西南交大通信考研辅导班课件2课件

1、现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -1-现代通信原理现代通信原理第第4章章 模拟调制系统模拟调制系统西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -2-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications本章知识点本章知识点q 4.1 引言引言 调制的概念

2、调制的概念 调制的分类调制的分类 调制的作用调制的作用q 4.2 幅度调制幅度调制(线性调制）线性调制） 幅度调制基本原理幅度调制基本原理 线性调制系统性能分析线性调制系统性能分析q 4.3 角度调制（非线性调制）角度调制（非线性调制）基本概念基本概念调频信号表达式调频信号表达式调相信号表达式调相信号表达式单音调制单音调制调频信号的产生与解调方法调频信号的产生与解调方法q 4.5 频分复用频分复用FDMq 4.6 复合调制与多级调制复合调制与多级调制西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -

3、3-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications4.1 引言引言q调制的基本概念调制的基本概念调制器调制器m(t)调制信号调制信号sm(t)已调信号已调信号c(t)载波信号载波信号调制调制：按调制（基带）信号的变化规律去改变高频：按调制（基带）信号的变化规律去改变高频载波某一（些）参数，把基带信号搬移到给定信道载波某一（些）参数，把基带信号搬移到给定信道通带（处在较高频段）内的过程。通带（处在较高频段）内的过程。西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong Univer

4、sity -4-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communicationsq调制的分类：调制的分类：调制信号可以是模拟信号、数字信号调制信号可以是模拟信号、数字信号载波可以是连续波、脉冲载波可以是连续波、脉冲）数字脉冲调制（第七章）模拟脉冲调制（第七章章）数字连续波调制（第六第四章）模拟连续波调制(西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -5-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communicationsq模拟连续波调制模拟

5、连续波调制v分类分类p线性幅度调制线性幅度调制：载波的幅度随基带调制信号成比例变：载波的幅度随基带调制信号成比例变化；从频谱上来看，已调信号的频谱是基带信号频谱化；从频谱上来看，已调信号的频谱是基带信号频谱的平移。如调幅的平移。如调幅AM，双边带，双边带DSB，单边带，单边带SSB和残留和残留边带边带VSB。PMFMSSBDSBAM角度调制幅度调制v定义：定义：调制信号为模拟信号，载波为连续波（常为正弦波）调制信号为模拟信号，载波为连续波（常为正弦波）的一种调制类型。的一种调制类型。p非线性角度调制非线性角度调制：载波的频率或相位：载波的频率或相位随基带调制信号成比例变化。已调信号随基带调制信

6、号成比例变化。已调信号的频谱不再保持原来基带调制信号频谱的频谱不再保持原来基带调制信号频谱的结构，而产生新的频谱分量。如调频的结构，而产生新的频谱分量。如调频FM和调相和调相PM。西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -6-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communicationsq调制的作用调制的作用噪声影响的减少。用增加带宽的方法换取传输带宽变宽，通过调制使已调信号的提高抗干扰能力线通信重要）天线尺寸可减小（对无可实施频分复用（与信道特性匹配频谱搬移

7、:)FDMmfclMHzkmfclHzge08. 01090041034490022104 . 34103443400300.6838：搬移到直接通过天线发射：）语音信号（西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -7-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communicationsq学习中关注的几个方面学习中关注的几个方面 基本概念。包括已调信号数学表达式，波形图，频谱以及相基本概念。包括已调信号数学表达式，波形图，频谱以及相互之间的关系。互之间的关系。 信号产

8、生（调制）的方法、方框图与原理，信号接收（解调）信号产生（调制）的方法、方框图与原理，信号接收（解调）的方法、方框图与原理。的方法、方框图与原理。 信号的带宽信号的带宽 调制系统的抗噪声性能（信噪比的计算）。调制系统的抗噪声性能（信噪比的计算）。西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -8-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications4.2 幅度调制（线性调制）幅度调制（线性调制）0cos)()(ttAmtscm )()(2ccmMMAS4.

9、2.1 幅度调制基本原理幅度调制基本原理v载波：载波：v调制信号：调制信号：v已调信号：已调信号： 0costAtsc tm西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -9-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications ccmmcMMASStAtmMtm 2cos M0 mS0cc西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -10-现代通信原理现代

10、通信原理 Principle of Modern Communications图41 线性调制器的原理模型v线性调制信号的一般产生方法线性调制信号的一般产生方法m(t)sm(t)h(t)tAccos西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -11-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications1 AM调制调制q 时域表达式时域表达式 基带信号基带信号m(t)中含有直流分量中含有直流分量; mo附加的直流分量，附加的直流分量， m(t)没有直没有直

11、流分量，属于调制信号的交流分量；若调制信号有直流分量，可以流分量，属于调制信号的交流分量；若调制信号有直流分量，可以把其直流分量归到把其直流分量归到mo中中tmtmttmtsccm cos)(cos)()(0 tc cos tm tsm tmom max tmmo西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -12-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communicationstm(t)SAM(t)m(t)m(t)t基带信号基带信号常规调幅常规调幅(AM)信号信号m

12、00q AM信号波形信号波形 max tmmo西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -13-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communicationstm(t)常规调幅常规调幅(AM)信号信号m(t)m(t)t基带信号基带信号m0错误 max tmmo西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -14-现代通信原理现代通信原理 Principle of M

13、odern Communicationsq AM信号频谱信号频谱)()()(0ccmmS )()(21ccMM m2M(W)LSB：下边带：下边带 USB：上边带：上边带西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -15-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communicationsq AM信号频谱信号频谱调制前后信号的频谱的形状没有变化，仅仅是信号调制前后信号的频谱的形状没有变化，仅仅是信号频谱的位置发生了变化。频谱的位置发生了变化。线性调制线性调制AM信号的频

14、谱由位于信号的频谱由位于 fc处的冲击函数和分布在处的冲击函数和分布在 fc处两边的边带频谱组成。处两边的边带频谱组成。调制前的基带信号的带宽为调制前的基带信号的带宽为fm(Hz)，调制后，调制后AM信号信号的带宽为的带宽为B=2fm (Hz) 。一般把频率的绝对值大于载波频率的信号频谱称为一般把频率的绝对值大于载波频率的信号频谱称为上边带上边带（USB),把频率的绝对值小于载波频率的信把频率的绝对值小于载波频率的信号频谱称为号频谱称为下边带下边带（LSB).西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong Univers

15、ity -16-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern CommunicationstAtmmm cos)( q例：单音信号例：单音信号AM调制调制v调制信号调制信号v已调信号已调信号tAAtmmm cos)(0 )()()(2)(0mmmAAM ttAAtscmmm coscos0 cmcmmcmcmmccmAAAS 220西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -17-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications

16、q调幅指数调幅指数0/ AAmAM AM1过调幅失真过调幅失真西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -18-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications(2 A0)( Am)0fm( Am)-fmf( A0)fcfc+fmffc-fm)2(mA )2(mA ( A0)-fc-fc+fm-fc-fm)2(mA )2(mA 0西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong

17、 University -19-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications边带功率边带功率PS载波功率载波功率PcqAM信号平均功率信号平均功率v信号在信号在1 电阻上消耗的平均功率，它等于信号的均方值。电阻上消耗的平均功率，它等于信号的均方值。 ttmmttmtmtmtmtsdttsTPccccmTTmTAMcos2coscoscos)( 1lim02222022022/2/2 22)(1limTTTdttmTtm 22220tmmPAM西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest

18、Jiaotong University -20-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern CommunicationsqAM信号的调制效率信号的调制效率v把边带功率与信号的总功率的比值称为调制效率。把边带功率与信号的总功率的比值称为调制效率。v单音调制的调制效率单音调制的调制效率 tmmtmPPPoSSAM2 22 022220222/2/AMAMmmAMAAA 31)(max AM tAAtmmm cos)(0 西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -21-现代通

19、信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications AM band allocation by FCC西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -22-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications2 双边带调制双边带调制(DSB)ttmtscm cos)()( q时域表达式时域表达式v基带信号中没有直流分量基带信号中没有直流分量qDSB信号波形信号波形 tm tsm tc cos载波反相点载波反相点m(t)

20、西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -23-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communicationsq DSB信号的频谱信号的频谱m2)()(21)(ccmMMS qDSBDSB信号的频谱是由分布在信号的频谱是由分布在 f fc c处两边的边带频谱组成。处两边的边带频谱组成。q与与AMAM信号的频谱的区别是在信号的频谱的区别是在 f fc c处无冲击。处无冲击。qDSBDSB信号带宽为信号带宽为B=2fB=2fm m (Hz) 。西南交通大学西南交通

21、大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -24-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern CommunicationsqDSB信号平均功率信号平均功率qDSB信号的调制效率信号的调制效率 ScDSBTTDSBTDSBPtmttmtsdttsTP22222/2/221cos)(1lim %1002/2/22tmtmPPDSBsDSB西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -25-现代通信

22、原理现代通信原理 Principle of Modern Communications3 单边带调制（单边带调制（SSB）q用滤波发产生用滤波发产生SSB信号信号hSSB（t）HSSB（ ）m(t)cos( ct)sSSB(t)()()(21)( SSBccSSBHMMS thttmtsssbcssbcos滤波法滤波法西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -26-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications滤波器生成滤波器生成上边带信号上边

23、带信号频谱图频谱图-cc0-cc0HSSB( )SSSB( ) ccUSBH |, 0|, 1)(西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -27-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications滤波器生成滤波器生成下边带信号下边带信号频谱图频谱图 ccLSBH |, 0|, 1)(西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -28-现代通信原理现代

24、通信原理 Principle of Modern Communicationsq希尔波特（希尔波特（Hilbert）变换）变换)()(.tftfTH dtftfHtfdtftfHtf)(1)()()(1)()(1 )1(*)()(1*)()(ttftfttftf )sgn()()( jFF )sgn()()( jFF 西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -29-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications1/ t)(tf)(tftthh

25、1)( 1/(- t)(tf)(tf)sgn()(jHhF.T.)sgn()()( jFF )(F)(F)(F)(F)sgn()()( jFF n希尔波特滤波器希尔波特滤波器西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -30-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications希尔伯特滤波器幅频、相频特性希尔伯特滤波器幅频、相频特性1|Hh( )|/2 h( )-/2)sgn()(jHhHilbert滤波器实质上滤波器实质上是一个宽带相移网络是一个宽带相

26、移网络1Hh( )/j -1西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -31-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications例例4-1：求信号：求信号 的的希尔波特希尔波特变换变换(希希尔波特滤波器输出信号波形）尔波特滤波器输出信号波形） ( )( )f tF( )coscf ttsgn( ) ()()ccj ( )sgn( ) ( )FjF ()()ccj ( )sincf tt西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong U

27、niversitySouthwest Jiaotong University -32-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications例例4-2：求信号：求信号 的傅立叶变换的傅立叶变换（频谱特性）（频谱特性） )()sgn()(Mjtmttmtfcsin)()(1( )sinsgn( )( )2cm ttjM)()(ccj)sgn()()sgn()(21)(ccccMMF西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -33-现代通信原理现代通信原理

28、Principle of Modern Communications例例4-3：求信号：求信号 的希尔波特变的希尔波特变换换(希尔波特滤波器输出信号波形）希尔波特滤波器输出信号波形） ( )( )coscf tm tt)()(21)sgn()(ccMMjF)()(21ccMMjttmtfcsin)()(西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -34-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern CommunicationsHilbert变换的性质变换的性质v性质性质1v性

29、质性质2v性质性质3：若：若f(t)的频带限于的频带限于 ，则有，则有v性质性质4：若：若f(t)的傅立叶变换为的傅立叶变换为F()，则，则Hf(t)的傅立叶的傅立叶变换为变换为ttHccsincosttHcccossin ttfttfHttfttfHcccccossinsincos)sgn()()(jFFc西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -35-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications ccLSBH sgnsgn21)()()(

30、)(21)( LSBccLSBHMMS sgn)(sgn)(41)()(41)(ccccccLSBMMMMS vLSB信号表达式信号表达式西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -36-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications ttmMMttmMMcccccccc sin21sgn)(sgn)(41cos21)()(41 ttmttmtscclsb sin21cos21 西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong Un

31、iversitySouthwest Jiaotong University -37-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications)(1)(LSBUSBHH)()()(1)()(LSBDSBLSBDSBUSBSSHSS)()()(tststsLSBDSBUSBsin)(cos)(21cos)(ttmttmttmcccsin)(cos)(21ttmttmccvUSB信号表达式信号表达式西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -38-现代通信原理现

32、代通信原理 Principle of Modern CommunicationsqSSB信号平均功率和频带宽度信号平均功率和频带宽度平均功率平均功率频带宽度频带宽度 tmtttmtmttmttmttmttmtsPccccccSSBSSB222222241sincos2sincos41sin)(cos)(41 tmtm222121mfB 西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -39-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications西南交通大学西南

33、交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -40-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -41-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong U

34、niversity -42-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern CommunicationsvAM信号相干解调频谱图信号相干解调频谱图西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -43-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -44-现代通信原理现代通信原理 Princi

35、ple of Modern Communications西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -45-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -46-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications西南交通大学西南交通大学 Southwest Jia

36、otong UniversitySouthwest Jiaotong University -47-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications4.2.2 线性调制系统的抗噪声性能线性调制系统的抗噪声性能解调解调器器sm(t)n(t)BPFsm(t)+ni(t)mo(t)+no(t)解调器输入信噪比解调器输入信噪比解调器输出信噪比解调器输出信噪比调制制度增益调制制度增益 )()(22tntsNSimii)()(202tntmNSoooiiooNSNSG/西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySout

37、hwest Jiaotong University -48-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern CommunicationsLPFcos ctsm(t)n(t)BPFsm(t)+ni(t)mo(t)+no(t)相干解调器相干解调器ttnttntncsccisin)(cos)()()()()(222tntntnsci HzWnPn/20西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -49-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communic

38、ations西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -50-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications )(21cos)(2222tmttmtsScmiDSBiiBntnN02)(DSBiiBntmNS02)(21西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -51-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Commun

39、icationsq 相干解调相干解调LPFcos ctsm(t)+ni(t)mo(t)+no(t)sp(t)+np(t)ttmtmttstsccmp2cos)(21)(21cos)()()(21)(tmtmottnttntntncscccp2sin2)(2cos2)(2)()(2)()(tntnco西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -52-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communicationsq 输出信噪比输出信噪比q 调制增益调制增益icooN

40、tntnN414)()(22)(41)(22tmtmSooDSBiooBntmNtmNS022)()(2/iiooNSNSG西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -53-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -54-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Commun

41、ications )(41)(81)(812sin)(41sin)(41cos)(41sin)(cos)(41)(222222222tmtmtmttmtmttmttmttmttmtsScccccSSBiSSBiiBntnN02)(SSBiiBntmNS02)(41西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -55-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communicationsttmttmtmtsccp2sin)( 412cos)(41)(41)()(41)(tmt

42、mottnttntntncscccp2sin2)(2cos2)(2)()(2)()(tntncosin)(cos)(21)()(ttmttmtstsccSSBm西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -56-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern CommunicationsicooNtntnN414)()(22)(161)(22tmtmSooSSBiooBntmNtmNS0224)(4)(1/iiooNSNSG西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiao

43、tong UniversitySouthwest Jiaotong University -57-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications3 AM包络检波的抗噪声性能包络检波的抗噪声性能整流整流sm(t)n(t)BPFsm(t)+ni(t)mo(t)+no(t)包络检波器包络检波器 maxcos)()(tmAtAtmtscm ttnttntncsccisincos解调器输入信噪比解调器输入信噪比)(212)(222tmAtsSAMiAMiiBntnN02)(AMiiBnAtmNS022)(21LPF西南交通大学西南交通大学 Southwes

44、t Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -58-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications tttEttnttnttmAtntsccscccimcossincoscos tntmAtnttntntmAtEcsscarctan22大信噪比情况大信噪比情况 tntmAi tntmAtntmAsc西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -59-现代通信原理现代通信原理 Principl

45、e of Modern Communications tntmAtmAtntmAtmAtntmAtntmAtmAtntntntmAtmAtEccccscc121222/12222西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -60-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communicationsq调制增益调制增益 AMiiootmAtmNSNSG 22/222 v满调幅满调幅 322cos22maxGAtmtAtmtmAmq输出信噪比输出信噪比AMcoBntnN02)

46、()(2tmSoAMooBntmNS02)(西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -61-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications D 二极管 SAM(t) R C Sd(t) t tA A0 0S SAMAM（t）（t）0 0t tA A0 0S SAMAM（t）（t）0 0西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -62-现代通信原

47、理现代通信原理 Principle of Modern Communications小信噪比情况小信噪比情况 tntmAi tntmAtntmAsc ttRtmAtRtntntmAtntntntmAtntntntEsccsccsccos21212222222西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -63-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications ttmAtRtEcos门限效应：在小信噪比情况下，包络检波门限效应：在小信噪比情况下，包络检波

48、器会把有用信号扰乱成噪声，这种现象称器会把有用信号扰乱成噪声，这种现象称为为“门限效应门限效应”。同步解调不存在同步解调不存在“门限效应门限效应”。 tmAtR西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -64-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications例例:若对某一信号用若对某一信号用DSB进行传输，设加至接收机的调制信号进行传输，设加至接收机的调制信号m(t)的功率谱密度为的功率谱密度为试求：试求：1)接收机的输入信号功率；接收机的输入信号

49、功率；2)接收机的输出信号功率；接收机的输出信号功率；3)若叠加于若叠加于DSB信号的白噪声具有双边功率谱密度为信号的白噪声具有双边功率谱密度为n0/2，那，那么，输出信噪功率比为多少？么，输出信噪功率比为多少？mmmmmffffffnfP| , 0| ,|2)(西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -65-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communicationsq 输入信号功率输入信号功率2)()(21)(2mmmmfndffPdPtm0fm-fmf

50、nm/24)(212mmifntmS西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -66-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communicationsq 输出信号功率输出信号功率q 输出信噪比输出信噪比8)(412mmofntmSmDSBifnBnN002008124/nnfnfnNSmmmmii041nnGNSNSmDSBiioo西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong Univer

51、sity -67-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications例例: 若对某一信号用若对某一信号用SSB进行传输进行传输(忽略信道的影响忽略信道的影响)，设加至，设加至接收机的调制信号接收机的调制信号m(t)的功率谱密度为的功率谱密度为试求：试求：1)接收机的输入信号功率；接收机的输入信号功率；2)接收机的输出信号功率；接收机的输出信号功率；3)若叠加于若叠加于DSB信号的白噪声具有双边功率谱密度为信号的白噪声具有双边功率谱密度为n0/2，那，那么，输出信噪功率比为多少么，输出信噪功率比为多少mmmmmffffffnfP| , 0| ,|2)(

52、西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -68-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communicationsq 输入信号功率输入信号功率2)()(21)(2mmmmfndffPdPtm0fm-fmfnm/28)(412mmifntmS西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -69-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Commu

53、nicationsq 输出信号功率输出信号功率q 输出信噪比输出信噪比32)(1612mmofntmSmSSBifnBnN0000818/nnfnfnNSmmmmii081nnGNSNSmSSBiioo西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -70-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications第四章第一部份习题第四章第一部份习题思考题: 4-1, 4-11, 4-12习题：4-1, 4-3, 4-5, 4-7, 4-9,4-10,4-13西南

54、交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -71-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications4.3 非线性（角度）调制非线性（角度）调制q 角度调制（非线性调制）角度调制（非线性调制）：通过改变载波的角度（频率通过改变载波的角度（频率或相位）来完成的，即载波的幅度不变，而载波的频率或相位）来完成的，即载波的幅度不变，而载波的频率或相位随着调制信号变化。或相位随着调制信号变化。q 角度调制角度调制是是频率调制（频率调制（FM)和和相位调制相位调制(

55、PM)的统称。的统称。q 非线性调制与线性调制非线性调制与线性调制 调制的调制的载波参量载波参量不同不同 线性调制已调信号的频谱是调制信号频谱的线性调制已调信号的频谱是调制信号频谱的线性搬移线性搬移；而；而角调制已调信号的频谱不是调制信号频谱的线性搬移角调制已调信号的频谱不是调制信号频谱的线性搬移 线性调制占据线性调制占据带宽带宽窄，窄，频率利用率频率利用率高，但高，但抗干扰能力差抗干扰能力差；角调制频带利用率低，但抗干扰能力强。角调制频带利用率低，但抗干扰能力强。西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong Univ

56、ersity -72-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications t t ) )( (cosA At ts sn瞬时相位瞬时相位n瞬时角频率瞬时角频率)(t dttdt角度调制信号角度调制信号：任何一个正弦信号，如果幅度不变，而角度：任何一个正弦信号，如果幅度不变，而角度可变，则称为角度调制信号。角度调制信号可用下式表示可变，则称为角度调制信号。角度调制信号可用下式表示 tdt n瞬时角频率与瞬时相位的关系瞬时角频率与瞬时相位的关系西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiao

57、tong University -73-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications1 角度调制信号表达式角度调制信号表达式q 角度调制的波形一般可以写成角度调制的波形一般可以写成) ) ( ( ) )( (ttc cosA At ts sm m)()(tttcn瞬时相位瞬时相位n瞬时角频率瞬时角频率n瞬时相位偏移瞬时相位偏移n瞬时频率偏移瞬时频率偏移dttddttdtc)()()()(tdttd)( tdttdc cosA At ts sm m) )( (西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySo

58、uthwest Jiaotong University -74-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications2 相位调制（相位调制（PM）信号）信号q 相位调制相位调制：载波的幅度不变，载波的瞬时相偏与调制信号成：载波的幅度不变，载波的瞬时相偏与调制信号成比例变化，令瞬时相偏比例变化，令瞬时相偏 ，则，则) ) ( ( ) )( (tmKtPMccosA At ts sP PM M)()(tmKttcPMn瞬时相位瞬时相位n瞬时角频率瞬时角频率n瞬时相偏瞬时相偏n瞬时频偏瞬时频偏dttdmKtc)()(PM )(tmKtPMdttdmK)(PM

59、tdttdmKPMc) )( () )( (cosA At ts sPMn最大瞬时频偏最大瞬时频偏max)(dttdmKPMPMn最大瞬时相偏最大瞬时相偏 maxtmKPMPM )(tmKtPM西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -75-现代通信原理现代通信原理 Principle of Modern Communications3 频率调制（频率调制（FM）信号）信号q 频率调制频率调制：载波的幅度不变，载波的瞬时频偏与调制信号成：载波的幅度不变，载波的瞬时频偏与调制信号成比例变化，令

60、瞬时频偏比例变化，令瞬时频偏 ，则，则dttmKttc)()(FMn瞬时相位瞬时相位n瞬时角频率瞬时角频率n瞬时相位偏移瞬时相位偏移n瞬时频率偏移瞬时频率偏移)()(tmKtcFMdttmK)(FM)(tmKFM(t)sFMdttmKtFMc)(cosA AttmKFMc(t)sFM)(cosA A maxtfKFMFM maxdttfKFMPMn最大瞬时频偏最大瞬时频偏n最大瞬时相偏最大瞬时相偏)(tmKFM西南交通大学西南交通大学 Southwest Jiaotong UniversitySouthwest Jiaotong University -76-现代通信原理现代通信原理 Prin