北郵通信原理A-5模擬調(diào)制

1、第五章第五章 模擬調(diào)制系統(tǒng)模擬調(diào)制系統(tǒng)引言引言幅度調(diào)制幅度調(diào)制頻分復(fù)用頻分復(fù)用線性調(diào)制應(yīng)用舉例線性調(diào)制應(yīng)用舉例線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能分析線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能分析角度調(diào)制角度調(diào)制調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生和解調(diào)調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生和解調(diào)調(diào)頻應(yīng)用舉例調(diào)頻應(yīng)用舉例調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪性能分析調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪性能分析各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較5.1 引言引言關(guān)關(guān)于于載載波調(diào)波調(diào)制制的幾個(gè)概的幾個(gè)概念念調(diào)制用基帶信號(hào)的變化規(guī)律去控制載波的某些參數(shù)解調(diào)從已調(diào)信號(hào)的參數(shù)中提取基帶信號(hào)的變化規(guī)律調(diào)制信號(hào)來(lái)自信源的消息信號(hào)（基帶信號(hào)），模擬/數(shù)字載波未受調(diào)制的周期性振蕩信號(hào)，適合在信道中傳送，正弦波/周期性脈沖已調(diào)信

2、號(hào)載波調(diào)制后的信號(hào)，含有調(diào)制信號(hào)的全部特征信號(hào)受信者調(diào)制信號(hào)信息源 調(diào)制調(diào)制器已調(diào) 信道 已調(diào)信號(hào)信號(hào)噪聲源解調(diào)器載波引言引言(續(xù)續(xù))調(diào)制調(diào)制方法方法正弦波調(diào)正弦波調(diào)制制模擬調(diào)模擬調(diào)制制幅度幅度調(diào)調(diào)制制線線性性調(diào)調(diào)制制標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅AM雙邊帶調(diào)制雙邊帶調(diào)制DSB單邊帶調(diào)制單邊帶調(diào)制SSB殘留邊帶調(diào)制殘留邊帶調(diào)制VSB角度角度調(diào)調(diào)制制非非線線性調(diào)性調(diào)制制調(diào)頻調(diào)頻FM調(diào)相調(diào)相PM數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制振幅鍵控振幅鍵控ASK頻移鍵控頻移鍵控FSK相移鍵控相移鍵控PSK，DPSK其他其他QAM，MSK脈沖調(diào)制脈沖調(diào)制模擬調(diào)制模擬調(diào)制脈幅調(diào)制脈幅調(diào)制PAM脈寬調(diào)制脈寬調(diào)制PDM脈位（脈速）調(diào)制脈位（脈速）調(diào)

3、制PPM數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制脈碼調(diào)制脈碼調(diào)制PCM增量調(diào)制增量調(diào)制M差分脈碼調(diào)制差分脈碼調(diào)制DPCMm(t)OtA0+ m(t)tOOttOcosc(t)M()1 H0HSAM()A0A012 c0csAM(t)tSFM(t)正弦載波：s(t) Acos( t )c 0A：振幅c=2fc：角頻率0：初相位正弦波調(diào)制的信號(hào)波形PAM、 PDM、 PPM的信號(hào)波形Otx(t)假設(shè)信號(hào)波形Ot 脈沖高度在變化PAM波形t脈沖位置不變寬度變化PDM波形OOt脈沖寬變不變脈沖位置在變化PP M波形引言引言（續(xù)）續(xù)）載波調(diào)制的目的載波調(diào)制的目的無(wú)線傳輸中，把基帶信號(hào)的頻譜搬到較高的載波頻率上，提高傳輸性能，降

4、低發(fā)送功率，縮短天線尺寸；把多個(gè)基帶信號(hào)分別搬移到不同的載頻，實(shí)現(xiàn)頻分復(fù)用，提高信道利用率擴(kuò)展信號(hào)帶寬，實(shí)現(xiàn)帶寬與信噪比之間的互換，提高抗干擾、抗衰落能力。調(diào)制對(duì)通信系統(tǒng)的有效性和可靠性都有影響。5.2 幅度調(diào)制原理幅度調(diào)制原理一、通用模型二、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅AM三、抑制載波雙邊帶調(diào)幅DSB四、單邊帶調(diào)幅SSB五、殘留邊帶調(diào)幅VSB一、通用模型h (t)m(t)sm(t)2cmcS () 1 M ( ) M ( )H ()cos ctsm (t) m(t) cos ct* h(t)乘法器用于基本調(diào)制，h(t)控制產(chǎn)生不同的調(diào)幅波。調(diào)制信號(hào)控制載波的幅度，使之隨調(diào)制信號(hào)呈線性變化調(diào)制信號(hào)控制載波的幅度，

5、使之隨調(diào)制信號(hào)呈線性變化二、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅AMm(t)SAM (t)cos ctA01調(diào)制m (t)為直流=0的基帶信號(hào)，A0為外加直流（若m (t)含有直流分量，將其歸入A0）SAM (t) = A0 + m (t) cos ct標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅AM(續(xù))調(diào)制1M()HH0m0ccm0SAM ()120下邊帶上邊帶載頻m(t)Otm0OtOOttccos (t)sAM (t)A0 + m(t) A0 A0標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅AM (續(xù))調(diào)制說(shuō)明：1. 調(diào)制使頻譜搬移，但未改變形狀。AM頻譜波形關(guān)于c對(duì)稱，分上、下邊帶2. 調(diào)制使已調(diào)信號(hào)帶寬增加一倍3. 若m(t)為隨機(jī)信號(hào)，頻域使用功率譜描述，結(jié)論相同4. 要求A0

6、 + m(t) 0，否則，“過(guò)調(diào)過(guò)調(diào)幅幅”，使包絡(luò)失真。稱|m(t)|max/A0為調(diào)調(diào)幅幅指數(shù)指數(shù)5. 要求cH，否則，發(fā)生交疊失真交疊失真標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅AM(續(xù))解調(diào)2. 解調(diào)包絡(luò)檢波電路： 結(jié)果：當(dāng)Ao+m(t) 0且fH1/(RC) fc時(shí)mo(t) Ao + m (t)，經(jīng)隔直電路得到m (t)整流器低通濾波器CAM信號(hào)A0 m t DR標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅AM(續(xù))3. 應(yīng)用中短波廣播通信標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅AM(續(xù))4. 效率AM波的平均功率為：AMAM Pc Ps22m2 (t)A 2P S 2(t) 02 1csAMP PPsPc為載波功率，Ps為邊帶功率調(diào)制效率：舉例：?jiǎn)晤l余弦信號(hào)滿調(diào)幅，調(diào)制效率為1/

7、3標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅AM(續(xù))5. 缺點(diǎn)：邊帶傳遞有效信息，載波不傳，但載波要占一半以上的功率，發(fā)送功率的效率低。AM例題已知AM電臺(tái)的輸出功率是50KW，對(duì)單頻余弦信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)幅指數(shù)為0.707。求：（1）調(diào)制效率（2）載波功率（3）若天線用50電阻表示，求載波的峰值幅度。 0.7072AM AM 0.2 2AM AMa)0CCA2 0 2RP 40KW A2RP 2KV b)AMAMAMPPPS PAM PC2 0.2 PC (1AM )PAM 40KW 解三、抑制載波雙邊帶調(diào)幅DSB目的：提高發(fā)送功率的效率m(t)SD S B (t)1. 調(diào)制cos ctm(t)為直流=0的基帶信號(hào)，若m(t

8、)含有直流分量，可通過(guò)隔直電路去掉。sDSB (t) m(t) cosct(a) 調(diào)制信號(hào)頻譜密度f(wàn)0M(f)1(b) 已調(diào)信號(hào)頻譜密度f(wàn)c0-fcfS(f)上邊帶上邊帶下邊帶1/2DSB信號(hào)的波形和頻譜cos 0tOttO sDSB(t)OtO c cM( )m(t) HO HSDSB( )O c c載波反相點(diǎn)2 H抑制載波雙邊帶調(diào)幅DSB(續(xù))圖示抑制載波雙邊帶調(diào)幅DSB(續(xù))2. 解調(diào)相干解調(diào)SDSB (t)mo(t)SAM (t)cosctLPF2om (t) 1 m(t)-fcfc0-fcfc0-2fc2fc00-fHfHffffabcd1/21/21/21/4抑制載波雙邊帶調(diào)幅DS

9、B(續(xù))3.應(yīng)用立體聲廣播4.效率SDSB (t)信號(hào)無(wú)載頻分量，Pc=0效率DSB=100%5.缺點(diǎn)：已調(diào)信號(hào)帶寬增大一倍,信道利用率低DSB例題接收DSB信號(hào)時(shí)，設(shè)本地載波與發(fā)送載波有頻差，相位差，分析對(duì)解調(diào)結(jié)果的影響。四、單邊帶調(diào)幅SSB目的：提高信道利用率1.調(diào)制 (濾波法)ccSSB22s(t) 1 m(t) cos t 1 m (t) sin tH(w)為理想低通時(shí)，提取下邊帶（+）；H(w)為理想高通時(shí)，提取上邊帶（-）m(t)SSSB (t)cosct邊帶濾波器H()單邊帶調(diào)幅SSB(續(xù))原理原理：兩個(gè)邊帶包含相同的信息只需傳輸一個(gè)邊帶：上邊帶或下邊帶要求m(t)中無(wú)太低頻率技

10、術(shù)難點(diǎn)技術(shù)難點(diǎn)陡峭截止特性的濾波器難實(shí)現(xiàn)采用多級(jí)DSB調(diào)制及邊帶濾波的方法。先在較低載頻上進(jìn)行DSB調(diào)制，增大過(guò)渡帶的歸一化值。再在要求的載頻上二次調(diào)制cHL(f)特性上邊帶(b) 上邊帶濾波器特性和信號(hào)頻譜上邊帶fc-f 0f上邊帶S(f)上邊帶下邊帶HH(f)特性HH(f)特性S(f)S(f)-fc0(a) 濾波前信號(hào)頻譜f-fc(c) 下邊帶濾波器特性和信號(hào)頻譜fcf下邊帶fc單邊帶調(diào)幅SSB(續(xù))相移法：相移法：不需要濾波器具有陡峭的截止特性ccSSB22s(t) 1 m(t) cos t 1 m (t) sin tsin單邊帶調(diào)幅SSB(續(xù))2. 解調(diào)相干解調(diào)4om (t) 1 m(

11、t)S(f)上邊帶上邊帶fc0(b) 上邊帶信號(hào)頻譜-fcf2fc-2fcfc0(a) 載波頻譜-fcfC(f)(c) 載波和上邊帶信號(hào)頻譜的卷積結(jié)果-fc0fcf2fc-2fcM(f)HL(f)om (t)SSSB (t)cosctLPF1/21/4單邊帶調(diào)幅SSB(續(xù))3.應(yīng)用載波通信，短波無(wú)線電話4.缺點(diǎn)：要求邊帶濾波器是理想低通或理想高通。不易實(shí)現(xiàn)。SSB例題03KHz的基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)20MHz的載波調(diào)制后，生成下邊帶信號(hào)。接收機(jī)框圖如下，其中，兩級(jí)混頻器的頻點(diǎn)分別為fo和fd。已知fo高于輸入信號(hào)的頻率，中頻放大器的通頻帶范圍為1010.003MHz，求fo和fd。中頻放大器中頻放大器

12、SSSB(t)foLPFmo(t)fd五、殘留邊帶調(diào)幅VSB目的: 信道利用率較高,邊帶濾波器易實(shí)現(xiàn)m(t)SVSB (t)殘留邊帶濾波器 H()1. 調(diào)制cosctH()滿足：關(guān)于c點(diǎn)奇對(duì)稱互補(bǔ)。H ( c ) H ( c ) C(| | H ，H為基帶信號(hào)截止頻率）H(w + wc)cH000wwwwc-(w +w )-wcw +wcH-2wc2wc-2wc2wcwH-wH0wHw上式要求：濾波器的截止特性對(duì)上式要求：濾波器的截止特性對(duì)于于 fc具有互補(bǔ)的對(duì)稱性具有互補(bǔ)的對(duì)稱性：H(w)H(w - wc)H(w + wc) + H(w wc)H ( c ) H ( c ) C, H殘留邊帶

13、調(diào)幅VSB(續(xù))VSB使一個(gè)邊帶的大部分通過(guò)（小部分損失），另一個(gè)邊帶的小部分殘留，且殘留部分剛好彌補(bǔ)損失部分。M fc fc0DSB SSB VSBwc-wcVSB系統(tǒng)的頻率特性及相干解調(diào)原理如下圖所示Sm(f)-fcfcf0-fcfcH(f)f-fcfcSVSB (f)fM0(f)0ff2fc-2fc0f-fH0fH0 f f HH(f fc ) H(f fc ) C,f殘留邊帶調(diào)幅VSB(續(xù))2. 解調(diào)相干解調(diào)4om (t) 1 m(t)3. 應(yīng)用電視圖象線性調(diào)制的解調(diào)方法相干解調(diào)：適用于所有類型的線性調(diào)制系統(tǒng)，需要相干載波，比較復(fù)雜包絡(luò)檢波：適用于已調(diào)信號(hào)包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)的形狀完全相同的

14、情況下的解調(diào)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用于AM解調(diào)插入載波包絡(luò)檢波：對(duì)DSB、SSB、VSB信號(hào)，在發(fā)送端或接收端插入很強(qiáng)的載波，使之成為近似AM的信號(hào)，然后采用包絡(luò)檢波。要求插入的載波同頻同相。5.3 頻分復(fù)用頻分復(fù)用當(dāng)信道帶寬遠(yuǎn)大于一路信號(hào)的帶寬時(shí)，利用調(diào)制技術(shù)將多路信號(hào)調(diào)制到互不交疊的各個(gè)頻段上，在同一信道中一起傳輸，以提高信道利用率的方法。頻分頻分復(fù)復(fù)用用(續(xù)續(xù))m2(t)2SBF2LPFmn(t)nSBFnLPFm1(t)1SBF1LPFm1(t)1BPF1LPF相加器信道m(xù)2(t)2BPF2LPFmn(t)nBPFnLPF5.4 線性調(diào)制應(yīng)用舉例線性調(diào)制應(yīng)用舉例一、載波電話系統(tǒng)二、電視三、立體聲

15、廣播一、載波電話系統(tǒng)在多路載波電話系統(tǒng)中采用：SSB調(diào)制，頻分復(fù)用傳輸技術(shù)來(lái)節(jié)省傳輸頻帶。每路電話信號(hào)限帶3003400Hz，SSB調(diào)制后，為便于接收，另加保護(hù)間隔，每路載波電話取4KHz做為標(biāo)準(zhǔn)頻帶。載波電話系統(tǒng)(續(xù))多路載波電路分群等級(jí)：分群等級(jí)分群等級(jí)容量（路數(shù)）容量（路數(shù)）帶寬（帶寬（KHz）基本頻帶（基本頻帶（KHz）基群基群124860108超超 群群5 * 12 = 60240312552基本主群基本主群5 * 60 = 30012008122044基本超主群基本超主群3 * 300 = 900360085161238812MHz系統(tǒng)系統(tǒng)3 * 900 = 270010.8MHz

16、載波電話系統(tǒng)(續(xù))基群頻譜：606468108f/kHz二、電視1.黑白電視信號(hào)圖象信號(hào)VSB調(diào)制，上邊帶寬5.5MHz，下邊帶寬1.25MHz；伴音信號(hào)FM調(diào)制，伴音載頻距圖象載頻6.5MHz；二者頻分復(fù)用，信號(hào)總帶寬8MHz。電視(續(xù))2.彩色電視信號(hào)彩色電視由RGB三原色組成，為與黑白電視兼容，傳送三色合成的亮度信號(hào)Y（既黑白的圖象信號(hào)）和兩路色差信號(hào)：R-Y（紅色-亮度之差），B-Y（蘭色-亮度之差）亮度信號(hào)YVSB調(diào)制；色差信號(hào)正交的DSB調(diào)制，彩色付載頻距圖象載頻4.43361875MHz，色差信號(hào)頻譜落于亮度信號(hào)頻譜范圍內(nèi)，帶寬不變；伴音信號(hào)FM調(diào)制，伴音載頻距圖象載頻6.5MH

17、z；電視(續(xù))3. 電視信號(hào)的頻譜4. 解調(diào)：發(fā)射時(shí)插入大的載波，接收機(jī)包絡(luò)檢波三、立體聲廣播廣播信號(hào)頻帶015KHz，包括左右兩個(gè)聲道L和R。立體聲廣播傳送L+R和L-R。L+R：基帶信號(hào)，頻帶015KHz；L-R：DSB調(diào)制，載頻38KHz；頻帶2353KHz；導(dǎo)頻：19KHz，做為立體聲指示（STEREO），并提取相干載波；三者頻分復(fù)用后再調(diào)頻。普通調(diào)頻廣播與立體聲調(diào)頻廣播兼容，但只發(fā)送L+R信號(hào)。立體聲廣播(續(xù))+-+ +L-R38KHz震 蕩 器L+RRL二 分 頻衰 減調(diào) 頻解 調(diào)LPF 015KBPF 2353KBPF 19K倍 頻(L+R)/2(L-R)/2LRSTEREOLP

18、F 015K5.5 線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能分析線性調(diào)制系統(tǒng)的抗噪性能分析一、分析模型二、各種調(diào)幅信號(hào)相干解調(diào)的抗噪性能三、AM系統(tǒng)包絡(luò)檢波的抗噪性能一、分析模型n(t)為高斯白噪聲，單邊功率譜為n0(W/Hz) ；基帶信號(hào)帶寬為fm。So NoSm(t)mo(t)m(t)調(diào)制器n(t)Sm(t)解調(diào)器信道BPF發(fā)信機(jī)Si Nini(t)收信機(jī) no(t)分析模型(續(xù))為解調(diào)器輸入端的信噪比。NiSiSi，Ni為解調(diào)器輸入端信號(hào)和噪聲的平均功率，So，No為解調(diào)器輸出端信號(hào)和噪聲的平均功率，為解調(diào)器輸出端的信噪比。NoSoSiNiG SoNo 為信噪比得益（調(diào)制制度增益）的抗噪性能，用G表示解調(diào)

19、器的性能。NoS通常，用解調(diào)器輸出端的信噪比 o 表示系統(tǒng)二、各種調(diào)幅信號(hào)相干解調(diào)的抗噪性能si(t)in (t)n(t)sm(t)BPF解調(diào)器mo(t)no(t)cosctLPF( AM , DSB)(SSB,VSB)m fBPF帶寬為：B 2 fm各種調(diào)幅信號(hào)相干解調(diào)的抗噪性能(續(xù))( AM )(DSB)(SSB)ccci21 m(t) cos w t m (t) sin w t A0 m(t)cos wcts (t) m(t) cos w t41(SSB)m(t)( AM , DSB)1 m(t)m (t) 2o各種調(diào)幅信號(hào)相干解調(diào)的抗噪性能(續(xù))422( AM )(DSB)(SSB)m

20、 (t)m2 (t)i im2 (t) 22 A 2 2 0 S s (t) 42 2(SSB)m (t)16( AM , DSB)m2 (t)S m (t)oo( AM , DSB) (SSB)n0 fm2n0 fmNi oNN i 4 2202(SSB, DSB)n f( AM )Sm (t)Am2 (t)(SSB)m2 (t)( AM , DSB)m (t)0mSi in0 fm4n0 fm 2n f0mNoSo各種調(diào)幅信號(hào)相干解調(diào)的抗噪性能(續(xù))21 1220(DSB)(SSB)( AM )A m (t)2m2 (t)G 說(shuō)明：AM解調(diào)器對(duì)輸入信噪比沒有改善DSB解調(diào)器使信噪比改善1倍

21、但DSB與SSB的抗噪性能相同三、AM系統(tǒng)包絡(luò)檢波的抗噪性能so(t)no(t)si(t)ni(t)n(t)sm(t)BPFE(t)包絡(luò)檢波si(t) A0 m(t)cosctni (t) nc(t)cosct ns (t)sin ctAM系統(tǒng)包絡(luò)檢波的抗噪性能(續(xù))E(t) A m(t) n (t)2 n2 (t)0cs為包絡(luò)22m2 (t)A 2Si 0Ni 2n0 fmsi(t) ni(t) A0 m(t) nc(t)cosct ns(t)sinct E(t)cosct (t)AM系統(tǒng)包絡(luò)檢波的抗噪性能(續(xù))大輸入信噪比時(shí)( A0 m(t) ni(t)E(t) A0 m(t) nc(t)

22、so(t) m(t)So m (t)2no(t) nc(t)No Ni02m2 (t)Sm2 (t)A 2 m2 (t),G o No2n0 fm大信噪比時(shí)，包絡(luò)檢波與相干解調(diào)的抗噪性能相同AM系統(tǒng)包絡(luò)檢波的抗噪性能(續(xù))小輸入信噪比時(shí)( A0 m(t) ni(t)E(t) R(t) A0 m(t)cosR(t)R(t) n2 (t) n2 (t),cscos nc (t)小信噪比時(shí)，包絡(luò)檢波出現(xiàn)“門限效應(yīng)”，信號(hào)完全被淹沒在噪聲中。 “門限效應(yīng)”是所有非相干解調(diào)的共同問(wèn)題。oN（ S ）S（ ）NioN（ S ）=iN1dBS（ ）門限NiG （ S ）線性調(diào)制抗噪性能例題例1，對(duì)單頻調(diào)制的

23、常規(guī)調(diào)幅進(jìn)行包絡(luò)檢波。設(shè)每個(gè)邊帶的功率為10mw，載波功率為100mw，接收機(jī)帶通濾波器為10KHz,信道噪聲單邊功率譜密度為510-9w/Hz求解輸出信噪比如果改為抑制載波雙邊帶信號(hào)，其性能優(yōu)于常規(guī)調(diào)幅多少分貝線性調(diào)制抗噪性能例題例2，對(duì)雙邊帶信號(hào)和單邊帶進(jìn)行相干解調(diào)，接收機(jī)信號(hào)功率為2mw，噪聲雙邊功率譜密度為210-3uw/Hz，調(diào)制信號(hào)是最高頻率為4KHz的低通信號(hào)比較解調(diào)器輸入信噪比比較解調(diào)器輸出信噪比5.6 角度調(diào)制原理角度調(diào)制原理一、基本概念二、窄帶調(diào)頻（NBFM）三、寬帶調(diào)頻（WBFM）四、FM的產(chǎn)生五、FM的解調(diào)一、基本概念dt1. 角調(diào)波的一般表達(dá)式Sm (t) Acosc

24、t (t)A：振幅， 保持不變 (t) = ct + (t) ：瞬時(shí)相位； (t) ：瞬時(shí)相移；d (t) ：瞬時(shí)角頻率；dtd (t) ：瞬時(shí)頻偏；基本概念(續(xù))2.調(diào)相（PM）瞬時(shí)相移隨基帶信號(hào)成線性變化(t) Kpm(t)SPM (t) Acosct KPm(t)Kp：調(diào)相靈敏度基本概念(續(xù))3.調(diào)頻（FM）瞬時(shí)頻偏隨基帶信號(hào)成比例變化Kf：調(diào)頻靈敏度tfcFMfdtK m( )d S(t) Acos t d(t) K m(t)基本概念(續(xù))(a) PM 信號(hào)波形(b) FM 信號(hào)波形ttPM 信號(hào)和FM 信號(hào)波形m t m t tt tt c0sPM ttsFM t tc00000基本

25、概念(續(xù))4. FM與PM的轉(zhuǎn)換m(t)FMS(t)調(diào)相器PM積分器()dtm(t)PMS(t)調(diào)頻器FMdt微分器d ()間接調(diào)頻間接調(diào)相 由于調(diào)相器調(diào)相范圍在（-，）內(nèi)，直接調(diào)相和間接調(diào)頻適宜窄帶調(diào)制；基本概念(續(xù))cf5.寬帶調(diào)頻與窄帶調(diào)頻調(diào)頻信號(hào):tfFMc t m g(t)K m( )d AcosS(t) Acos t i c K f m(t)瞬時(shí)角頻率:最大角頻偏:m(t)m( t )歸一 Kmaxf K f瞬時(shí)相位偏移:(t) mf g(t)最大相位偏移:g( t ) 歸 一 mfmfg(t) max基本概念(續(xù))mmmffmtmfmmfmfK A K f Am ff K f A

26、mmaxm g(t) msin tcos d m g(t) K A最大相移 1，最大角頻偏 sin mt maxmffm f又稱調(diào)頻指數(shù)調(diào)頻指數(shù)f假設(shè)m(t)=Amcosmt （基帶帶寬fm，m=2fm）tfcFMcK m( )d Acos t m g(t)S(t) Acos t 基本概念(續(xù))可見，瞬時(shí)頻偏Kf m(t)項(xiàng)表示載波頻率自其靜態(tài)值c的偏移，它將決定調(diào)頻信號(hào)的頻譜寬度。定義：mf 0.5(f k的Jn (mf )忽略。則BFM = 2kfm。一般：kmf+1，B=2 (mf +1)fm=2(f + fm) 卡森公式近似地mf 1時(shí)，kmf ，B=2 mf fm=2f （WBFM）

27、本結(jié)論適用于任意最高頻率為fm的基帶信號(hào)m(t)FM波的功率分配已調(diào)信號(hào)總功率=調(diào)制載波的功率調(diào)頻信號(hào)的功率分布與mf有關(guān)基帶信號(hào)m(t)不提供功率，但可以控制功率的分布 20222f2nfA2mA2JmA2n1Pc JPs 2 PFM f Pc f Ps f 例題調(diào)頻廣播，最大頻偏為75KHz。(1) 調(diào)制信號(hào)的帶寬取4KHz時(shí)，廣播信號(hào)帶寬是多少？(2)調(diào)制信號(hào)的帶寬取15KHz時(shí)，廣播信號(hào)帶寬是多少？四、FM的產(chǎn)生1. 直接法改變振蕩器回路元件（L，C）的數(shù)值來(lái)改變其輸出頻率。如：用壓控振蕩器VCO做受控振蕩器，用變?nèi)莨茏鍪芸仉娍乖?。m(t)SFM (t)壓控振蕩器VCOFM的產(chǎn)生直接

28、法(續(xù))可變電容C受基帶信號(hào)m(t) 線性控制：C = C0 + C = C0 + K m(t)(C V(t) ），信號(hào)與噪聲分別計(jì)算信號(hào)信號(hào)部分：噪聲噪聲部分：鑒頻器輸出正比于輸入信號(hào)的瞬時(shí)角頻率輸出信噪比輸出信噪比odfs (t) K K m(t)odfS K 2 K 2 m2 (t)AdtKddns (t)no (t) mof 33A2N8 2 K 2n d023fo0m3A2 K 2 m2 (t)SN8n f o 增大頻偏Kf，即增加傳輸帶寬，可以大大增加信噪比ns(t)的功率譜密度為Pi (f) = n0，理想微分電路的傳輸函數(shù)為則鑒頻器輸出噪聲nd(t)的功率譜密度為鑒頻器前、后的噪聲功率譜密度nd t Kdd t Kd dns t dtAdtf 2H f 2 j2 f 2 2 20iP f fn0BFM /2 BFM /2 Pd f fBFM /2 m0fmBFM /2 f 222202dddiKKHf2f 2n ,PfPff BFMA A 舉例1. m(t)=Acoswmt時(shí)，寬帶調(diào)頻的調(diào)制制度增益。2. FM與AM的性能比較1fffm 13m3m2 m 1mG 3mf3f2f舉例3.已知調(diào)制信號(hào)是8MHz