通信原理第四版第5章8

第五章小结调制定义：按调制信号的变化规律去控制高频载波的某个参数的过程。目的：将原始电信号变换成适合信道传输的信号。作用：频谱搬移，多路复用影响系统的传输有效性和可靠性调制信号：即基带信号，指来自信源的消息信号。模拟调制：调制信号取值连续数字调制：调制信号取值离散10/14/20231载波：即未受调制的周期性震荡信号正弦波调制：正弦波信号作为载波脉冲调制：周期性脉冲序列作为载波已调信号：即受调载波。它应具有两个基本特征：一是含有调制信号的信息；二是适合于信道传输。由于已调信号的频谱通常具有带通形式，所以已调信号又称带通信号。正弦波模拟调制正弦波数字调制脉冲模拟调制脉冲数字调制10/14/20232正弦波模拟调制调制信号：模拟信号~m(t)载波：连续正弦波~已调信号幅度调制：A(t)随m(t)成比例变化相位调制：随m(t)成比例变化频率调制：随m(t)成比例变化A(t)~已调信号的瞬时幅度

~已调信号的瞬时相位角度调制/非线性调制~线性调制10/14/20233根据正弦波受调参数的不同，模拟调制分为：幅度调制和角度调制线性调制的通用模型。它适用于所有线性调制，只要在模型中适当选择边带滤波器的特性，便可以得到各种幅度调制信号。幅度调制定义：“线性”的含义：频谱平移。四种幅度调制：AM、DSB、SSB、VSB各自的特点：10/14/20234解调也称检波，是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的基带信号恢复出来两类：相干解调和非相干解调（包络检波）。相干解调：也叫同步检波，适用于所有线性调制信号的解调。实现相干解调的关键是接收端要提供一个与调制载波严格同步的相干载波。包络检波：就是直接从已调波的幅度中恢复原调制信号。它属于非相干解调，因此不需要相干载波。AM信号一般都采用包络检波。10/14/20235相干解调、非相干解调与门限效应相干解调不存在门限效应。原因是相干解调由乘法器和低通滤波器组成，信号与噪声可以分开处理，故没有门限效应。包络检波器由整流和低通滤波器组成，信号与噪声无法分开处理，当输入信噪比低于一定数值时，解调器的输出信噪比急剧恶化——出现门限效应。这种门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的。10/14/20236角度调制定义：“非线性”：已调信号的频谱不再保持原来基带频谱的结构。FM和PM：卡森公式与幅度调制技术相比：较高的抗噪声性能，以更宽的带宽为代价。FM信号的功率：平均功率=未调载波的平均功率非相干解调：“门限效应”加重技术：提高调制频率高频端的输出信噪比。10/14/20237频分复用定义：按频率来划分信道的复用方式FDM的特征：各路信号在频域上是分开的，而在时间上是重叠的。FDM技术主要用于模拟信号，普遍应用在多路载波电话系统中。10/14/202381.根据下图所示的调制信号，试画出DSB及AM信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。SAM(t)A0=0A0>AmA0m(t)DSB解调信号已严重失真，这说明DSB信号不能直接采用包络检波；而AM信号在满足A0>|m(t)|max的情况下，可采用包络检波恢复m(t)。10/14/202392.已知调制调制信号m(t)=cos(2000πt)，载波为2cos(104πt)，分别写出AM、DSB、USB、LSB信号的表示式，并画出频谱图。解：AM信号DSB信号USB信号LSB信号10/14/202310频谱图10/14/2023113.对抑制载波的双边带信号进行相干解调，设接收信号功率为2mW，载波为100kHz，并设调制信号m(t)的频带限制在4kHz，信道噪声双边功率谱密度Pn(f)=2×10-3μW/Hz。(1)求该理想带通滤波器的传输特性H(ω);(2)求解调器输入端的信噪功率比；(3)求解调器输出端的信噪功率比；(4)求解调器输出端的噪声功率谱密度。解

(1)为了保证信号顺利通过和尽可能地滤除噪声，带通滤波器的带宽等于已调信号带宽，即B=2fm=2×4=8kHz,其中心频率为100kHz，故有10/14/202312⑵已知解调器的输入信号功率Si=2mW，输入噪声功率为则输入信噪比⑶双边带调制制度增益GDSB=2，则解调器的输出信噪比⑷根据相干解调器的输出噪声与输入噪声的功率关系则输出噪声的功率谱密度10/14/202313

Am

M(f)

-1.5–0.50.51.5f(kHz)Am/2SDSB(f)

-11.5-10.5-9.5-8.58.59.510.511.5f(kHz)SVSB(f)

-10.5–9.5-8.58.59.510.5f(kHz)

HV(f)

-11-10-991011f(kHz)4.双音信号频率分别为0.5kHz和1.5kHz，进行VSB调制。所用斜截式滤波器的斜边位于9kHz~11kHz。求已调信号的时域表达。用图解法10/14/2023145.某角调波为sm(t)=10cos(2×106πt+10cos2000πt)。⑴计算其最大频偏、最大相移和带宽；⑵试确定该信号是FM信号还是PM信号。解⑴该角调波的瞬时角频率为故最大频偏调频指数调频指数表示最大相位偏移，即最大相偏为10/14/202315因为FM波与PM波的带宽形式相同，即所以带宽为⑵因为不知调制信号m(t)的形式，所以无法确定该角调波sm(t)=究竟是FM信号还是PM信号。10/14/2023166.调角波解：与比较知⑴若为调相波，且Kp＝1，求m(t)＝？⑵若为调频波，且Kf＝1，求m(t)＝？解：与比较知故10/14/202317⑶若频率fm=1kHz，求最大相偏和最大频偏。解：由

瞬时相位：

最大相偏：

瞬时频率：

最大频偏：10/14/2023187.已知一调制器的频偏灵敏度为Kf=2，输出的调频波为：sFM(t)=10cos(106πt+8cos103πt)，求：（1）载频fc；（2）调频指数；

（3）最大频偏；（4）调制信号m(t)。