第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)內(nèi)容3.1線性調(diào)制3.2非線性調(diào)制3.3頻分復用3.4線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能3.5調(diào)頻系統(tǒng)抗噪聲性能分析3.6模擬調(diào)制方式性能比較3.7AM調(diào)制解調(diào)的SystemView仿真

3.1線性調(diào)制內(nèi)容：雙邊帶調(diào)幅AM抑制載波雙邊帶調(diào)制DSB-SC單邊帶調(diào)幅SSB殘留邊帶調(diào)幅VSB講解思路：調(diào)制和解調(diào)原理頻域分析性能分析一、雙邊帶調(diào)幅AM1．AM信號時域表達式及時域波形圖

2．AM信號頻域表達式及頻域波形圖時域波形圖頻域波形圖Matlab仿真的AM信號頻譜一、雙邊帶調(diào)幅AM3．AM信號平均功率4．AM信號調(diào)制效率比較低時，如果m(t)為常數(shù)，則如果m(t)為正弦波時，一、雙邊帶調(diào)幅AM5．AM信號的解調(diào)相干解調(diào)法LPFBPF一、雙邊帶調(diào)幅AM非相干解調(diào)法——包絡(luò)檢波法

LPFBPFLEDAM小結(jié)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)容易。缺點：功率效率非常低頻譜效率也不高，為信號最高頻率的2倍應(yīng)用：中短波段AM廣播。二、抑制載波雙邊帶調(diào)制（DSB-SC）BPF1．DSB信號時域表達式及時域波形圖

2．DSB信號頻域表達式及頻域波形圖時域波形圖頻域波形圖Matlab仿真的DSB信號頻譜Matlab仿真的調(diào)制信號與已調(diào)信號Matlab仿真的噪聲與信號Matlab仿真的DSB信號頻譜Matlab仿真的DSB信號頻譜二、抑制載波雙邊帶調(diào)制（DSB-SC）3．DSB信號平均功率4．DSB信號解調(diào)LPFBPF三、單邊帶調(diào)制（SSB）

1．SSB信號的濾波法產(chǎn)生2．SSB信號的頻域表達式及頻譜圖

其中頻域波形圖Matlab仿真的LSSB-AM信號與頻譜Matlab仿真的LSSB-AM信號噪聲頻譜三、單邊帶調(diào)制（SSB）3．SSB信號的時域表達式及其波形設(shè)

則

一般信號

三、單邊帶調(diào)制（SSB）4．SSB信號的相移法產(chǎn)生三、單邊帶調(diào)制（SSB）5.SSB信號平均功率和頻帶寬度

發(fā)送功率為

頻帶寬度為

三、單邊帶調(diào)制（SSB）6．SSB信號的接收LPFBPF頻域表示四、殘留邊帶調(diào)制（VSB）1．VSB調(diào)制原理的傳輸特性為:

其中它具有互補對稱特性

四、殘留邊帶調(diào)制（VSB）2．VSB解調(diào)原理LPFBPF3．VSB濾波器傳輸特性因此要求:四、殘留邊帶調(diào)制（VSB）4．VSB信號發(fā)送功率和頻帶寬度【例3-1】

已知調(diào)制信號，載波為，分別寫出AM、DSB、USB、LSB信號的表示式，并畫出頻譜圖。

3.2非線性調(diào)制內(nèi)容：角度調(diào)制的概念調(diào)頻信號帶寬調(diào)頻信號解調(diào)

一、角度調(diào)制的概念1．頻率調(diào)制2．相位調(diào)制二、調(diào)頻信號帶寬窄帶調(diào)頻：

1．NBFM頻帶寬度非線性的與AM比較Matlab仿真的FM信號Matlab仿真的FM信號頻譜二、調(diào)頻信號帶寬2．WBFM頻帶寬度設(shè)調(diào)制信號為：

則：

此時：

其中：

有無窮個頻率分量【例3-1】

已知某單頻調(diào)頻波的振幅是10V，瞬時頻率為試求：此調(diào)頻波的表達式；此調(diào)頻波的頻率偏移、調(diào)頻指數(shù)和頻帶寬度；若調(diào)制信號頻率提高到，調(diào)頻波的頻偏、調(diào)頻指數(shù)和頻帶寬度如何變化？【例3-1】（1）（2）（3）三、調(diào)頻信號解調(diào)

1．調(diào)頻信號非相干解調(diào)原理BPF包絡(luò)檢波微分器LPF鑒頻器

——稱為鑒頻器靈敏度

3.3頻分復用一、頻分復用(FDM)

SSB調(diào)制LPFSSB調(diào)制LPFSSB調(diào)制LPFSSB解調(diào)BPFSSB解調(diào)BPFSSB解調(diào)BPF╋123二、復合調(diào)制和多級調(diào)制3.3頻分復用復合調(diào)制----對同一載波進行兩種或更多種的調(diào)制。例如，對一個調(diào)頻波再進行一次振幅調(diào)制，所得結(jié)果就變成了調(diào)頻調(diào)幅波。多級調(diào)制----將同一基帶信號實施兩次或更多次的調(diào)制過程，前后級的調(diào)制方式可以是相同的，也可以是不同的。【例3-2】設(shè)有一個頻分多路復用系統(tǒng)，副載波用SSB調(diào)制，主載波用FM調(diào)制。如果有60路等幅的音頻輸入通路，則每路頻帶限制在3.3kHz以下，防護頻帶為0.7kHz。（1）如果最大頻偏為800kHz，試求傳輸信號的帶寬；（2）試分析與第1路相比，第60路輸出信噪比降低的程度（假定鑒頻器輸入的噪聲是白噪聲，且解調(diào)器中無去加重電路）。3.4線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能內(nèi)容：抗噪聲性能分析模型線性調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能分析

一、抗噪聲性能分析模型帶通濾波器解調(diào)器╋二、線性調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能分析BPF╋LPF╳1．DSB調(diào)制系統(tǒng)性能二、線性調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能分析2．AM調(diào)制系統(tǒng)性能二、線性調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能分析3．SSB調(diào)制系統(tǒng)性能1．調(diào)頻系統(tǒng)抗噪聲性能3.5、調(diào)頻信號抗噪聲性能分析

帶通限幅鑒頻低通解調(diào)器（1）輸入信噪比（2）輸出信噪比a、大信噪比情況其中：請參考：曹志剛等.《現(xiàn)代通信原理》.P86鑒頻器輸出為：有用信號噪聲項噪聲角均勻分布微分電路的功率傳輸函數(shù)為：

設(shè)：

b、小信噪比情況經(jīng)過分析可知，當輸入信噪比減小到一定程度時，解調(diào)器的輸出中不存在單獨的有用信號項，信號被噪聲擾亂，因而輸出信噪比急劇下降，這種情況與AM包絡(luò)檢波時相似，稱為“門限效應(yīng)”。【例3-3】設(shè)一寬帶頻率調(diào)制系統(tǒng)，載波振幅為100V，頻率為100MHz，調(diào)制信號的頻帶限制于5kHz，，最大頻偏，并設(shè)信道中噪聲功率譜密度是均勻的，n0

為（單邊譜），試求：接收機輸入端理想帶通濾波器的傳輸特性解調(diào)器輸入端的信噪功率比解調(diào)器輸出端的信噪功率比若m(t)以振幅調(diào)制方法傳輸，并以包絡(luò)檢波器檢波，試比較在輸出信噪比和所需帶寬方面與頻率調(diào)制系統(tǒng)有何不同？【例3-3】(1)(2)(3)(4)3.6模擬調(diào)制系統(tǒng)的性能比較

有效性比較

可靠性比較

3.7AM調(diào)制解調(diào)的SystemView仿真仿真參數(shù)基帶信號：幅值2V，頻率128Hz，初始相位0載波信號：幅值1V，頻率1024Hz，初始相位0噪聲參數(shù)：均值為0，方差為1的AWGN噪聲采樣率：8KHz采樣點數(shù)：512點解調(diào)方式：相干解調(diào)3.7AM調(diào)制解調(diào)的SystemView仿真加噪前后調(diào)制信號時域和頻域波形對比3.7AM調(diào)制解調(diào)的SystemView仿真解調(diào)信號與原始信號對比波形小結(jié)

1．調(diào)制方式（四種）2．模擬調(diào)制分類：線性調(diào)制和非線性調(diào)制

模擬信號

數(shù)字信號

基帶信號

連續(xù)波

脈沖波

載波

類型時域表達式解調(diào)方法帶寬用途AM包絡(luò)檢波相干解調(diào)廣播DSB相干解調(diào)立體聲廣播SSB相干解調(diào)短波無線電話通信VSB相干解調(diào)電視廣播、傳真3．線性調(diào)制5．各模擬調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能小結(jié)

4．非線性調(diào)制對各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的有效性和可靠性進行比較可知：SSB帶寬最窄，有效性最好，其次是VSB，接下來是DSB、AM，而FM的帶寬最寬；但FM的輸入信噪比最大，可靠性最好，其次是DSB、SSB、VSB，而AM的抗噪聲性能最差。當AM、FM采用非相干解調(diào)時，存在門限效應(yīng)，相干解調(diào)不存在門限效應(yīng)。門限效應(yīng)一旦出現(xiàn)，輸出信噪比將急劇惡化。6．各模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較小結(jié)

【習題與作業(yè)】1.線性調(diào)制相干解調(diào)時，若采用不同頻率、不同相位的載波，有什么影響？2.什么叫門限效應(yīng)？哪些模擬調(diào)制在什么情況下會出現(xiàn)門限效應(yīng)？3.試比較單邊帶信號的濾波法與相移法的區(qū)別？4.一個幅度為Ac、頻率為fc的未調(diào)載波和帶寬為2fm（fm為調(diào)制信號的帶寬）的窄帶白噪聲加在一起，通過理想包絡(luò)檢波器，求高載波信噪比情況下的輸出信噪比？5.抑制載波雙邊帶調(diào)制和單邊帶調(diào)制中，若基帶信號均為3kHz限帶低頻信號，載頻為1MHz，接收信號功率為1mW，加性高斯白噪聲雙邊功率譜密度為10-3uW/Hz。接收信號經(jīng)帶通濾波器后，進行相干解調(diào)。(1)比較解調(diào)器輸入信噪比？(2)比較解調(diào)器輸出信噪比？【習題與作業(yè)】6.2MHz載波受10kHz單頻正弦調(diào)頻，峰值頻偏為10kHz，求(1)調(diào)頻信號的帶寬？(2)調(diào)頻信號幅度加倍時，調(diào)頻信號的帶寬？(3)調(diào)制信號頻率加倍時，調(diào)頻信號的帶寬？7.設(shè)某信道具有均勻的雙邊噪聲功率譜密度為0.5×10-3W/H