第五章 通信原理(角度调制a)

1、1第五章第五章 模拟调制模拟调制(二二)5.3 5.3 非线性非线性( (角度角度) ) 调制调制v基本概念v调频信号表达式v调相信号表达式v单音调制v调频信号的产生与解调方法5.6 频分复用频分复用FDMFDM4.6 复合调制与多级调制复合调制与多级调制25.3 角调制与线性调制角调制与线性调制调制的载波参量不同调制的载波参量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；而角调制已调信号的频谱不是调线性搬移；而角调制已调信号的频谱不是调制信号频谱的线性搬移制信号频谱的线性搬移线性调制占据带宽窄，频率利用率高，但抗线性调制占据带宽窄，频率利用率高，但

2、抗干扰能力差；角调制频带利用率低，但抗干干扰能力差；角调制频带利用率低，但抗干扰能力强。扰能力强。3基本概念基本概念 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：任何一个正弦信号，如果幅度不变，角度调制信号：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，可表示为而角度可变，则称为角度调制信号，可表示为 dttt4角度调制信号表达式角度调制信号表达式) ) ( ( ) )( (ttccos0 0A At ts s)()(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

3、瞬时频率偏移dttddttdtc)()()()(tdttd)( tdttdccos0 0A At ts s) )( (5相位调制（相位调制（PM）信号）信号（瞬时相偏与调制信号成线性函数关系）（瞬时相偏与调制信号成线性函数关系）)( ( ) )( (tmKtPMccosA At ts sPMPM)()(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)(PMtdttdmKPMc) )( () )( (cosA At ts sPMn最大瞬时频偏最大瞬时频偏max)(dttdmKPMPMn最大瞬时

4、相偏最大瞬时相偏 maxtmKPMPM6频率调制（频率调制（FM）信号）信号（瞬时频偏与调制信号成线性变化）（瞬时频偏与调制信号成线性变化）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7调频与调相的关系调频与调相的关系(t)sFMdttmKtFMc)(cosA AtdttdmKPM

5、c) )( () )( (cosA At ts sPM调频调频直接调频直接调频 tm tsFM积分积分调相调相间接调频间接调频 tm dttm tsFM调相调相直接调相直接调相 tm tsPM微分微分调频调频间接调相间接调相 tm dttdm tsPM8例例1：单音调频信号：单音调频信号调制信号调制信号tmFMctsincosA AtAtmmmcos)(已调信号已调信号(FM)其中，其中， 为调频指数为调频指数mmFMFMAK tAKFMctcos(t)smmFMcosA AtmmFMctdtAKtA0coscos9n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t

6、AKttmmcmmccoscos)(FMFMtmFM sintmmFM cos tmFMcFMttSsincosA AtttmFMcsin)(n最大瞬时频偏最大瞬时频偏mFMmFMFMAK n最大瞬时相偏最大瞬时相偏mmFMFMFMAK 10单音调频信号的频带宽度单音调频信号的频带宽度mFMmmaxFM)(nW 122)ff(f)(BmmaxmFMFM 212或或卡森公式卡森公式:11例例2：单音调相信号：单音调相信号调制信号调制信号tAtmmmcos)(已调信号已调信号(PM)其中，其中， 为调相指数为调相指数mPMPMAK osos ) )( (m mtcAKtmPMccosA At ts

7、 sPMPMtmmPMctsincosA AtdtdAKmmPMctcoscosA A12n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ttmmcsin)(pMtmPMcostmmPMsintttmPMccos)(n最大瞬时频偏最大瞬时频偏mPMPMn最大瞬时相偏最大瞬时相偏mPMPMPMAK osos ) )( (m mtcAKtmPMccosA At ts sPMPM13f(t)ttSPM(t)(t)t(t)tf(t)ttSFM(t)(a)(b)(a)调相信号波形调相信号波形 (b) 调频信号波形调频信号波形 wc14FM信号非相干解调原理信号非相干解调原理d

8、ttmKtAtsFMcFM)(cos)(indttmKtstmKAdttdsFMcFMcFM)()()()()(tAmKtsFMd包络包络检波检波器器微微分分器器sFM(t)sd(t)带通带通滤波滤波器器鉴频器低通低通滤波滤波器器154.5 频分复用（频分复用（FDM）复用：若干路独立的信号在同一信道中传输复用：若干路独立的信号在同一信道中传输按照频率区分信号的方法称为频分复用按照频率区分信号的方法称为频分复用FDMLPFm1(t)SPF1f1LPFmn(t)SPF1+fn信道信道16频分复用频分复用FDM(续续)BPFm1(t)LPFf1BPFmn(t)LPFfn信道信道17mmm1c2c3

9、cmggmccffffii1184.6 复合调制及多级调制复合调制及多级调制复合调制复合调制：对同一载波进行两种或更多种的：对同一载波进行两种或更多种的调制，对应的基带调制信号可以不止一个；调制，对应的基带调制信号可以不止一个；幅度、相位调制幅度、相位调制多级调制多级调制：对同一基带调制信号实施两次或：对同一基带调制信号实施两次或更多次的调制过程，所采用的调制方式可以更多次的调制过程，所采用的调制方式可以相同，也可以不同。相同，也可以不同。SSB/FM19SSBm1(t)BPFf11SSBmn(t)SSBf1n带通带通f2SSB/SSB多级调制的组成框图多级调制的组成框图20补充作业补充作业已知角调制信号为(1)如果它是调相信号，并且KPM=2,试求调制信号f(t)(2)如果它是调频信号，并