重庆邮电大学 通信原理—第3章模拟调制系统.ppt
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1、模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较u 幅度调制(线性调制)的原理幅度调制(线性调制)的原理u 线性调制系统的抗噪声性能线性调制系统的抗噪声性能u 非线性调制(角调制)的原理非线性调制(角调制)的原理u 调频系统的抗噪声性能调频系统的抗噪声性能u 各种模拟调制系统的性能比较各种模拟调制系统的性能比较 模拟调制系统模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较模拟调制系统调制的实质是频谱搬移频谱搬移,其作用和目的是:n将调调制制信信号号(基基带带信信号号)转换成适适合合于
2、于信信道道传传输输的已调信号(频带信号)已调信号(频带信号);n实现信道的多路复用,提高信道利用率提高信道利用率;n减少干扰,提高系统抗干扰能力提高系统抗干扰能力;n实现传输带宽与信噪比之间的互换传输带宽与信噪比之间的互换。模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较幅度调制原理幅度调制器的一般模型输出已调信号的时域和频域一般表示式为h(t)m(t)sm(t)coswctFT模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较调 幅(AM)AM调制器模型模拟调制系统线性调制原理线性调
3、制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较AM信号的波形和频谱OtOtOOttpA0wcp A0SAM(w)021w1M(w)-wHwHw0A0模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较由于由于只有边带功率才与调制信号有关从功率上讲,AM信号的功率利用率比较低。调幅(AM)信号功率PAM载波功率边带功率模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较为调幅指数(或调制幅度)调幅(AM)调制效率模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性
4、调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较抑制载波双边带调制(DSB-SC)将AM信号中的A0去掉,即可输出DSB-SC信号模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较抑制载波双边带调制(DSB-SC)DSB信号的波形和频谱模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较需采用相干解调(同步检波),不能采用简单的包络检波。在调制信号m(t)的过零点处,高频载波相位有180的突变。DSB信号功率利用率提高了,但它的频带宽度仍是调制信号带宽的两倍,与AM信号带宽相同。DSB信
5、号的特点(与AM信号相比):抑制载波双边带调制(DSB-SC)模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较单边带调制(SSB)模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较形成SSB信号的滤波特性上边带下边带模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较用相移法形成单边带信号考虑单频调制信号:模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较用相移法形成单边带信号模拟
6、调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较不但可节省载波发射功率,而且它所占用的频带宽度为BSSB=fH=BDSB/2。SSB信号的解调和DSB一样不能采用简单的包络检波,需采用相干解调。滤波法中的滤波器和相移法中的宽带相移网络较难制作。SSB信号的特点:单边带调制(SSB)模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较残残留留边边带带调调制制是是介介于于SSB与与DSB之之间间的的一一种种调调制制方方式式,它它既既克克服服了了DSB信信号号占占用用频频带带宽宽的的缺缺点点,又又
7、解解决决了了SSB信信号号实实现现上上的的难难题题。在在VSB中中,不不是是完完全全抑抑制制一一个个边边带带(如如同同SSB中中那那样样),而而是是逐逐渐渐切切割割,使使其其残残留留一一小小部部分分,如图如图 所示。所示。残留边带调制(VSB,Vestigial Sideband)模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较DSB、SSB和VSB信号的频谱模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较(a)残留部分上边带的滤波器特性;(b)残留部分下边带的滤波器特性残留边带滤波
8、器特性模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较VSB调制和解调器模型模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较残留边带滤波器的几何解释模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较实现容易;只要HVSB()在c处具有互补对称(奇奇对对称称)特性,那么,采用相干解调法解调残留边带信号就能够准确地恢复所需的基带信号。VSB信号的特点:残留边带调制模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的
9、解调调频系统的抗噪声性能性能比较已调信号线性调制系统的抗噪声性能分析模型分析模型带通滤波器sm(t)n(t)sm(t)ni(t)解调器mo(t)no(t)加性白噪声窄带加性白噪声已调信号解调后的调制信号解调后的噪声信号模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较ni(t)为平稳窄带高斯白噪声Ni为解调器输入噪声ni(t)的平均功率线性调制系统的抗噪声性能模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较若白噪声的双边功率谱密度为n0/2,则有线性调制系统的抗噪声性能模拟调制系统线性
10、调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较评价一个模拟通信系统质量的好坏,最终是要看 解调器 的输出信噪比(SNR)。线性调制系统的抗噪声性能模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较线性调制相干解调的抗噪声性能DSB调制系统的性能带通滤波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t)mo(t)no(t)低通滤波器coswct线性调制相干解调的抗噪声性能分析模型模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较线性调制相干解调的抗噪声性能乘
11、法器LPF有用信号输出功率模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较线性调制相干解调的抗噪声性能乘法器LPF模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较线性调制相干解调的抗噪声性能模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较SSB调制系统的性能 线性调制相干解调的抗噪声性能模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较线性调制相干解调的抗噪声性能模拟调制系统
12、线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较 AM信信号号可可采采用用相相干干解解调调和和包包络络检检波波。相相干干解解调调时时AM系系统统的的性性能能分分析析方方法法与与前前面面双边带(或单边带)的相同。双边带(或单边带)的相同。实实际际中中,AM信信号号常常用用简简单单的的包包络络检检波波法法解调解调。调幅信号包络检波的抗噪声性能模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较已调信号分析模型分析模型带通滤波器sm(t)n(t)sm(t)ni(t)包络检波mo(t)no(t)加性白噪声窄
13、带加性白噪声已调信号解调后的调制信号解调后的噪声信号AM包络检波的抗噪声性能分析模型调幅信号包络检波的抗噪声性能模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较你能直接写出来了吗?调幅信号包络检波的抗噪声性能模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较 E(t)是理想包络检波器的输出包络检波是信号和噪声的包络哦调幅信号包络检波的抗噪声性能模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较大信噪比情况 此时,输入信号幅度远大于噪
14、声幅度,即调幅信号包络检波的抗噪声性能模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较 式中直流分量A0被电容器阻隔,有用信号与噪声 独独立立地地分分成成两两项项,因而可分别计算出输出有用信号功率及噪声功率调幅信号包络检波的抗噪声性能模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较小信噪比情况 此时,噪声幅度远大于输入信号幅度,即调幅信号包络检波的抗噪声性能不能独立地分成两项不能解调模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比
15、较小信噪比时存在门限效应;相干解调不存在门限效应;结论:在大信噪比情况下,包络检波的性能与相干解调相同;但随着信噪比的减小,包络检波会才出现门限效应,致使解调器的输出信噪比急剧下降。AM信号包络检波抗噪声性能的特点:调幅信号包络检波的抗噪声性能模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的抗噪声性能非线性调制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较 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。一个正弦载波有幅幅度度、频频率率和和相相位位三个参量,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。这种使高频载波的频
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