通信原理—模拟调制系统

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通信原理电子科学与技术学院2022-5-61u 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通信原理电子科学与技术学院2022-5-62u 原则性描述原则性描述u

2、 模拟调制、数字调制模拟调制、数字调制u 连续波调制、脉冲调制连续波调制、脉冲调制u 幅度调制、角度调制幅度调制、角度调制u 波形、频谱结构、原理、抗噪声性能波形、频谱结构、原理、抗噪声性能 调制的基本概念调制的基本概念调制器m(t)调制信号调制信号Sm(t)已调信号已调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通信原理电子科学与技术学院2022-5-63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将调制信号（基带信号）调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输适合于信道传输的已调信号（频带信号）已调信号（频带信号

3、）；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通信原理电子科学与技术学院2022-5-64幅度调制的原理AM调制模型及其时域、频域表达式DSB调制模型及其时域、频域表达式SSB调制模型及其时域、频域表达式 滤波法 相移法抗噪声性能分析 一般模型 DSB相干解调器抗噪声性能分析 SSB相干解调器抗噪声性能分析 AM包络检波器抗噪声性能分析模拟调制系统线性调制原理线性调制系统的

4、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通信原理电子科学与技术学院2022-5-651()()()()2mccSMMH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)(cos)()(thttmtscmh(t)m(t)sm(t)cosctFT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通信原理电子科学与技术学院2022-5-66调 幅(AM)0( )()()1()()2AMccccSAMM m(t)A0cosctsAM(t)AM调制器模型0max( )( )0m tAm t00( )cos

5、cos( )( )cosAMcccsttAtm ttAm t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通信原理电子科学与技术学院2022-5-67AM信号的波形和频谱2AMHBfOtOtOOttA0c A0SAM()0211M()HH0A0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通信原理电子科学与技术学院2022-5-68tAtfmm cos)( 基带信号调幅指数0/ AAmAM tAAtmmm cos)(0 )()()(2)(0mmmAAM 单音信号AM调制模拟调制系

6、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通信原理电子科学与技术学院2022-5-69 AM1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通信原理电子科学与技术学院2022-5-610(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通信原理电子科学与技术学院2

7、022-5-611AM信号几点讨论 信号带宽 BAM=2fm, WAM=2m功率分配2220( )( )22AMAMCsAftPStPPtAtftscAMcos)()(0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通信原理电子科学与技术学院2022-5-61222202222200( )( )coscos( )cos2( )cosAMAMccccPstAm tw tAw tm tw tA m tw t( )0m t 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。022 (2 )2AMscmtAPPP调幅(

8、AM)信号功率PAM2cos1/ 2cw t 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通信原理电子科学与技术学院2022-5-613)cos()(mmmtAtm)()(2202tmAtmPPAMSAM22220222AMAMmmAMAAA10AAmAM为调幅指数（或调制幅度）1AM3/1AM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通信原理电子科学与技术学院2022-5-614抑制载波双边带调制（DSB-SC）ttmtscDSBcos

9、)()()()(21)(ccDSBMMS将AM信号中的A0去掉，即可输出DSB-SC信号f(t)s(t)c(t)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通信原理电子科学与技术学院2022-5-615cos0tOttOm (t)sDSB(t)OtOccM ()OHHSDSB()Occ载波反相点2H抑制载波双边带调制（DSB-SC）DSB信号的波形和频谱2DSBHBf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通信原理电子科学与技术学院2022-5-616 信号带宽BDSB=

10、2fm, WDSB=2m DSB调制后带宽为基带信号的2倍 功率分配 调制效率sDSBDSBPtftSP2)()(22%100 DSB DSB信号几点讨论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通信原理电子科学与技术学院2022-5-617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

11、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通信原理电子科学与技术学院2022-5-618单边带调制（SSB）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SSBHBf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通信原理电子科学与技术学院2022-5-619hSSB(t)HSSB( )f(t)c(t)=cos( ct)sSSB(t)()()(21)(SSBccSSBHFFS滤波法生成单边带（SSB）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

12、制原理调频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较通信原理电子科学与技术学院2022-5-620H ()10ccH ()0cc1( a )( b )形成SSB信号的滤波特性H ()10ccH ()0cc1( a )( b )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通信原理电子科学与技术学院2022-5-621 ccLSBH |,0|, 1)(- c c 0HLSB( )sgn()sgn(21)(ccLSBH下边带滤波器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

13、通信原理电子科学与技术学院2022-5-622- c c0 SLSB( )- c c0 SDSB( )- c c 0HLSB( )滤波法生成下边带信号频谱图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通信原理电子科学与技术学院2022-5-623 ccUSBH |,0|, 1)(- c c 0HUSB( )(1)(LSBUSBHH上边带滤波器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通信原理电子科学与技术学院2022-5-624- c c 0HSSB( )- c c0 SS

14、SB( )- c c0 SDSB( )滤波法生成上边带信号频谱图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通信原理电子科学与技术学院2022-5-625用相移法形成单边带信号考虑单频调制信号：tAtmmmcos)(11( )coscossinsin22SSBmmcmmcstAttAtt( )coscos11cos()cos()22DSBmmcmcmmcmstAttAtAt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通信原理电子科学与技术学院2022-5-626用相移法形成单

15、边带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通信原理电子科学与技术学院2022-5-627希尔波特（Hilbert）变换 “现在世界上难得有一位数现在世界上难得有一位数学家的工作不是以某种途径导学家的工作不是以某种途径导源于希尔伯特的工作。他像是源于希尔伯特的工作。他像是数学世界的亚历山大，在整个数学世界的亚历山大，在整个数学版图上，留下了他那显赫数学版图上，留下了他那显赫的名字。的名字。” Science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通信原理电子科学与

16、技术学院2022-5-628希尔波特（Hilbert）变换)()(.tftfTH dtftfHtfdtftfHtf)(1)()()(1)()(1 )1(*)()(1*)()(ttftfttftf 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通信原理电子科学与技术学院2022-5-629101sgn( )lim( )()2j tFeue ued01lim( )()2j tj teeude eud 0001lim2j tj teede ed000|1lim2j tj teee ejtjt 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

17、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通信原理电子科学与技术学院2022-5-6300100|1sgn( )lim2j tj teee eFjtjt 0111lim2jtjt01lim2jtjtjtjt 22012lim2jtt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通信原理电子科学与技术学院2022-5-631122012sgn( )lim2jtFtjt21 22jtt11sgn()Fjtsgn()hHj 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通信

18、原理电子科学与技术学院2022-5-632希尔波特滤波器冲激响应及传递函数tthh 1)( )sgn()( jHh F.T.)sgn()()( jFF )sgn()()( jFF 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通信原理电子科学与技术学院2022-5-633希尔波特滤波器幅频、相频特性1|Hh( )| /2 h( ) - /2)sgn()( jHh 1Hh( )/j -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通信原理电子科学与技术学院2022-5-634例4

19、-1：求信号 的希尔波特变换(希尔波特滤波器输出信号波形） ( )()f tF( )coscf ttsgn() ()()ccj ()sgn()()FjF ()()ccj ( )sincf tt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通信原理电子科学与技术学院2022-5-635例4-2：求信号 的希尔波特变换(希尔波特滤波器输出信号波形） ( )( )coscf tm tt1()sgn()()()2ccFjMM 1()()2ccMMjttmtfcsin)()(m(t)频谱不是很宽时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

20、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通信原理电子科学与技术学院2022-5-636例4-3：求信号 的傅立叶变换（频谱特性） )()sgn()(Mjtmttmtfcsin)()(1( )sinsgn()()2cm ttjM)()(ccj)sgn()()sgn()(21)(ccccMMFm(t)带宽不限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通信原理电子科学与技术学院2022-5-637相移法生成LSB信号)sgn()sgn(21)(ccLSBHD1()()()2SBccSFF1()()()()2LSBccLSBS

21、FFH1 () sgn()() sgn()4ccccFF 1()()4ccFF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通信原理电子科学与技术学院2022-5-638() sgn()ccF1( )cos ()()2cccf ttFF1( )sin () sgn()2cccf ttF1( )( )cos( )sin2LSBccStf ttf tt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通信原理电子科学与技术学院2022-5-639相移法生成USB信号)(1)(LSBUSB

22、HH)()()(1)()(LSBDSBLSBDSBUSBSSHSS)()()(tststsLSBDSBUSB1( )cos ( )cos( )sin2cccf ttf ttf tt1( )cos( )sin2ccf ttf tt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通信原理电子科学与技术学院2022-5-640相移法生成SSB信号模型Hh( )2tccosttmccos)(ttmcsin)()()(tStSUSBLSB)(tmabcde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

23、能性能比较通信原理电子科学与技术学院2022-5-641abcdLSBUSB1/21/4/j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通信原理电子科学与技术学院2022-5-642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通信原理电子科学与技

24、术学院2022-5-643残留边带调制是介于残留边带调制是介于SSB与与DSB之间的一种之间的一种调制方式，调制方式， 它既克服了它既克服了DSB信号占用频带宽信号占用频带宽的缺点，又解决了的缺点，又解决了SSB信号实现上的难题。信号实现上的难题。在在VSB中，不是完全抑制一个边带（如同中，不是完全抑制一个边带（如同SSB中那样），而是逐渐切割，使其残留一中那样），而是逐渐切割，使其残留一小部分，如图小部分，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通信原

25、理电子科学与技术学院2022-5-644M()2B2BODSB()ccO(a)(b)SSB()OccccVSB()O(c)(d)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通信原理电子科学与技术学院2022-5-645(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通信原理电子科学与技术学院2022-5-646HVSB()m (t)c (t)cosctsVSB

26、(t)LPFmo(t)2 cosctsVSB(t)(a )(b )1( )()()( )2VSBccVSBSMMH()().VSBcVSBcHHHconst1( )( )()()2oVSBcVSBcMMHH2( )cos()()VSBcVSBcVSBcsttSSVSB调制和解调器模型HVSB()m (t)c (t) cosctsVSB(t)LPFmo(t)2 cosctsVSB(t)(a )(b )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通信原理电子科学与技术学院2022-5-647残留边带滤波器的几何解释cOcHVSB()HVS

27、B(c)cOcHVSB(c)HVSB(c) HVSB(c)OOcc( a)( b)( c)( d)cOcHVS B()HVS B(c)cOcHVS B(c)HVS B(c) HVS B(c)OOcc( a)( b)( c)( d)cOcHVSB()HVSB(c)cOcHVSB(c)HVSB(c) HVSB(c)OOcc(a)(b)(c)(d)cOcHVSB()HVSB(c)cOcHVSB(c)HVSB(c) HVSB(c)OOcc( a)( b)( c)( d)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通信原理电子科学与技术学院20

28、22-5-648实现容易；只要HVSB()在c处具有互补对称（奇对称）（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解调调频系统的抗噪声性能性能比较通信原理电子科学与技术学院2022-5-649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

29、系统的抗噪声性能性能比较通信原理电子科学与技术学院2022-5-65000( )( )cos( )sinicsn tn ttn tt0( )( )cos( )in tV tttni(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( )( )( )0icsn tn tn t222( )( )( )icsin tn tn tN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通信原理电子科学与技术学院2022-5-651|H( f )|1.00f0f0fB若白噪声的双边功率谱密度为n0/2，则有0iNn

30、 B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通信原理电子科学与技术学院2022-5-652)()(202000tntmNS功率解调器输出噪声的平均平均功率解调器输出有用信号的00/iiSNGSN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)。)()(22tntsNSimii功率解调器输入噪声的平均平均功率解调器输入已调信号的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通信原理电子科学与技术学院20

31、22-5-653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cosct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通信原理电子科学与技术学院2022-5-654( )( )cosmcstm tt01( )( )2m tm t211( )cos( )( )cos222ccm ttm tm tt22001( )( )4Sm tm t线性调制相干解调的抗噪声性能乘法器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

32、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通信原理电子科学与技术学院2022-5-655)(21)(0tntnc22001( )( )4cNn tn t0cttnttntnsci00sin)(cos)()(ttnttntncsccisin)(cos)()( )cos( )cos( )sincos11( )( )cos2( )sin222icccscccccscn ttn ttn tttn tn ttn tt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通信原理电子科学与技

33、术学院2022-5-6562/00iiDSBNSNSG)2(4141)(41020HiifBBnNtnN)(21cos)()(222tmttmtsScmiBntmNSii022/ )(BntmNtmNSi02200)(4/4/ )(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通信原理电子科学与技术学院2022-5-657ttmttmtsccmsin)(21cos)(21)(SSB调制系统的性能 222221( )( )cos( )sin41 111( )( ) ( )4 224?imccSstm ttm t

34、tm tm tm t01( )( )4m tm t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通信原理电子科学与技术学院2022-5-6581/00iiSSBNSNSGBntmBntmNSii02024)(4/ )(BntmNtmNSi022004)(4/16/ )()(161)(2200tmtmS001144()HiNNn BBf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通信原理电子科学与技术学院2022-5-659

35、 AM信号可采用相干解调和包络检波。信号可采用相干解调和包络检波。相干解调时相干解调时AM系统的性能分析方法与前面系统的性能分析方法与前面双边带（或单边带）的相同。双边带（或单边带）的相同。 实际中，实际中，AM信号常用简单的信号常用简单的包络检波法包络检波法解调解调。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通信原理电子科学与技术学院2022-5-660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)加性白噪声窄带加性白噪声已调信号解调后的调制信号解调

36、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通信原理电子科学与技术学院2022-5-661你能直接写出来了吗？2)(2)(2202tmAtsSmiBntmANSii02202)(ttnttntncsccisin)(cos)()(ttmAtscmcos)()(0BntnNii02)(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通信原理电子科学与技术学院2022-5-662)()(

37、)(arctan)(0tntmAtntcs)()()()(220tntntmAtEsc0( )( )( )cos( )sin( )cos( )miccsccstnAm tnttnttE ttt 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通信原理电子科学与技术学院2022-5-663)()()(220tntntmAsc大信噪比情况 此时， 输入信号幅度远大于噪声幅度， 即调幅信号包络检波的抗噪声性能20022( )2( )( )( )( )( )cc

38、sAm tAm tntE tntnt)()(2)(020tntmAtmAc)()(21)(00tmAtntmAc)()(1)(00tmAtntmAc)()(0tntmAc1,21121xxx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通信原理电子科学与技术学院2022-5-664 式中直流分量A0被电容器阻隔，有用信号与噪声 独立地分成两项独立地分成两项 ，因而可分别计算出输出有用信号功率及噪声功率)(20tmS BntntnNic0220)()(BntmNS0200)()()(2/220200tmAtmNSNSGiiAM调幅信号包络

39、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通信原理电子科学与技术学院2022-5-665)()()(220tntntmAsc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)()(2)()()()(02220tmAtntntntmAtEcsc)()()()()()(21)()(2222022tntntntntntmAtntnsccscsc)(cos)()( 21)(0ttRtmAtR)()()(22tntntRsc)()(arctan)(tntntcs不能独立地分成两项不能解调模拟调制

40、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通信原理电子科学与技术学院2022-5-666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通信原理电子科学与技术学院2022-5-667例4-4 若对某一信号用DSB进行传输，设加至接收机的调制信号m(

41、t)的功率谱密度为试求：1)接收机的输入信号功率；2)接收机的输出信号功率；3)若叠加于DSB信号的白噪声具有双边功率谱密度为n0/2，那么，输出信噪功率比为多少？mmmmmffffffnfP| , 0| ,|2)(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通信原理电子科学与技术学院2022-5-668输入信号功率2)()(21)(2mmmmfndffPdPtm0fm-fmfnm/24)(212mmifntmS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通信原理电子科学与技

42、术学院2022-5-669输出信号功率输出信噪比8)(412mmofntmSmDSBifnBnN002008124/nnfnfnNSmmmmii041nnGNSNSmDSBiioo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通信原理电子科学与技术学院2022-5-670例4-5 若对某一信号用SSB进行传输(忽略信道的影响)，设加至接收机的调制信号m(t)的功率谱密度为试求：1)接收机的输入信号功率；2)接收机的输出信号功率；3)若叠加于DSB信号的白噪声具有双边功率谱密度为n0/2，那么，输出信噪功率比为多少mmmmmffffffn

43、fP| , 0| ,|2)(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通信原理电子科学与技术学院2022-5-671输入信号功率2)()(21)(2mmmmfndffPdPtm0fm-fmfnm/28)(412mmifntmS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通信原理电子科学与技术学院2022-5-672输出信号功率输出信噪比32)(1612mmofntmSmSSBifnBnN0000818/nnfnfnNSmmmmii081nnGNSNSmSSBiioo模拟调制

44、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通信原理电子科学与技术学院2022-5-673例4-6 DSB调制和SSB调制中，若基带信号均为3kHz限带低频信号，载频为1MHz，接收信号功率为1mW，AWGN双边功率谱密度为10-3W/Hz。接收信号经过带通滤波后，进行相干解调。 比较解调器输入信噪比 比较解调器输出信噪比HzWn/10290WSi310Hzfm3000Hzfc610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通信原理电子科学与技术学院2022-5-674比较解调器输

45、入信噪比WfnBnNmDSBDSBi600,10122WfnBnNmSSBSSBi600,106dBNSDSBii2 .1933.8310121063dBNSSSBii22.2267.1661061063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通信原理电子科学与技术学院2022-5-675比较解调器输出信噪比dBGNSNSDSBDSBiiDSBoo22.2267.166dBGNSNSSSBSSBiiSSBoo22 .2267.166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

46、比较通信原理电子科学与技术学院2022-5-676 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。一个正弦载波有幅度、频率和相位幅度、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，还可以寄托在载波的频率或相位变化中。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振幅保持恒定的调制方式保持恒定的调制方式，称为频率调制（FM）和相位调制(PM) 。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。 非线性调制（角调制）的原理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

47、频信号的解调调频系统的抗噪声性能性能比较通信原理电子科学与技术学院2022-5-677 角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。 由于频率和相位之间存在微分与积分的关系，故调频与调相之间存在密切的关系，即调频必调相，调相必调频。鉴于FM用的较多，本节将主要讨论频率调制。非线性调制（角调制）的原理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通信原理电子科学与技术学院2022-5-678角调制的基本概

48、念dttdt)()()(cos)(tAtc瞬时相位tdt)()(瞬时频率未调制的正弦波0cos)(tAtcc角度调制信号)(cos)(ttAtscm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通信原理电子科学与技术学院2022-5-679相位调制相位调制)()(tmKtp调相信号调相信号)(cos)(tmKtAtspcPM频率调制频率调制)(d)(dtmKttf相位偏移相位偏移tfmKtd)()(调频信号调频信号tfcFMmKtAtsd)(cos)(角调制的基本概念调相指数、调频比例常数调频指数、调频比例常数最大瞬时频偏、相移正比于调

49、制信号正比于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通信原理电子科学与技术学院2022-5-680窄带调频与宽带调频( )6tfKmd窄带调频（NBFM）宽带调频（WBFM）不满足满足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通信原理电子科学与技术学院2022-5-681cos( )1sin( )( )tfttffKmdKmdKmd( )cos( )dcoscos( )dsinsin( )dtFMcftcftcfstAtKmtKmtKm( )cos( )sint

50、NBFMcfcsttKmdt窄带调频（NBFM）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通信原理电子科学与技术学院2022-5-682ccccfccNBFMcccccFFKSFFtdttm)()(2)()()()()(21sin)()()(21)()()(ccccAMMMS窄带调频（NBFM）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通信原理电子科学与技术学院2022-5-683则NBFM信号为以单音调制为例。 设调制信号ttKAtttKAttmKttsmcmcmfmc

51、cmmfmcctfcNBFM)cos()cos(2cossinsincossind)(cos)(tAtmmmcos)(窄带调频（NBFM）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通信原理电子科学与技术学院2022-5-684AM信号为ttAtttAtttAtsmcmcmccmmccmmAM)cos()cos(2coscoscoscoscoscos1)(在AM中，两个边频的合成矢量与载波同相，只发生幅度变化；而在NBFM中，由于下边频为负，两个边频的合成矢量与载波则是正交相加，因而NBFM存在相位变化， 当最大相位偏移满足NBFM条

52、件时， 幅度基本不变。这正是两者的本质区别。窄带调频（NBFM）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通信原理电子科学与技术学院2022-5-685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通信原理电子科学与技术学院2022-5-686sAM()OmmF()OcmccmcmccmsNBFM()Ocmccmcmccm窄带调频（NBFM）sAM()OmmF()OcmccmcmccmsNBF M()OcmccmcmccmsAM()OmmF()OcmccmcmccmsNBFM

53、()Ocmccmcmccm单音调制的AM与NBFM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通信原理电子科学与技术学院2022-5-687单频信号tfAtAtmmmmm2coscos)(瞬时相偏tmtKAdKAtmfmmfmtmfmsinsincos)(宽带调频)sinsin(sin)sincos(cossincos)(tmttmttmtAtsmfcmfcmfcFM调频指数mmmfmfffKAm宽带调频（WBFM)调频指数=最大瞬时相偏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

54、能性能比较通信原理电子科学与技术学院2022-5-688112120) 12sin()(2)sinsin(2cos)(2)()sincos(nmfnmfnmfnfmftnmJtmtnmJmJtm1)cos()()(nmcfnFMtnmJts( )()()()FMnfcmcmnnnSJm 调频波的频谱包含无穷多个分量。宽带调频（WBFM)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通信原理电子科学与技术学院2022-5-689调频信号的频谱（mf=5 ）65432 101 234562J2(mf )12J1(mf )12J3(mf )1

55、2J0(mf )12J1(mf )12J3(mf )1f fcfm2J2(mf )1理论上调频波的频带宽度为无限宽。实际上边频幅度Jn(mf)随着n的增大而逐渐减小，因此只要取适当因此只要取适当的的n值使边频分量小到可以忽略的程度，调频信号值使边频分量小到可以忽略的程度，调频信号可近似认为具有有限频谱可近似认为具有有限频谱。宽带调频（WBFM)tfAtAtccc2coscos)(00tfAtAtmmmmm2coscos)(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通信原理电子科学与技术学院2022-5-690那么多大的边频分量可以忽

56、略呢？这取决于那么多大的边频分量可以忽略呢？这取决于实际应用中对信号失真的要求。一个比较精实际应用中对信号失真的要求。一个比较精准的标准是：准的标准是：01. 0)(fnmJ时不能忽略不计。假设满足上述频率的最高时不能忽略不计。假设满足上述频率的最高边频次数为边频次数为nmax，那么调频信号的频带宽度，那么调频信号的频带宽度为为mfnBmax2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通信原理电子科学与技术学院2022-5-691)(2) 1(2mmfFMfffmB:1fmmFMfB2:1fmfBFM 2:10fm1 . 0)(1f

57、nfmJmn时，卡森公式窄带调频的带宽大调频指数情况，带宽由最大频偏决定宽带调频（WBFM)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通信原理电子科学与技术学院2022-5-692用卡森公式推广到任意信号调制的调频波的估算公式)/() 1(2mmFMffDfDB)2()2(2DfDBmFM宽带调频（WBFM)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通信原理电子科学与技术学院2022-5-693例4-8 有一单频调制的调频信号，最大角频偏为=6104，调制频率m=2104

58、，求 1)载波分量功率 2)落在卡森公式带宽内的边频分量功率之和。J0(3)=-0.26 J1(3)=0.339J2(3)=0.486 J3(3)=0.309J4(3)=0.132 J5(3)=0.043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通信原理电子科学与技术学院2022-5-694由卡森公式载波分量功率为4次边频分量的功率和为 068. 02322202AJASC411max mfmn 928. 02132. 0309. 0486. 0339. 022333322222222242322212AAJJJJASS模拟调制系统

59、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通信原理电子科学与技术学院2022-5-695调频信号的总功率为其中，载波分量功率占4次边频分量的功率和占只有0.4%落在了卡森公式规定的频带之外。 232222AJASnn%8 . 622068. 022AASSC%8 .9222928. 022AASSS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通信原理电子科学与技术学院2022-5-696典型实例：调频广播发射机载频：f1 = 200kHz 调制信号最高频率 fm = 15kHz 间接法

60、产生的NBFM信号最大频偏 f1 = 25 Hz 调频广播要求的最终频偏 f =75 kHz，发射载频在88-108 MHz频段内。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通信原理电子科学与技术学院2022-5-697在宽带调频方案中，设调制信号是fm =15 kHz的单频余弦信号，NBFM信号的载频f1 =200 kHz，最大频偏f1 =25 Hz；混频器参考频率f2 = 10.9 MHz，选择倍频次数n1 = 64，n2 =48。 1) NBFM信号的调频指数； 2) 调频发射信号的载频; 3)WBFM信号的最大频偏; 4)W