模拟通信系统

2模拟通信系统角调制1、理解角调制的基本概念2、掌握NBFM(窄带调频)、WBFM（宽带调频）的频谱分布、带宽及功率3、掌握FM的抗噪声性能（G：信噪比增益）4、掌握模拟调制中几种调制方式的性能比较5、理解频分复用的概念课程目标2.4角调制的基本概念)](cos[)()(ttAts瞬时相角瞬时幅度])(cos[)(0ttAtsc一、调频信号与调相信号1、角度调制：常数载波角频率（常数）初始相位（常数）2、频率调制(FM:FrequencyModulation))()()(tfKdttdtFM])(cos[)(0dttfKtAtsFMcFM频偏常数（表征调频器的灵敏度）载波频率(常数)调制信号]sincos[]coscos[)(ttAdttAKtAtsmFMcmmFMcFMmmmmFMFMffAKmaxmax最大角频率偏移最大频率偏移调频信号为：调频指数调制信号为单频余弦波，即tAtfmmcos)(调制信号频率调制信号角频率AMFM各种调制时的时域波形图时域波形图f(t)f(t)f(t)结论：•1、FM信号是一个等幅波，它的幅度与调制信号无关；•2、FM信号的频率与调制信号电压有比例关系2.5调频信号的带宽•1、窄带调频和宽带调频的定义)5.0(6|)(|max或dttfKFM•由调频所引起的最大瞬时相位偏移远小于30o时，就称为窄带调频（NBFM:narrowbandfrequencymodulation）•不满足窄带条件的调频称为宽带调频（WBFM:Widebandfrequencymodulation）2、调频信号的带宽•若调制信号的频率为fm,则FM的带宽为：BFM=(f+1)fm＝2(fm+fmax）（卡森公式）(其中f＝fmax/fm称为调频指数)讨论：当f1（即窄带调频时）BFM=2fm；当f1（即大指数宽带调频时）BFM=2fmax①窄带调频的频谱和带宽wmw0F(w)－wmwcw0wc－wmwc+wm-wc-wc－wm--wc+wmSAM(w)wc为高频载波，wm为调制信号最高频偏wcw0wc－wmwc+wm-wc-wc－wm--wc+wmSNBFM(w)与AM拥有相同的带宽（2B）②宽带调频的频谱和带宽c+mcc－mßFM=0.5c+3mcc－3mßFM=2cc+10mc-10mßFM=8FM增加，调频带宽增加fm不变，fmax改变c+3m1cc－3m1WFM=6m1c+6m2cc－6m2WFM=10m2c+10m3cc－10m3WFM=18m3ßFM=2ßFM=4ßFM=8fmax不变，fm改变②宽带调频的频谱和带宽有效带宽基本不变，边频间距变小2.6调频信号的功率分配•FM信号的已调信号和未调制载波的幅度是相同的，所以总功率相同•总功率与调制过程及调频指数无关，始终为A2/2(A为调制信号幅值)•调制信号不提供功率，但可以控制功率的分布2.7调频的抗噪声性能分析229FMAMFMOOSNRSNR调频信噪比增益:调频调幅输出信噪比的比值)1(32FMFMWBFMG3.0NBFMG调频的抗噪声性能分析讨论：1、宽带调频系统中，增加传输带宽可以改善输出信噪比2、宽带调频的抗噪声性能明显优于常规调幅，这一优越性是用增加传输频带宽度获得；3、调频系统中以带宽换取性能改善并不是无止境的，当输入信噪比降到一定程度会出现门限效应，输出信噪比急剧恶化调制方式带宽G典型应用DSB2W2较少应用SSBW1短波无线电广播话音频分多路VSB略大于W1商用电视广播AM2W中短波无线电广播NBFM2W=0.3超短波小功率电台微波中继WBFM2(fm+fmax调频立体声广播)()(22202tfAtf)1(32FMFM2(f+1)w＝(fm+fmax）总结三、频分复用（FDM:Frenquency_DivisionMultiplexing）复用：若干路独立的信号在同一信道中传送。频分复用：按频率将信道的可用频带划分成若干不交叠的频段，每路信号占用一个频段进行复用的方式频分多路复用原理的频谱图fc1fc2fc3-fc1-fc2-fc3F(f)fCH1CH1CH1防卫间隔Bg已调信号带宽BSCH1相邻载波频率间隔ΔB作业1、已知调频信号为:S(t)=cos[WCt＋100coswmt],KFM=2,求调制信号f(t)、最大频偏FMAX解：已知调频输出信号的表达式为：对照两式可知：])(cos[)(0dttfKtAtsFMcFMmMFMmmmmmFMmmFMwAKWwAtwwtwKwtftCOSWdttfK100)50(sin50sin100)(100)(max0