM(2)PM(3)FM(3)FM模拟模拟调制

15、调制30成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理2 2、FMFM调制解调原理调制解调原理模拟模拟调制调制31成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理 干脆法干脆法(干脆调频电路干脆调频电路)：用用m(t)m(t)干脆变更振荡器中确定振荡频率的元干脆变更振荡器中确定振荡频率的元 件参数达调频目的件参数达调频目的 间接法：间接法：倍频法倍频法 先产生窄带调频信号，再倍频为宽带信号先产生窄带调频信号，再倍频为宽

16、带信号 间接调频间接调频积分积分+调相调相FMFM波的产生方法波的产生方法调相器调相器模拟模拟调制调制32成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理 解调器解调器 =限幅器限幅器 +鉴频器鉴频器 鉴频器鉴频器 斜率斜率 相位相位 比例比例 解调方法解调方法波形变换器波形变换器+包包络检波器络检波器 微分器微分器+包络检波器包络检波器模拟模拟调制调制33成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理3 3、FMFM

17、信号的频带信号的频带模拟模拟调制调制34成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理调频带宽：调频带宽：B BFM FM=2(m=2(mf f+1)f+1)fm m=2(f+f=2(f+fm m)窄带窄带FMFM B BFMFM 2f 2fm m宽窄宽窄FMFM B BFMFM 2f 2f模拟模拟调制调制35成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理二、非线性调制系统二、非线性调制系统的抗噪声性能的抗噪声性能模

18、拟模拟调制调制36成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理求求riri信号分析信号分析BPFBPF出出r r（t t）=？限幅器出限幅器出rr（t t）=？混合波总相角混合波总相角 （t t）=？两种特殊状况下的两种特殊状况下的 （t t）=？A AV V（t t）时（大信噪比）时（大信噪比）A AV V（t t）时（小信噪比）时（小信噪比）鉴频器的输出鉴频器的输出无噪时无噪时rr（t t）=？V0 V0（t t）=？有噪时有噪时V0V0（t t）=？S0=S0=？N0=N0=？r0=r0=？门限效

19、应门限效应-ri-ri较小时，鉴频器也产生较小时，鉴频器也产生.模拟模拟调制调制37成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理输入大信噪比时：输入大信噪比时：输入小信噪比时输入小信噪比时：r ri i较小时，有用信号会被鉴频器较小时，有用信号会被鉴频器（非线性解调器）（非线性解调器）扰乱为噪声扰乱为噪声-门限效应！门限效应！模拟模拟调制调制38成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理模拟调制第模拟调制第4

20、4节节-模拟模拟调制调制39成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理 有效性方面？有效性方面？牢靠性方面？牢靠性方面？成本方面？成本方面？模拟模拟调制调制40成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理模拟调制第模拟调制第5 5节节-模拟模拟调制调制41成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理FDMFDM原理原理v

21、含义：含义：v 按频率分割信道按频率分割信道-将信道可用频带人将信道可用频带人为分割成为分割成 n n个互不交叠的频段（每段可容纳一路基个互不交叠的频段（每段可容纳一路基带信号）带信号）v实现实现FDMFDM技术手段技术手段v发送端发送端-用用n n个调制器将各终端的基带谱搬个调制器将各终端的基带谱搬移到指定的频段内再合起来用同一信道传输移到指定的频段内再合起来用同一信道传输(各路用不同的载频可保证频谱互不重叠各路用不同的载频可保证频谱互不重叠!)!)v接收端接收端-先用先用n n个分别滤波器将各路频谱由个分别滤波器将各路频谱由合成谱中加以分别合成谱中加以分别,再分别解调即可再分别解调即可!模

22、拟模拟调制调制42成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理模拟调制第模拟调制第6 6节节-概念概念模拟模拟调制调制43成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理1 1复合调制：复合调制：对同一载波进行两种或两种以上的调制对同一载波进行两种或两种以上的调制例：例：cosctm1(t)m2(t)Sm(t)模拟模拟调制调制44成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃成都信息工程学院通信系王春圃现代通信原理现代通信原理2 2多级调制：多级调制：对同一基带信号进行两次或多次调制对同一基带信号进行两次或多次调制 例例:11第第1路路1i第第i路路2SSB调制器调制器SSB调制器调制器BPFSSB调制器调制器BPF