第4章 模拟角调制 课件

第4章 模拟角调制 角调制的原理 4.1 调频系统的抗噪声性能 4.2 模拟调制系统的比较 4.3 频分复用(FDM) 4.4 点击此处结束放映 4.1角度调制的原理 4.1.1角度调制的基本概念 4.1.2窄带调频与宽带调频 4.1.3已调信号的产生与解调 点击此处结束放映 4.1.1角度调制的基本概念 角度调制是非线性调制，已调信号的频谱结构和调制信号的频谱结构有很大的不同，除了频谱搬移外，还增加了许多新的频率成分。也就是说，已调信号频谱之间存在非线性变换关系。它包括频率调制(FM)和相位调制(PM)。 点击此处结束放映 一个正弦信号由三个变量描述：振幅、频率、相位，因此改变载波频率或相位都有可能携带同样的信息。角度调制的优点是抗噪声能力强，缺点是比幅度调制占用更宽的频带。 点击此处结束放映 4.1.2窄带调频与宽带调频 1.窄带调频(NBFM) 2.宽带调频(WBFM) 点击此处结束放映 4.1.3已调信号的产生与解调 1.已调信号的产生 已调信号的产生有两种方法：直接法和间接法。 (1)直接调频法。直接调频法是利用压控振荡器(VCO)作为调制器，调制信号直接作 用于压控振荡器，使其输出频率是随调制信号变化而变化的等幅振荡信号，即已调信号。 点击此处结束放映 (2)间接调频法。间接调频法不是直接用调制信号去改变载波的频率，而是先将调制信号积分再进行调相，继而得到已调信号。如果希望从窄带调频变为宽带调频，可用倍频法，该方法的原理是在上述间接调频法的基础上，再在后面加多级倍频电路即可，该方法又叫阿姆斯特朗法。 点击此处结束放映 直接调频法的频偏相对较小，间接调频法可获得较大频偏。 宽带调频在实际中应用较多，但一般很难一步实现，一般都是先产生窄带调频，然后经过n次倍频后达到所需的频偏，这样调频指数也增为n倍。但由于频偏与载频是同步增长的，当频偏达到要求时载频可能并 点击此处结束放映 未达到要求的频率，故还需通过线性频谱搬移(混频)将载频也移到所要求的频率。 点击此处结束放映 2.已调信号的解调 已调信号的解调有相干解调和非相干解调两种方法。 点击此处结束放映 4.2调频系统的抗噪声性能 4.2.1输入信噪比 4.2.2大信噪比时的解调增益 4.2.3小信噪比时的门限效应 点击此处结束放映 4.3模拟调制系统的比较 4.3.1模拟调制系统的性能指标 4.3.2模拟调制系统的特点与应用 点击此处结束放映 4.3.1模拟调制系统的性能指标 抗噪声性能：FM系统最好，DSB与SSB系统相同，AM系统最差。 频带利用率：SSB系统最好，AM与DSB系统相同，FM系统最差。 设备复杂度：由简到繁排列有AM系统、DSB系统、FM系统、SSB系统、VSB系统。 点击此处结束放映 4.3.2模拟调制系统的特点与应用 AM系统的优点是接收设备简单；缺点是功率利用率低，抗干扰能力差，在传输中如果载波受到信道的选择性衰落，则在包络检波时会出现过调失真，信号频带较宽，频带利用率不高。因此AM制式用于通信质量要求不高的场合，目前主要用在中波和短波的调幅广播中。 点击此处结束放映 DSB系统的优点是功率利用率高，但带宽与AM相同，接收要求同步解调，设备较复杂。只用于点对点的专用通信，运用不太广泛。 点击此处结束放映 SSB系统的优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和抗选择性衰落能力均优于AM,而带宽只有AM的一半；缺点是发送和接收设备都复杂。鉴于这些特点，SSB制式普遍用在频带比较拥挤的场合，如短波波段的的无线电广播和频分多路复用系统中。 点击此处结束放映 VSB系统的关键在于部分抑制了发送边带，同时又利用平缓滚降滤波器补偿了被抑制部分。VSB的性能与SSB相当。VSB解调原则上也需同步解调，但在某些VSB系统中，附加一个足够大的载波，就可用包络检波法解调合成信号(VSB+C)，这种(VSB+C)方式综合了AM、SSB和DSB三者的优点。所有这些特点，使VSB对商用电视广播系统特别具有吸引力。 点击此处结束放映 FM信号的幅度恒定不变，这使它对非线性器件不甚敏感，给FM带来了抗快衰落能力。这些特点使得窄带FM对微波中继系统颇具吸引力。宽带FM的抗干扰能力强，可以实现带宽与信噪比的互换，因而宽带FM广泛应用于长距离高质量的通信系统中，如空间和卫星通信、调频立体声广播、超短波电台等。宽带FM的 点击此处结束放映 缺点是频带利用率低，存在门限效应，因此在接收信号弱、干扰大的情况下宜采用窄带FM，这就是小型通信机常采用窄带调频的原因。另外，窄带FM采用相干解调时不存在门限效应。 点击此处结束放映