通信原理3课件

1、13.1 引言3.2幅度调制系统（线性调制）3.3角度调制系统（非线性调制）3.4 模拟调制系统的性能比较3.5 频分复用第三章 模拟调制系统23.1引言信息源语言音乐图像频率很低的电信号直接转换 包括（或不包括）直流分量的低通频谱基带信号基带信号可以直接通过架空明线、电缆等有线信道传输，但不可能在无线信道直接传输 即使可以在有线信道传输，但一对线路上只能传输一路信号，对信道的利用是很不经济的 31.调制和解调原始信号调制器调制：发送端把基带信号频谱搬移到给定信道通带内的过程解调器解调：在接收端把已搬到给定信道通带内的频谱还原为基带信号的过程43.调制在通信系统中的作用调制把基带信号频谱搬移到

2、一定的频带范围以适应信道的要求实现多路复用54.调制的分类调制器m (t )C (t )sm (t )模拟量模拟调制数字量数字调制(单频正弦波)连续波形连续载波调制脉冲波形脉冲载波调制(矩形周期脉冲)7s(f )线性调制m (f )11/2810A0A+m(t)=3.2.1 标准幅度调制（AM）1. 时域:3.2.1.1 调制调幅指数112. 平均功率与调制效率标准幅度调制信号平均功率:调制效率:12例:当m(t)为单频信号，调幅指数AM=1时,求调制效率14-fmM(f)fmf13. 频域离散载频分量SAM (f)-fcfcf1/2BAM=2fm已调信号的带宽A/215(1) 相干解调3.2

3、.1.2 解调及性能分析mo(t)+no(t)BPFLPFcosctsAM(t)+n(t)sAM(t)+ni(t)smul(t)+nimul(t)去直流sAM(t)n(t)17mo(t)+no(t)AM相干解调原理图BPFLPFcosctsAM(t)+n(t)sAM(t)+ni(t)smul(t)+nimul(t)去直流sAM(t)n(t)2. AM相干解调系统(同步接收机)性能分析1 输出信噪比：2 调制增益 :设m(t)信号的带宽为fm ,白噪声的双边带功率谱密度为 18mo(t)+no(t)AM相干解调原理图BPFLPFcosctsAM(t)+n(t)sAM(t)+ni(t)smul(t

4、)+nimul(t)去直流sAM(t)n(t)19mo(t)+no(t)AM相干解调原理图BPFLPFcosctsAM(t)+n(t)sAM(t)+ni(t)smul(t)+nimul(t)去直流sAM(t)n(t)20(2)包络解调(AM信号的接收)：图3.2.5 AM调制信号包络检波器解调原理图BPF包络检波sAM(t)n(t)mo(t)+no(t)sAM(t)+ni(t)21图3 AM包络解调原理图LPF半波整流去直流sAM(t)mo(t)22包络解调性能分析：24 作业习题 3-1(2) 、3-8253.2.2 双边带（DSB）调制3.2.2.1 调制时域sDSB(t) = m(t)c

5、osct调制信号m(t)cosct已调信号sDSB(t) coswctOtm(t)OOttsDSB(t)27相干解调3.2.2.2 解调及性能分析mo(t)BPFLPFcosctsDSB(t)smul(t)sDSB(t)DSB相干解调原理图28mo(t)+no(t)BPFLPFcosctsDSB(t)+n(t)sDSB(t)+ni(t)smul(t)+nimul(t)sDSB(t)n(t)2. DSB相干解调系统(同步接收机)性能分析1 输出信噪比：2 调制增益 :设m(t)信号的带宽为fm ,白噪声的双边带功率谱密度为 29mo(t)+no(t)BPFLPFcosctsDSB(t)+n(t)

6、sDSB(t)+ni(t)smul(t)+nimul(t)sDSB(t)n(t)30mo(t)+no(t)BPFLPFcosctsDSB(t)+n(t)sDSB(t)+ni(t)smul(t)+nimul(t)sDSB(t)n(t)31mo(t)+no(t)BPFLPFcosctsDSB(t)+n(t)sDSB(t)+ni(t)smul(t)+nimul(t)sDSB(t)n(t)32 作业习题 3-1(1) 、3-2、 3-433s(t)调制信号m(t)AcosctH(f)已调信号ssSB(t)单边带调制原理图3.2.3 单边带(SSB)调制-f0上边带(b) 上边带滤波器特性和信号频谱上边

7、带HH(f)特性f00fSHSB(f)HL(f)特性图3.2.7 单边带信号的频谱(c) 下边带滤波器特性和信号频谱SLSB(f)-f0f0f上边带SDSB(f)上边带下边带(a) 滤波前信号频谱-f00ff0（1）调制双边带的两个边带包含相同信息SSB信号的带宽等于基带带宽34时域表达:35图3.2.7 单边带信号的频谱HL(f)特性SLSB(f)f0f-f00ff0-f0f0M(f)ff-f00f0jM(f)-f0f00fSHSB(f)-f0ff036相干解调S(f)fc0-fcf2fc-2fccoswct SSSB(t)LPFmo(t)r(t)单边带相干解调原理图fc0-fcf2fc-2

8、fcR(f)单边带信号的解调频谱37mo(t)+no(t)BPFLPFcosctsSSB(t)+n(t)sSSB(t)+ni(t)smul(t)+nimul(t)sSSB(t)n(t)2. SSB相干解调系统(同步接收机)性能分析38mo(t)+no(t)BPFLPFcosctsSSB(t)+n(t)sSSB(t)+ni(t)smul(t)+nimul(t)sSSB(t)n(t)39mo(t)+no(t)BPFLPFcosctsSSB(t)+n(t)sSSB(t)+ni(t)smul(t)+nimul(t)sSSB(t)n(t)4041mo(t)+no(t)BPFLPFcosctsSSB(t)

9、+n(t)sSSB(t)+ni(t)smul(t)+nimul(t)sSSB(t)n(t)423.2.4 残留边带(VSB)调制介于单边带调制与双边带调制之间滤波器的传输函数coswct SVSB(t)LPFmo(t)r(t)残留边带相干解调原理图0-fcfcfHVSB(f)10.50-fcfcfHVSB(f)10.5H( f )应满足什么条件,接收端恢复原调制信号?克服单边带调制时所需过渡带陡的问题，实现更容易代价是传输频带略有增加。s(t)调制信号m(t)cosctH(f)已调信号sVSB(t)残留边带调制原理图43coswct SVSB(t)LPFmo(t)r(t)残留边带相干解调原理图

10、无失真传输，要求:440 -fcfc fHVSB(f)10.545 作业P71 3-9463.3 非线性调制角调制信号的一般表达式:瞬时频率:47相位调制：(t)随m(t)线性变化最大相移:KPM为调相系数48KFM为调频系数最大频率偏移:瞬时频率:频率调制：调频指数:49例：已知调频信号调制器的调频系数KFM=2000 rad/s.v求：载波的频率、调制信号、最大频偏503.3.2 调频信号的频谱和带宽已调信号表示式： 设：调制信号m(t)是一个余弦波频率调制，kFM为调频系数载波515253mkHzkHzkHzkHzkHzkHzkHzkHz54mkHzkHzkHzkHz作kHzkHzkHzkHz调频信号的带宽55一、调频信号的产生直接调频法3.3.3 调频信号的产生与调制m(t)56 二、解调输入调频信号 :解调器输出为输入调频信号的微分57图 3 26 鉴频器特性与组成583.4调频系统的抗噪声性能59606162在调频系统中，调制信号 设计的最大频偏为50KHZ,求：1. 已调信号所需信道带宽？2. 如接收机输入信噪比设为20dB,求输出信噪比是多少dB？ 63例: 设信道通频带100 KHz, 150 KHz, 保护带为0.5KHz, 该信道最多可以频分复用多少路最高频率为4.5 KHz 的模拟信号 . 3.5 频分复用64作业：p71 3