电子科技通信原理版课件第3章-模拟传输

第3章模拟传输1/1292020/11/26信源信道解调器信宿m

t

mˆ

t

噪声n

t

接收设备s

t

号

发送设备调制器发射机基带信基带信号调制信号已调带通信号r

t

s

带通信号模拟通信系统——信道中传输模拟波形的通信系统。2/1292020/11/26调制器调制信号m

t

cA

cos被调信号a

t

a

m

t

t

m

t

已调信号s(t)

xc

(t)

cos

2

fct

Re[g(t)e

j

2

fct

]幅度调制角度调制都是

m

t

的函数3/1292020/11/26g

t

,

xc

t

,

xs

t

,

a

t

,

t

已调带通信号:s(t)

Re{g(t)ejct

}s(t)c的谱:

S

f

1/

2

G

f

fc

G

f

f

Ps

f

1/4

Pg

fcg其中:G

f的功率谱:Pg

f

是gs(t)的归一化平均功率为：其中：g(t)为s(t)的复包络s(tP

s2

(t)

1

g(t)

2

1

a2

(t)2

24/1292020/11/265/1292020/11/26本章内容----模拟信号的调制、解调幅度调制模拟角度调制幅度调制系统的抗噪声性能*角度调制系统的抗噪声性能各类通信系统的比较与应用6/1292020/11/263.1

幅度调制(AmplitudeModulation)7/1292020/11/26模拟常规调幅（AM）抑制载波双边带调幅（DSB-SC）单边带调幅（SSB）残留边带调幅（VSB）信号已调带通信号的频谱是基带信号频谱的简单搬移幅度调制----用信号去迫使高频载波瞬时幅度变化。(conventional

AM)8/1292020/11/263.1.1

常规调幅AM1．表达式：sAM

(t)

Ac

1

m(t)cos

2

fct调制：g

t

Ac

复包络:sAM

(t)

Ac

cos

2

fcc图（a）常规调幅9/1292020/11/26图（b）过调幅波形:Amax

AcAc

1sAMttttmt01

m

t

0A

ccosctcAmax

A

1

maxm一般：m

t

0常规调幅:（常规调幅:max

m

t

1）10/1292020/11/26min

m

t

1mtt11stAct过调幅：min

m

t

1

ormax

m

t

1载波反相点11/1292020/11/26定义调幅指数：

max

AMAMcA

1

AM：常规调幅其中

1

AM：临界调制AM

1：过调制max

m

t

1or

min

m

t

1max

m

t

1max

m

t

1波形如图（b）所示。调幅指数影响功率分配12/1292020/11/26modulationindexor

min

m

t

1max

sAM

t

Ac

1

maxm(t)2.频域分析频谱：

cAMS

(

f)

c

ccccA

A2

2

频谱图：f

f

f

f

M f

f

M f

f

M

f

f

B0BAMBS

f

f

fcUpper

sidebandfcLower

sidebandsAM

(t)

Ac

1

m(t)cos

2

fct

Ac

cos

2

fct

Ac

m(t)

cos

2

fct13/1292020/11/26常规AM信号的波形及频谱14/1292020/11/263.功率与效率归一化功率：

2P

s2AM

AM22222

22121212 c

c

2

2ccct

a

t

A

1

m

t

tAA

m

t

P

Pm

A

1

2m

t

ma(t)

g(t)

Ac

1

m(t)15/1292020/11/26sAM

(t)

Ac

cos

2

fct

Ac

m(t)

cos

2

fct

Ac2离散载波功率PAM边带功率(上、下两个边调制效率：AM216/1292020/11/261

m2

(t)2m

(t)22c1

A2

m2

(t)1

A2cAMc

1

A2

m2

(t)

边带功率总功率

1AM

ma

AM例：对于调福指数为100％的AM信号max

m1.

周期

调制信号：2201Tm

(t)

1

dt

1Tm2

(t)1

m2

(t)

50%AM

2.单频正弦波调制信号：m2

(t)

0Tmm2

(t)1

m2

(t)1/

2

33%11/

2AM

sin

mt17/1292020/11/2618/1294.

接收常规调幅常用的二极管包络检波器解调：vout

(t)

Ac[1

m(t)]非相干解调：

不需要产生与接收信号中的载波同频同相的本地载波的接收方式。总结：AM信号的特点:AM信号的功率效率很低，因为离散载波项浪费功率。AM信号的带宽是信息信号m(t)带宽的2倍.上下两个边带完全对称，带宽浪费一半。包络检波器

用于检测

AM（常规调幅）信号（接收机简单），这是离散载波项的功劳。乘积检波器

用于检测

AM（常规调幅、过调幅）

信号，

复杂，这是调幅只用常规调幅的原因。19/1292020/11/262

500050ccA

707

V例

AM

信号的功率通信

（FCC）用平均载波功率对AM广播频段发射机

;

这种

系统在

AM音频应用中很普通

.假设一个

5,000-W

AM

发射机

与一个

50-

负载相连.

如果发射机被一个1000hz的测试音

100%

调制.

我们计算一些参数平均载波功率未调制时载波Ac

cosct

功率为(设载波为电压信号)：1

A

220/1292020/11/26调制信号:s(t)

707[1

co已调信号:AM

信号的归一化平均功率:2s2

(t)

1

Ac2

1

Ac2

m2

(t)2

2m

t

Am

cosm12

2mA2

2

1000

,

m2

t

m21/1292020/11/26W

25050在

50-

负载上

AM

信号的实际功率:

1

Ac

2

s

(t)

1.5

2

1.5

5000

7500

在

50-

负载上

AM

信号的峰值电压:Amax

Ac

1

max

m

t

707

2

1414

V调制效率:m2

(t) 1

222/1292020/11/261

m2

(t)

33%AM

11

2作业：2、323/1292020/11/263.1.2

抑制载波双边带调幅Double-Sideband

Suppressed

Carrier

(DSB-SC)1.DSB-SC信号sDSB

(t)

Ac

m(t)

cos

2

fctg(t)

Ac

m(t)stAc

comtttt载波反相点波形：24/1292020/11/262.

频域分析频谱：

cDSBS

(

f

)

ccAM2

f

f

Mf

f

M

f

fB

B0SDSBBDSBG(

f

)

Ac

M

(

f

)fc

fcUpper

sidebandfLower

sideband25/1292020/11/263.

功率与效率a2

t

P

s2DSB

DSB26/1292020/11/26t

2

21212

c

2A2

m2

t

cA

mt

调制效率:归一化功率:DSB

1g(t)

Ac

m(t)4.

发射和接收发射（调制）：mt

sDSB

t

Ac

m

t

cosctAc

cosct本地载波与接收载波同接收（解调）：相干解调（频同相）cos(ct

c

)LPFr

t1mˆtrin

t

Ac

m

tc27/1292020/11/26rin

t

Acm

tcr

t

inLPFr

t1cos0r1

t

Ac

m

t

cosct

c

cos0t

0

mˆt

00

2ccct

t

c

0

cosct

0t

m

t

cos

AAfter

LPF:

28/1292020/11/260ˆ22ccm

t

cos

t

t

c

0

ccm

t

cos

Amt

A

t

乘积检波器相干解调原理：Discuss:1

若2

若

c

0ˆcos

2cAmt

m

t反相

,当

ˆ2ccm

t

cos

Amt

t

同频和同相相干解调同步检波乘积检波29/1292020/11/26产生本地相干载波的方法：发送端发射小功率离散载波（导频单音信号）接收端用锁相环提取同频同相载波注意：常规AM也可以用相干解调获取基带信息信号30/1292020/11/2631/1292020/11/26总结：DSB

信号的特点:DSB信号的带宽是信息信号m(t)带宽的2倍.上下两个边带完全对称，带宽浪费一半。乘积检波器用于检测DSB信号，乘积检波器较包络检波器昂贵。DSB信号的功率效率高。32/1292020/11/26single

sideband

signal

(SSB)3.1.3

单边带调幅（SSB）1.SSB信号只取DSB-SC信号中的上边带或下边带分量。上边带信号：sUSB下边带信号：sLSB，频谱：SUSB

(f

)，频谱：SLSB

(

f

)频谱：33/1292020/11/26SUSBM

f

11/2时域表达式:截取基带信号的负频率部分或正频率部分再直接用DSB-SC调幅可产生单边带信号。如下：由图示可以看出：m+(t)是sUSB(t)的复包络变换设m

t

的为

mˆ

t

，解析信号为mZ

。则:2

z

m

t

1

m

t

1

m

t

jmˆ

t

2

MZ

f

2M

f

f

2ZM

f

1

M34/1292020/11/262

Zm

t

1

m

t

1

m

t

jmˆ

t

2

因为是的复包络mSUSB

2

2cUSBc

c

1

m

t

cos

2

f

t

1

mˆ

t

sin

2

f

t

st

ej

2

f

tt

Re

m

sDSB

t

sUSB

t

sLSB

t

sLSB

t

m

t

cos

2

fct

sUSB

t

2

2c

c

1

m

t

cos

2

f

t

1

mˆ

t

sin

2

f

t35/1292020/11/262cs(t)

1

[m(t)

cos

tcmˆ

(t)

sin

t]其中:""

表示USB""

表示LSBSSB

信号的复包络:单边带信号表达式：g(t)

1

[m(t)

jmˆ

(t)]2""

LSB""

USB单边带信号的产生：滤波法

(2)

相移法(3)维2cA[m(t)

cosct

mˆ

(t)

sin

ct]s(t)

36/1292020/11/26(1)滤波法保留上边带的边带滤波器：

f

1,0,f

fcSSBUSBH

f

Hcf

f保留下边带的边带滤波器：

f

1,0,f

fcSSBH

f

HLSBcf

f

fc0fcHUSB1

fc0fcHLSB1

fc0fcSDSB37/1292020/11/26(2)

相移法

/

221

m

t

1/

t1mˆ

t

22c1

m

t

cos

2

f

t2c1

mˆ

t

sin

2

f

tcos

2s

t

SSB1s(t)

[m(t)

cos

2

f

t

mˆ

(t)

sin

2

f

t]2

c

c""

produce

USSB""

produce

LSSB38/1292020/11/263.单边带信号的接收g(t)

1

[m(t)

jmˆ

(t)]2SSB信号既有AM又有PM对于AM分量（实包络）a(t)

g(t)

1

m2

(t)

mˆ

2

(t)2对于PM分量m(t)39/1292020/11/26

(t)

g(t)

tan1

mˆ

(t)上边带信号的波形及频谱变换40/1292020/11/26相干解调接收：乘积检波器:sp

t

sSSB

t

coscts

t

SSBccos

tLPFs

tpsd

t

241/1292020/11/2644c

cc

1

m

t

cos

t

1

mˆ

t

sin

t

cos

t

2

c

c

1

m

t

1

m

t

cos

2

t

1

mˆ

t

sin

2

t4sd

t

m

t

/

4LPF：以基带信号

m

的t

最高频率为截止频率的低通滤波器。s2

(t)

1

g(t)

2

1

m2

(t)

mˆ

2

(t)2

84.功率m2

(t)

mˆ

2

(t)

s2

(t)

1

m2

(t)4SSB

1归一化平均功率242/1292020/11/26g(t)

1

[m(t)

jmˆ

(t)]调制效率:43/1292020/11/26例：SSB-AM

发射机被一正弦信号m

t

5cos1t

调制,

其中

1

2

f1

,

f1

500Hz

,

Ac

1计算mˆ

t

。确定下边带SSB

信号的表达式。确定SSB

信号的归一化平均功率。确定SSB

信号的峰值。确定SSB

信号的均方根（

rms）值。。解:bamˆ

t

5sin

1ts

t

m

t

cosct

mˆ

t

sin

ct

5

cos1t

cosct

5sin

1t

sin

ct

5

coscg

t

5cos1t

j5sin

1t

1

ts

t

5cosc

1

td

5

V2rmsV

s2

t

cd

VP

5

V2s2

t

25

wg

t

5cos1t

j5sin

1t

244/1292020/11/2622

21

112122525cos

t

25sin

t

(w)2s

t

g

t45/1292020/11/26总结：SSB

信号的特点:SSB信号的带宽等于信息信号m(t)的带宽。只有AM、DSB带宽的一半。乘积检波器用于检测SSB信号。而且SSB信号的产生比AM、DSB复杂。SSB信号的功率效率高。作业：4、11sVSB

t

s(t)

hV

(t)SVSB

(

f

)

SDSB

(

f

)HV

(

f

)c

V

c

V

1

M

f

f

H

(

f

)

M

f

f

H

(

f

)

(1)2

3.1.4

残留边带调幅(VSB)1.用滤波法产生VSB

信号HVSB

f

HV

f

46/1292020/11/26令SDSBHVSBSVSB

f

ffffcfcfc

fc

fc

fcfM

f

BB047/1292020/11/26DSB、SSB和VSB信号的频谱都是基带信号频谱的简单平移M(

f

)48/1292020/11/26SDSB(

f)SSSB(

f

)SVSB(f)ffff0000fc-fcfc-fcfc-fc残留下边带调制的波形及频谱变换49/1292020/11/262.s

t

cos

2sp

t

sVSB

t

cos

2

fctLPFs

tVSB

pv

t

outp

VSBc

cS

f

S

f

1

f

f

f

f

2

VSB

1

S2

cVSB

f

f

Sc

f

f

(2)50/1292020/11/26

f

fc

fc

HV

f

fc

M

f

fc

fc

HV

f

fc

[M44[M4cpV

c

V

ccc

V

c

c

V

c

f

f

]f

2

f

H

f

f

M

f

2

f

HAM

f

fc

fc

HV

f

fc

M

f

fc

fc

HV

f

fc

]Sf

A

Ac

M

f

[H

f

f

H

f

f

]选择合适的LPF的截止频率可滤除第二项。

After

LPF:

4coutVM

f

[HcVcAVf

f

f

Hf

f

]

,

f

B

cVSBS

(

f

)

c

Vf

f

H

(

f

)

Mc

Vf

f

H

(

f

)

(1)AM2

f

fc

SVSB51/1292020/11/26pVSBS

f

1

S2

c

f

f

(2)为了恢复无失真调制信号

M(

f

)

,

HV(

f

)必须满足下面条件:HV

(

f

fc

)

HV

(

f

fc

)

C,

f

B互补对称性

Sout

f

KM

f

sout

t

Kmt

,

f

B52/1292020/11/26C

常数ffc

fcf2

fcfcM

f

fBHV

f

B02

fc

fcM

f

2

fc

HV

f

fc

M

f

2

fc

HV

f

fc

53/1292020/11/2654/1292020/11/263.2

模拟角度调制3.2.1角调制的基本概念非线性调制，已调带通信号的谱不再是基带信号谱的简单搬移角调信号表达式：s(t)

Ac

cos[2

fct

(t)]

Ac

cos

t

t

随m

t

变化。1.

相位调制与频率调制的概念(PM

and

FM)（1）相位和频率瞬时相位:

t

2c:

(t)对2

fct

的瞬时相位偏移fc

：载波频率55/1292020/11/26instantaneous瞬时频率:

1

2

1

d

t2

dtiif

t

t

1

d

t

2

dticf

t

for瞬时频率偏移:

id

t

1

2

dtf

t

c

t

2i

t

t

i

t56/1292020/11/26(2)相位调制（PM）相位偏移正比于调制信号m(

(t)

kPM

m(t)其中:

相偏常数kPMPM

信号表达式:sPM

(t)

A(调相器的灵敏度)设:

m

t

是电压波形

M

m(t)单位:

rad/v其含义是单位调制信号幅度引起PM信号的相位偏移量57/1292020/11/26（3）调频(FM)其含义是单位调制信号幅度引起FM信号的频率偏移量

(t)

2

kFM

m(t)dt其中:

kFM频偏常数（调频器灵敏度）单位:

Hz/vfi

(t)

kFM

m(t)频率偏移正比于调制信号m(t)

。调频信号表达式：sFM

(t)

Accos

2m(t)dtcFM

f

t

2

k相位偏移正比于调制信号

的积分。m(58/1292020/11/26例3.1图示与锯齿波信号的调相与调频信号波形。m

t

m

t

PM

d

m(t)2

dt

kPMcf

(t)

ffFM

(t)

fc

kFM

m(t)FM

(t)

2

kFM

m(t)dtPM

(t)

kPM

m(t)fi

(t)

fc

kFM

m(t)i

cf

(t)

f

kPMfFM

(t)

fc

kFMif

(t)解：59/1292020/11/262. FM、PM之间的转换用FM

器产生PM信号

k

dm

t

pdtPM2

kFMs

t

调频器(kFM

)(载频

fc

)mfmPs(t)

Ac

cos[ct

2

kFM

mf

(t)dt]

Ac

cos[ct

kPM

mP

(t)]FMkPMdmP

(t)

dt]

Ac

cos[ct

2

kFM

2

k

dt对mf是FM对是PMmPfi

t

kFM

m

t

60/1292020/11/26用PM

器产生FM信号对

mf

t

是FMs(t)

AM

mP

(t)]

2

kFMMfPMm

(t)dt]k

A

Ac

cos[ct

2

kFM

mf

(t)dt]fi

t

kFM

mf

t

对mP是PMfPM2

kFMk

m

t

dt调相器(kPM

)(载频

fc

)s

t

mfPm61/1292020/11/26最大频偏、相偏与调制指数最大相偏（峰值相偏）max

(t)

max：调角信号瞬时相位偏移的最大值。m

t

maxmax

kPM,PM信号：

(t)

kPMm(t)FM信号：

fi

(t)

kFM

m(t)

(t)

2

kFM

m(t)dt

mt

dtmaxmax

2

kFM62/1292020/11/26(2)

最大频偏（峰值频偏）fmax

fi

t

fi

t

fcmax

max已调信号的瞬时频率偏移的最大值。maxmaxd

m(t)2

dt

kPMfFM信号：fi

(t)

kFM

m(t)fmax

kFMm(t)maxdm(t)i2

dt,

f

(t)

kPMm(t)63/1292020/11/26PMPM信号：

(t)

k例3.2

若消息信号：m

t

a

cos2

fmt

可对Ac

cos2调频，又可调相。确定调频信号和调相信号的表达式。解：PM调制：

t

kPM

m

t

kPM

a

cos2

fmt

FM调制：fi

t

kFM

m

t

t

2

k

sin

2FMFM

mmk

am

t dt

f

tf单频信号cs

t

Ac

cos

64/1292020/11/26所以调频信号和调相信号的表达式：sPM

t

A

k a

cos2

f t

sPM

(max

kPM

asFM

(fmax

kFM

a令

maxPM与FM

fmaxfm

sin

2FMFMccmk

as

f

tft

A

cos

2

f

t

m

65/1292020/11/26于是有，sPM

t

A

cos2

f t

sFM

t

Ac

cos

2

fct

FM

sin

2

fmt

定义调制指数：1.

调相指数：PMPM信号的最大相偏

max2.

调频指数：FMmf

B

fmax

fmaxB表示基带信号m(t)的带宽，等于它的最高频率fm。βPM,βFM

都是最大相偏这一结论只对单频调制信号成立。FM信号的最大相偏66/1292020/11/26s

t

2

cos107

t

4

cos103

t

cos104

t

t

67/1292020/11/26例3.3

已知调角波：（1）求fmax

与max与PM与FM

2（2）若

s(

，求

m(（3）若s(是调相波，kPM是调频波，kFM

2000

，求m(解：（1）此角调波的相位偏移为

t

4

cos103

t

cos104

tmax

4cos10

t

cos10

t

4

1

53

4max

3

3

3

4

210 sin10

t

510 sin10

tid

t

1

2

dtf

t

fmax

fi

t

max

2103

sin103

t

5103

sin104

t

6.975103max68/1292020/11/26（2）若为PM波，则,

t

kPM

m

t

4

cos10

t

cos10

t3

4所以m

t

4

cos103

t

cos104

t69/1292020/11/26kPM

2

cos103

t

0.5cos104

t而且，maxPM

(3)若为FM波，则,fi

t

kFM

m

t

210

sim

t

2103

sin103

t

0.5104

sin104

t

sin103

t

2.5sin104

t易见，B

0.51042000

6.97510370/1292020/11/265103

1.4FMB

fmaxfi

t

210

sin104. *窄带角度调制s

t

Ac

cos

c角调信号：若：

t

1，则称为窄带角调制此时：cos

t

1

,

sis

t

Ac

cos

2

fct

t

Ac

cos

t

cos

2

fct

Ac

sin

t

sin

2

fct

Ac

cos

2

fct

Ac

t

sin

2

fct角调信号可作如下近似：恒包络包络有微小起伏a

t

271/1292020/11/262ctA

13.2.2

角度调制信号的频谱特性不再是基带信号谱的简单搬移1.

基本结论j

t

cg(t)

A

e角调信号:复包络:s(t)

Ac

cosc非m(的线性函数是

m(

的线性函数

PM

:

t

kPM

m

t

FM

:

t

2

kFM

m

t

dt

f

F

g(t)j

tcG

F A

e

72/1292020/11/261212ccS

fGf

f

G

f

fTB

2D角调信号带宽估计，卡森规则：角调信号的全部功率的BT：已调信号带宽，B

：基带信号带宽，定义频偏比

D

:

fmaxfmaxm(t)的最高频率D

B

fmax峰值频偏D

2

时，常用BT

2D

2

B公式。98％在卡森带宽内73/1292020/11/26BT

2D对于单频正弦信号，D

即PM

或FM

m

t

B

2BmaxPM信号的带宽：BT

2(max

1)B

2kPMFM信号的带宽：BT

2fmax

2B

2kFM

m

t

2Bmax幅度调制的信号带宽由调制信号的带宽决定。角度调制的带宽和调制信号带宽、幅度有关，和调制器的参数有关。传输同一基带信号，角度调制的已调信号带宽可宽可窄。

FM信号的带宽较易控制74/1292020/11/2675/1292020/11/26解：（1）基带信号带宽：B

t

2

fi

t

dt

(2

106

2

104

cos

2

103

t)dt

2

106

t

10sin

2

103

t例3.4单频调频波的振幅为10V，瞬时频率为fi

t

10

1,

fm

10

Hz3求：（1）信号表达式与

BT

；（2）若频率fm

提高到2103

Hz

，求TB

。sFM

t

Ac

cos

t

sFM

t

10

cos2

1fmax

10

cos

2

10

t

10

(Hz)4

3

4maxfi

t

10

1

t

2

10

t4

1076/1292020/11/26B

103

fmax

10FMT

maxB

2f

2B

2104

2103

22103

(Hz)BT

2

FM

1

B（2）若fm

210

(Hz)3fmax

10

cos(2

210

t)

10

(Hz)4

3

4max（不变）10477/1292020/11/26

fmax

5FMB

2103（变为一半）B

2f

2B

2104

2

2103

24103

(Hz)T

max（变化不大）fi

t

10

178/1292020/11/26例3.5给定调相信号m,

f

103

Hz求：（1）信号带宽

BT

；（2）若频率fm

提高到解：基带信号带宽：B

2103

Hz

，求TB

。

6PMm

f

t)t

10

cos(2

10

t

10sin

2smax

，于是，PMBT

2PM

1

B

2

10max

10

，于是，PM

10

10B

2

1

B

210

1

2103

44103

(Hz)T

PM带宽成倍增长79/1292020/11/26作业：17、19、21m

t

Am2. *正弦信号角度调制的谱分析设角调制信号的频谱：280/1292020/11/26S

f

Acnc

m

c

mJ

f

f

nf

f

f

nf

n

时域表达式：s

t

Ac

Jn

cos2

fc

2n

fmtnn

-----

第n个频率分量β

-----

调频（调相）指数---第一类

n

阶

贝

函数

(3)2nJ

1nJn

(1)

n

Jn

(2)

J

n

1

Jn

n当

n

为偶数:

J

n

Jn

当

n

为奇数:

J

n

Jn

e

j

sin

n

dn2J

181/1292020/11/2682/129参见表3.2.1图3.2.4函数曲线83/1292020/11/262cm

nf

)c

nnS

(

f

)

1

A

J

(

)

(

f

f正频：J0

2c1

AJ1

J2

J2

12343

1

04

25fJ1

J

3J

34J

J4

5fm0J

2Accn

0

f

分量，幅度为=2.40;

=5.52;

…J0

可以为零PM

、FM信号的谱:n为＋

n次上边频。

n为－S

f

n次下边频。fmTfcB2c

S

f

1

AfBT

0

0.2J

0.2

1J1

0.2

0.021S

f

A2

cfcfBT084/1292020/11/2613J

1

0.0196

1J

1

0.7652J

1

0.4401J2

1

0.11492cmc

nA

J

(

)

(

f

f

nf

)n正频：

S

(

f

)

1

BT

2(

1)

fm0

5J

5

0.1776J1

5

0.3276J2

5

0.04657J3

5

0.3648J4

5

0.3912J5

5

0.2611J6

5

0.1310J7

5

0.05338BT

2(2c

S

f

1

AffcBTfmn为＋n为－n次上边频。n次上边频。85/1292020/11/26角调信号的功率：角调信号:c未调时：2s(t)

Ac

cos[s2

(t)

1

Ac

2已调时：

2222n121Ac

2

Ac

2

2s

(t)

J

g

tn对于单频调制，可以证明即MF、MP不改变总功率86/1292020/11/2620角调信号的离散载波功率：

2Ac

2J

角调信号的各次边频功率：

Ac

22n2J

不同时，载波功率和各边频功率的分配关系也发生变化。，载波功率，转变为各边频功率，而总功率不变。已调后：J0

1Ac

22287/1292020/11/2621

Ac

22

22ns

(t)

Ac

Jn88/1292020/11/26总结:（1）

1

：窄带角调制；变大时为宽带角调制；（）图中的

是以Carson公式估算的结果，准确地反映了，可使载BTT信号的带宽B，

对应的功率包括约98%的功率；载波的强度由

J0

决定，选择合适的

波功率减小或为零。m

t

为单一频率，由它产生的FM或PM信号包含无穷多

个边频分量，产生了新的频率分量，该调制为非线性调制。

89/1292020/11/26

FMccFMsm

t

dtt

A

cos

2

f

t

2

kfi

t

fi

t

fc

kFM

m

t

未调时，调制后，3.2.3

调角信号的产生1.直接调频法用调制信号直接改变载波振荡器频率的方法。原理框图：VCOm

t

sFM

t

倍频器2.*间接调频法（阿姆斯特朗法）原理图：m

t

90/1292020/11/26sNBFMFMsAc

cossNBFM

t

Ac

cos

2

fct

Ac

t

sin

2

fct产生NBFM信号产生WBFM信号

t

2

kFM

m

t

dt2s

1s

t

sNBFM

t

Ac

cos

2

fct

Ac

t

sin

2

fct

At

cos2

fct

t

限幅后：s1

t

A

cos倍频后：

2s

t

kc

A

cos

2

f

kt

k

t上述信号通过带通滤波器,获得k倍频输出:csFM

t

A cosc瞬时相偏

k倍

fmax

k倍

D

k倍

BT

宽带调频max91/1292020/11/26f

t

2

kFM

m

t

dtD

fmax3.2.4

调角信号的接收

FMccFMsm

t

dtt

A

cos

2

f

t

2

kFM的非相干框图：低通滤波器限幅及BPF微分器包络检波器sFM(t

)sd(

t

)so(

t

)鉴频器

FMsd

t

Ac

2

fc

2

kcFMm

t

dt

f

t

2

km

t

sin

2解调不必产生同步的本地参考载波，是非相干方法。so

t

Km

t

（K为常数）92/1292020/11/26sPM

t

A

k m

t

PM信号的接收：在FM

后增加一个积分器，便可接收PM信号。ddts

t

A

f

k

dm

t

sin

2

f

t

k m

t

经包络检波、隔直与低通滤波和积分器后得到，so

t

Km

t

（K为常数）低通滤波器限幅及BPF微分器包络检波器鉴频器积分器sPM(

t

)sd(

t

)so(

t

)93/1292020/11/2694/1292020/11/263.3

幅度调制系统的抗噪声性能3.3.1

模拟传输中的噪声问题1.基带传输系统：直接传输模拟消息信号的系统。r

t

LPFB

nN0P

f2n

t

mt带宽为

BAWGN信道ro

t

m2

t

PN0

B

N0

B

S

m

N

oLPF平滑滤波r(t)ro(t)95/1292020/11/262.

频带传输系统in0

S

N

iPNPS

---接收信号功率解调器输入信噪比：解调器输出信噪比：k

2

m2

t

on

S

N

oP