通信原理第四章 模拟调制系统.

1、引言引言 幅度调制的原理及抗噪声性能幅度调制的原理及抗噪声性能非线性调制（角调制）的原理及抗噪声性能非线性调制（角调制）的原理及抗噪声性能各种模拟调制系统的比较各种模拟调制系统的比较频分复用频分复用( (FDM)FDM)复合调制及多级调制的概念复合调制及多级调制的概念 调制，调制信号（基带信号）控制载波参数的过程。 解调：接收端从被改变参数的载波中恢复基带信号的过程。 调制信号：待发送的基带信号。 已调信号：调制完成后的信号。第一节第一节 引言引言 由消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分量，这种信号大多不适宜直接传输，在发送端必须先经过调制才便于信道传输，而在接收端要进行解调。一、调制的

2、定义按照载波不同可分为：正弦波调制、脉冲串调制按调制信号不同调制可分为模拟（连续）调制模拟（连续）调制和数字调制数字调制模拟调制中，调制信号的取值是连续的。数字调制中，调制信号的取值为离散的。1、将基带信号频谱搬移到载频附近，便于发送接收；2、实现信道复用，即在一个信道中同时传输多路信息信号。3、利用信号带宽和信噪比的互换性，提高系统的抗干扰性。第一节第一节 引言引言 二、调制的作用三、调制的分类一、幅度调制的原理第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制：正弦载波的幅度随调制信号变化的过程。:正弦载波)cos()()(0twtAmtscm调幅信号的时域表达式：m(

3、t) ：基带调制信号。0( )cos()cs tAw t调幅信号的频域表达式：)()(2)()(ccmmwwMwwMAtsFwSm(t)M() cosct h(t)m(t)sm(t)线性调制器的一般模型：)()()( 5 . 0)(wHwwMwwMwSccm一、幅度调制的原理第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能( ) ( ) cos( )mcstm tth t1、 双边带（DSB）信号如果输入基带信号没有直流分量，且h(t)是理想带通滤波器，则得到的输出信号便是无载波分量的双边带调制信号，或称双边带抑制载波（ DSBSC）调制信号，简称DSB信号。twtmtscmco

4、s）（）（一、幅度调制的原理第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能( )0.5()()mccSwM wwM ww若基带信号m(t)包含直流分量，即：m(t)=m0+m (t)当满足m0|m(t)|max，且假设h(t)是理想带通滤波器的冲激响应，则得到的输出信号为标准调幅信号，或称AM信号。00coscoscoscosmccccs tmtwtm m twtmwt m twt（）（）（）（）012mccccS wmw ww wM w wM w w（）（）（）（） （）2 、调幅（AM）信号一、幅度调制的原理第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能DS

5、B信号包含有两个边带，即上、下边带。由于这两个边带包含的信息相同，因而，从信息传输的角度来考虑，传输一个边带就够了。这种只传输一个边带的通信方式称为单边带通信。）（）（）（）（wHWWMWWMwSCCSSB213、单边带(SSB) 信号一、幅度调制的原理第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能H ()10ccH ()0cc1(a)(b)M()HHSM()ccOO 上边带 下边带 下边带 上边带ccO上边带频谱Occ下边带频谱图 4 - 4SSB信号的频谱图 4 3 形成SSB信号的滤波特性第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能sgnsgn21）（）

6、（）（ccwwwwwH11cos4211sgnsgnsin42ccccccccM wwM wwm tw tM wwwwM wwwwm tw t（）（）（）（） （） （） （）（） （）3、 单边带（SSB）信号一、幅度调制的原理第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能1211 sgnsgn22141sgnsgn4SSBCCCCccccccccSwM WWM WWH wM WWM WWwwwwM wwM wwM wwwwM wwww（ ）（）（）（ ）（）（）（）（）（）（）（） （）（） （）（）（）（）（twtmtwtmtsccmsin21cos21上边带SSB信号的

7、时域表示为）（）（）（）（twtmtwtmtsccmsin21cos21则下边带SSB信号的时域表示为3、 单边带（SSB）信号一、幅度调制的原理第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能残留边带调制是介于SSB与DSB之间的一种调制方式， 它既克服了DSB信号占用频带宽的缺点，又解决了SSB信号实现上的难题。在VSB中，不是完全抑制一个边带（如同SSB中那样），而是逐渐切割，使其残留一小部分。H（w）是所需的残留边带滤波器的传输特性。）（）（）（）（wHwwMwwMwSccm214、 残留边带（VSB）信号一、幅度调制的原理第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原

8、理及抗噪声性能）（tsmLPFLPF）（ts）（tm同步解调组成框图4、 残留边带（VSB）信号一、幅度调制的原理第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能HwHw）（wH01由卷积定理，乘积信号的频谱为：)()(21wSwSm( )cos( ) ()()cccs twtS ww ww w 同步载波，其频谱11()()()()22mmcmcSwS wSwwSww4、 残留边带（VSB）信号一、幅度调制的原理第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能12122122mccmcccmcccSwM wwM wwH wSwwM wwM w H wwSwwM wM

9、 wwH ww由（ ）（）（）（ ），得（）（）（ ）（）（）（ ）（）（）11()()()()221242mmcmcccccSwS wSwwSwwMwwMwH wwMwMwwH ww（）（ ） （）（ ）（） （）低通滤波后的频谱：41)(）（）（）（ccOwwHwwHwMwS为准确得到M（w），上式应满足cwwHwwHcc）（）（cwwHwwHcc）（）（0HHwwM www由于时有 （ ），故只需时满足：4、 残留边带（VSB）信号一、幅度调制的原理第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能cOcHVSB()HVSB(c)cOcHVSB(c)HVSB(c) HVSB(

10、c)OOcc(a)(b)(c)(d)残留边带滤波器的几何解释4、 残留边带（VSB）信号一、幅度调制的原理第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能cwwHwwHcc）（）（将H()进行c的频移，分别得到H(-c)和H(+c)，将两者相加，其结果在|H范围内应为常数，为了满足这一要求，必须使H(-c)和H(+c)在=0处具有互补对称的对称特性。4、 残留边带（VSB）信号一、幅度调制的原理第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能 重要概念重要概念：只要残留边带滤波器的特性H()在c处具有互补对称（奇对称）特性，那么，采用相干解调法解调残留边带信号就能够

11、准确地恢复所需的基带信号。 以残留上边带的滤波器为例， 如上页图，这个低通滤波器将使上边带小部分残留，而使下边带绝大部分通过。 通信系统把信道加性噪声中的起伏噪声作为研究对象。而起伏噪声又可视为高斯白噪声。因此，本节将要研究的问题是信道存在加性高斯白噪声时，各种线性调制系统的抗噪声性能。 由于加性噪声只对已调信号的接收产生影响， 因而调制系统的抗噪声性能可以用解调器的抗噪声性能来衡量。衡量的指标通常用“信噪比”来度量。 信噪比：）（噪声平均功率信号平均功率NS二、线性调制系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能带通滤波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t

12、)解调器mo(t)no(t)分析解调器性能模型加性高斯白噪声（均值为零）已调信号 带通滤波器滤除已调信号频带以外的噪声，已调信号经过它没变化，但加性高斯白噪声经过它后变为窄带高斯噪声。 二、线性调制系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能窄带高斯噪声：)(cos)(sin)(cos)()(ttwtVtwtntwtntnccscci)()()(222tntntnscinsncni由第二章知噪声平均功率： 20( )iiNn tn B解调器输入端的噪声功率：二、线性调制系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能 为了便于衡量

13、同类调制系统不同解调器对输入信噪比的影响，还可用输出信噪比和输入信噪比的比值G来表示，即信噪比增信噪比增益（调制制度增益）。益（调制制度增益）。 iiNSNSG/00显然，显然，G越大，表明解调器的抗噪声性能越好。越大，表明解调器的抗噪声性能越好。 )()(22tntmNSooOO解调器输出信噪比：二、线性调制系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能1、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cosct线性调制相干解调的抗噪声性能分析模型twtmtscmcos)()(二、线性调制系统的抗噪声性能第二

14、节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能)(5.0cos)()(222tmtwtmtsScmi解调器输入信号平均功率：)(5 . 0)(tmtmo解调器输出端信号：)(41)(21)(222tmtmtmSoo解调器输出端信号功率：二、线性调制系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能1、DSB调制系统的性能coscossincos11cos2sin222icccscccccscnw tnw tnw tw tnnw tnw t相乘器输出噪声：)(21)(0tntnc解调器最终输噪声：iicooNtntntnN41)(41)(41)(222解调

15、器输出噪声功率：二、线性调制系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能1、DSB调制系统的性能BntmNSoii)(212解调器输入端信噪比BntmNtmNSoioo)(41)(4122解调器输出端信噪比二、线性调制系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能1、DSB调制系统的性能2iiooNSNSG调制系统的制度增益DSB信号的解调器使信噪比改善一倍。这是因为采用同步解调，使输入噪声中的一个正交分量ns(t)被消除的缘故。 SSBSSB解调器仍同解调器仍同DSBDSB解调器，不同的是带通滤波器的带宽是解调器，不同的是带通

16、滤波器的带宽是双边的一半。双边的一半。二、线性调制系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能2、SSB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cosctBnNNoiO4141SSB解调器的输出噪声与输入噪声的功率：twtmtwtmtsccmsin)(21cos)(21)(SSB信号的表示式（“-”上边带 ；“+”下边带）： 以上边带为例计算单边带解调器的输入及输出信号功率，解调器的输入信号功率 iS二、线性调制系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能2、SSB调制系统的

17、性能2222221( ) ( )cos( )sin41 ( )cos ( )sin2 ( )( )cossin4( ) ( )1( )( )sin2884imcccccccSstm tw tm tw tm tw tm tw tm t m tw tw tm tm tm t m tw t02sin)()(1lim2sin)()(22tdtwtmtmTtwtmtmcTTTc由于 随时间的变化，相对 为载频的载波变化的十分缓慢所以有)()(tmtmcw2二、线性调制系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能2、SSB调制系统的性能8)(8)(22tmtmSi所以，8

18、)(8)(22tmtm由于m(t) 与m(t)，两者具有相同的平均功率)(412tmSi所以，2211( )( )416oSm tmt输出信号平均功率二、线性调制系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能2、SSB调制系统的性能BntmBntmNSooii4)()(4122单边带解调器的输入信噪比为BntmBntmNSoooo4)(41)(16122输出信噪比为1iiooNSNSG调制制度增益为二、线性调制系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能2、SSB调制系统的性能讨讨 论：论：（1）SSB系统中， 。信噪比没有改善

19、。（2） 从表面上看， ， ，但不能说双边带系统的抗噪性能优于单边带一倍。 实际上，由于双边带系统的带宽是单边的2倍，故解调器输入噪声功率的是单边带的2倍，输出噪声功率也是单边带的2倍。双边带和单边的抗噪性能是相同的。 1G1SSBG2DSBG二、线性调幅系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能2、SSB调制系统的性能AM信号可采用同步检测和包络检波进行解调。相干解调时AM系统的性能分析方法与前面双边带（或单边带）的相同。实际中，AM信号常用简单的包络检波法解调。带通滤波器sm(t)sm(t)n(t)ni(t)包络检波器mo(t)no(t) Am包络检波的

20、抗噪声性能分析模型二、线性调幅系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能3、AM系统的性能其中，A为载波幅度，m(t)为调制信号。这里仍假设m(t)的均值为0， 且A|m(t)|max。 输入噪声为twtntwtntncsccisin)(cos)()(twtmAtscmcos)()(解调器输入信号解调器输入的信号功率Si和噪声功率Ni为BntnNtmASoiii)(2)(2222二、线性调幅系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能3、AM系统的性能解调器输入是信号加噪声的合成波形， 即( )( )( )cos( )cos

21、( )sin( )( )cos( )sin( )cos( )micccscccsccstn tAm tw tn tw tn tw tAm tn tw tn tw tE tw tt 由包络知， 检波输出中有用信号与噪声无法完全分开。因此，计算输出信噪比是件困难的事。我们来考虑两种特殊情况。)()()(arctan)()()()()(22tntmAtnttntntmAtEcssc其中合成包络合成相位二、线性调幅系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能3、AM系统的性能1） 大信噪比情况大信噪比情况 此时， 输入信号幅度远大于噪声幅度， 即)()(tntmAi二

22、、线性调幅系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能3、AM系统的性能)()()()()()(22tntmAtntntmAtEcsc包络为：输出有用信号功率及噪声功率BntntnNtmSicoo0222)()()(BntmNS0200)(输出信噪比 tmAtmNSNSGii222002/调制制度增益 显然，AM信号的调制制度增益G随A的减小而增加。 但对包络检波器来说, 为了不发生过调制现象,应A0|m(t)|max，所以G总是小于1。例如：100%的调制(即A0=|m(t)|max)且m(t)又是正弦型信号时， 有2)(22Atm可得（AM系统最大信噪比增

23、益）：32G可以证明， 同步检波法解调AM信号， 其调制制度增益G与以上结果相同。 由此可见，对于AM调制系统，在大信噪比时，采用包络检波器解调时的性能与同步检波器时的性能几乎一样。但应该注意， 后者的调制制度增益不受信号与噪声相对幅度假设条件的限制。二、线性调幅系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能3、AM系统的性能2） 小信噪比情况小信噪比情况 小信噪比指噪声幅度远大于信号幅度， 即)(m(t)Atni)()(tmAtnc)()(tmAtns由上式可知2222022( )( )( )2( )( )2( )( )( )( )1( )( )2( )( )

24、 1cos ( )( )cscccscsE tn tn tn tAm tn tAm tn tn tn tn tAm tR ttR t此时包络：二、线性调幅系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能3、AM系统的性能)()()(cos)()(arctan)()()()(22tRtnttntnttntntRccssc其中进一步把E(t)近似表示为)()()(1)()(tCOStRtmAtRtE)(cos)()(ttmAtR2） 小信噪比情况小信噪比情况二、线性调幅系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能3、AM系统的性能E(

25、t)中没有单独的信号项；cos(t)是一个随机噪声，因而m(t)cos(t)也只能看作是噪声。此时输出信噪比急剧下降，这种现象称为解调器的门限效应解调器的门限效应。 此时的输入信噪比称为门限值。这种门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的。 2） 小信噪比情况小信噪比情况二、线性调幅系统的抗噪声性能第二节第二节 幅度调制原理及抗噪声性能幅度调制原理及抗噪声性能3、AM系统的性能 有必要指出，用相干解调的方法解调各种线性调制信号时不存在门限效应。原因是信号与噪声可分别进行解调，解调器输出端总是单独存在有用信号项。 由以上分析可得如下结论：大信噪比情况下，AM信号包络检波器的性能几乎与相干解

26、调法相同;但随着信噪比的减小，包络检波器将在一个特定输入信噪比值上出现门限效应; 一旦出现门限效应，解调器的输出信噪比将急剧恶化。 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，还可以记载在载波的频率或相位变化中。一、非线性调制的原理第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能 这种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。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。 角度调制信号的一般表达式为)(co

27、s)(ttwAtscmA ：载波的恒定振幅； ：已调信号的瞬时相位； ：相对于载波相位 的瞬时相位偏移； d /dt：已调信号的瞬时频率，d(t)/dt ：相对于载频c的瞬时频偏。 )(ttwc)(ttwc)(ttwc一、非线性调制的原理第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能1、相位调制相位调制：瞬时相位偏移随基带信号成比例变化的调制， 即 Kp是比例常数。 )()(tmKtp调相信号表达式：)(cos)(tmKtwAtsPcm一、非线性调制的原理第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能)()(tmKdttdF2、频率调制频率调制：瞬时频率偏移随基

28、带信号成比例变化的调制， 即 或dmKttF)()()(cos)(dmKtwAtstFcm调频信号表达式：调频信号的解调大多采用鉴频器方法。 带通限幅器鉴频器低通滤波器)(tsFM)(tm 调频信号的解调方框图二、非线性调制系统的抗噪声性能第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能( )cos( )cos( )mctcFstAw ttAw tK md解调器输入端的信号为：BnABnANSooii2222设它的带宽为B，解调器输入端的信噪比为twtntwtntscsccmsin)(cos)()( 由于解调器输入波形是调频信号和噪声的混合波形，该波形在限幅以前可表示为二、非线性

29、调制系统的抗噪声性能第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能)(cos)()(costtwtVttwAcc将调频表达式代入上式，可得coscoscoscos)(cos)(cos)(cos22112211aaaattwtVattwAcc)cos()sin()tan(12211221aaaOBBC据图和三角形关系可得二、非线性调制系统的抗噪声性能第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能)cos()sin(arctan12211221aaa因而)cos()sin(arctan21122112aaa同理，可得矢量合成图任意参考基线1221a2a0CB1a)(

30、)(cos)()()(sin)(arctan)()(tttVAtttVttwtc信号与噪声的合成相位：)()(cos)()()(sin)(arctan)()(ttAtVtttVttwtc或在大信噪比情况下，即)(tVA)()(sin)()()(ttAtVttwtc一式简化为二、非线性调制系统的抗噪声性能第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能1( )( )21( )1 ( )sin ( )( )22ocdtv tfdtdtdV tttdtA dt 第二项是与有用信号有关的项，第三项取决于噪声。利用上式可得输出电压)(21)(dttdtmo解调器输出的有用信号为二、非线性调

31、制系统的抗噪声性能第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能tFdmKt)()(考虑到)(2)(tmKtmFo故有)(4)(2222tmKtmSFoo在大信噪比情况下，解调器输出的信号功率为二、非线性调制系统的抗噪声性能第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能1( ) ( )sin ( )( )2( )11( )22ossdn tV tttA dtdn tn tAdtA解调器的输出噪声为)()(sin)()(tttVtnsdttdntnss)()(其中220 2 ( )( )0 2 ( )( )sin ( )( )( )sin ( )( )( )ssi

32、ottn tV tttV ttn tn tn B由于窄带高斯噪声的瞬时相位在 ， 之间均匀分布，因而可以认为也在 ， 之间均匀分布（高信噪比时是成立的），则：，这是载频为0时窄带高斯噪声的正交分量)(tni)2, 0(Bdttdns)(：带通型噪声：理想微分电路的输出：解调后的低通 型噪声)(tns二、非线性调制系统的抗噪声性能第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能222)(wjwwH2Bf ,22)2()(ooonfnwwP所以2Bf osnBtn)(20iP其他f因而)()()()(22wPwwPwHwPiio)(tns的功率谱密度 二、非线性调制系统的抗噪声性能第

33、三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能2B2Bf)(wPo噪声功率谱密度 0322228)(3moFoofntmKANS解调输出信噪比为 22222223222( )1( )( )4421(2)43mmmmfsoooffoomfntNn tP f dfAAnfn dffAA解调器输出噪声功率二、非线性调制系统的抗噪声性能第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能( )coscoscossincossintmcFmFcmmcfmstAw tKdKAw ttAw tmw t 考虑为单频余弦波情况： maxmaxFfmmmwfKmwwf式中tfftmKmF2

34、cos2)(可得222222)(22)(4)(fftmKF因而二、非线性调制系统的抗噪声性能第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能mfmmmFfnAmfnAfffntmKANS022022302222002232238)(3 所以22ASi)(23200mifNSmNS又因为 ，而 可视为频带 内的输入噪声功率，记为 ，上式可记为mofn), 0(mfmN因为 ，所以 。考虑到 iiffiimmfmiifNSmmNSfffmfBNSmNS13)()(223)(2322200)(2mffBBfmmiNN 所以二、非线性调制系统的抗噪声性能第三节第三节 角度调制原理及抗噪声

35、性能角度调制原理及抗噪声性能13/200ffiimmNSNSG调制制度增益： BntmNSoAMoo)()(2在大信噪比情况下，调幅信号包络检波器的输出信噪比为加大 可使系统的抗噪声性能迅速改善fmBnANSoAMoo2)(2若调幅信号为100%调制，m（t）的平均功率为因而2221)(Atm二、非线性调制系统的抗噪声性能第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能moAMoofnANS22)(2mfB2由于 故有22220032()23()22ofFMoomfAMomASmNnfmSANnf调频系统输出信噪比与调幅系统输出信噪比之比为 越大，调制增益G越大，占用带宽也越宽，

36、这表示调频系统的抗噪性能的改善是以增益加传输带宽得到的。fm二、非线性调制系统的抗噪声性能第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能)1 ()1 (2)(2)(2fAMfmmmfmFMmBmfffmffB宽带调频的传输带宽 与调幅的传输带宽 的关系FMBAMBAMFMfBBm 1fm当 时，上式近似为故有AMfFMBmB200()3()()oFMoFMAMAMSNBSBN在上述条件下，式变为二、非线性调制系统的抗噪声性能第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能AtV)()()(sin)()()(tttVAttwtc2 2、小信噪比条件下，即、小信噪比条

37、件下，即 时，式（4.3 16）可简化为dBNSoo/dBNSii/FMFMDSBDSB同步检测同步检测0 a当 分贝时，出现门限效应，若继续降低FM的输出信噪比急剧降低，性能甚至比AM还差。aNSii二、非线性调制系统的抗噪声性能第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能1、调相定义：瞬时相位偏移随基带信号线性变化。小结：第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能)()(tmKtp调相信号表达式：)(cos)(tmKtwAtsPcm( )( )( )( )tFFdtK m ttK mddt)(cos)(dmKtwAtstFcm调频信号表达式：2、调频定

38、义：瞬时频率偏移随基带信号线性变化。3、调频系统的抗噪声性能：小结：第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能2( )cos( ),2( )( )cos( )sin,( )( )sin ( )( )( )( )arctan( )cos ( )( )1( )1( )1( ) ( )sin (222tmcFiiccsciococAstAw tK mdSn tn ttn ttNn BAV tV ttttw ttA V tttdtdtdv tfV tdtdtA dt时：)( )tt3、调频系统的抗噪声性能：小结：第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声性能2222223222222222223021( )( )( ),( )( )224( )21( ) ( )sin ( )( ),( )2433( )322,28231FFooosoooomioFfioooommffKKdtm tm tSmtm tdtntndn tV tttNn tfA dtAAAASSA K m tAmNn Bn BNn fn fGmm( )( )( )sin ( )( )( )cV tAAtw ttttV t：无单独信号项，“门限效应”3、调频系统的抗噪声性能：小结：第三节第三节 角度调制原理及抗噪声性能角度调制原理及抗噪声