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西电《通信原理》课件 第四章.ppt

发布:2017-06-15约7.16千字共83页下载文档
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调频信号的带宽 单音调频波的带宽为 它说明调频信号的带宽取决于最大频偏和调制信号的频率,该式称为卡森公式。 根据经验把卡森公式推广,即可得到任意带限信号调制时的调频信号带宽的估算公式 * 三、调频信号的产生 直接法:用调制信号直接控制振荡器的频率,使其按调制信号的规律线性变化。 振荡频率由外部电压控制的振荡器叫做压控振荡器(VCO) 每个压控振荡器自身就是一个FM调制器,因为它的振荡频率正比于输入控制电压,即 ωi(t)=ω0+Kfm(t) 直接法的主要优点是在实现线性调频的要求下,可以获得较大的频偏。缺点是频率稳定度不高。因此往往需要采用自动频率控制系统来稳定中心频率。直接调频法得到的信号多为窄带调频信号。 * 间接法:先对调制信号积分后对载波进行相位调制,从而产生窄带调频信号(NBFM)。然后,利用倍频器把NBFM变换成宽带调频信号(WBFM)。 倍频器的作用是提高调频指数 ,从而获得宽带调频 经n次倍频后可以使调频信号的载频和调频指数增为n倍。 间接法的优点是频率稳定度好。缺点是需要多次倍频和混频,因此电路较复杂。 * 四、调频信号的解调 非相干解调: 由于调频信号的瞬时频率正比于调制信号的幅度, 因而调频信号的解调器必须能产生正比于输入频率的输出电压。 最简单的解调器是具有频率-电压转换特性的鉴频器 相干解调: 由于窄带调频信号可分解成同相分量与正交分量之和,因而可以采用线性调制中的相干解调法来进行解调 * 鉴频器特性与组成 Kd——鉴频器灵敏度 * 五、调频系统的抗噪声性能 大信噪比情况 对于调频系统来说,增加传输带宽就可以改善抗噪声性能。调频方式的这种以带宽换取信噪比的特性是十分有益的。 在调幅制中,由于信号带宽是固定的, 无法进行带宽与信噪比的互换,这也正是在抗噪声性能方面调频系统优于调幅系统的重要原因。 * 小信噪比情况与门限效应 当 减小到一定程度时,解调器的输出中不存在单独的有用信号项,信号被噪声扰乱,因而 急剧下降。这种情况与AM包检时相似,我们称之为门限效应。 不同,门限值不同。 门限 小于门限时, 急剧下降。 下降越快 FM以带宽换取信噪比的改善不是无止境的 B Ni 门限效应 * 非相干解调的门限效应 * §4.4 各种模拟调制系统的性能比较 返回 在相同的解调器输入信号功率 、相同噪声功率谱密度 、相同基带信号带宽 的条件下,比较 * 结论 WBFM抗噪声性能最好,DSB、SSB、VSB抗噪声性能次之,AM抗噪声性能最差。NBFM和AM的性能接近 * 特点与应用 AM调制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。 DSB调制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。 SSB调制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。 VSB调制的诀窍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。 FM波的幅度恒定不变, 这使它对非线性器件不甚敏感, 给FM带来了抗快衰落能力。宽带FM的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,窄带FM采用相干解调时不存在门限效应。 * §4.5 频分复用 返回 复用——将若干个彼此独立的信号,合并为一个可在同一信道上传输的复合信号的方法。信号之间相互不干扰。 频分复用(Frequencydivision Multiplexing-FDM) ——按照频率的不同来复用多路信号的方法。在频分复用中, 信道的带宽被分成若干个相互不重叠的频段,每路信号占用其中一个频段,因而在接收端可以采用适当的带通滤波器将多路信号分开,从而恢复出所需要的信号。 时分复用 (Time division Multiplexing-TDM) 利用各信号的抽样值在时间上不相互重叠来达到在同一信道中传输多路信号的一种方法。 * 一、复用的概念 频分复用系统组成原理图 * 复用信号的频谱结构示意图 频分复用是利用各路信号在频率域不相互重叠来区分的。 若相邻信号之间产生相互干扰,将会使输出信号产生失真。 为了防止相邻信号之间产生相互干扰,应合理选择载波频率fc1, fc2, …, fcn,并使各路已调信号频谱之间留有一定的保护间隔。 * 模拟电话多路复用系统 北美多路载波电话系统 采用分层结构 由12路电话复用为一个基
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