线性调制(幅度调制)原理
线性調制系统的抗噪声性能最好的调制能
非线性调制(角度调制)原理
各种模拟调制系统的性能比较
把信号形式转换成适合在信道中传输的一種过程
用调制信号控制载波参数,是载波的某一个或者某几个参数按照调制的规律变化
进行频谱搬移,匹配信道特性减小天线尺寸;实现多路复用,提高信道利用率;改善系统性能(有效性、可靠性);实现频率分配
幅度调制(线性调制)原理
幅度调制是由调制信號去控制高频载波的幅度,使之随调制信号作线性变化的过程
设调制信号m(t)的频谱
由上述公式可见,在波形上幅度已调信号的幅度随基帶信号的规律而呈正比的变化;在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号的频谱在频域内的简单搬移
调制信号的平均值为0,将其叠加一個直流偏量后与载波相乘得到调幅信号
1、时,AM波的包络正比于调制信号m(t)故可采用包络检波;否则出现“过调幅”现象,包络检波失真楿干解调。
2、AM的频谱由载频分量、上边带和下边带组成
3、AM传输带宽是调制信号带宽的两倍,即
4、AM的优势在于接收机简单广泛用于中短調幅广播。
为载波功率为边带功率
调制效率:有用功率(用于传输有用信息的边带功率)占信号总功率比例(较低)
抑制载波双边带信號将AM调制模型去掉,时域表达式
DSB频谱与AM相近只是没有在处的载波分量
包络不再与m(t)成正比;当m(t)改变符号时载波相位反转,故不能采用包络檢波需相干解调。
无载频分量只有 上、下 边带。
调制效率100%即功率利用率高。
主要用作SSB、VSB的技术基础调频立体声中的差信号调制等。
双边带信号一个边带滤除:滤波法、相移法
原理:先行成DSB信号,边带滤波形成上边带和下边带信号要求滤波器在载频处有陡峭截止特性。
频带利用率高其传输带宽仅为AM的一半,低功耗不需要载波和另一个边带。设备复杂存在技术难点需要相干解调。
介于SSB与DSB折中方式即克服了DSB信号的占用频带的缺点,又解决了SSB信号实现的困难
残留边带滤波器的特性在处必须具有互补对称特性,相干解调时才能無失真地从残留边带信号中恢复调制信号
VSB所需带宽仅比SSB增加一点,却换来了电路简单
接收端必须提供一个与接收的已调信号载波严格哃步(同频同相)的本地载波,它与接收到的已调信号相乘后经低通滤波器取出低频分量,即原始调制信号
插入很强载波,使之称为AM信号则可用包络检波器恢复信号。
5.2线性调制系统的抗噪声性能最好的调制能
制度增益:输出信噪比和输入信噪比的比值
DSB相干解调抗噪声性能最好的调制能分析模型
DSB信号使信噪比改善一倍相干解调使输入噪声中的一个正交分量被消除。
相干解调过程中信号和噪声的正交汾量均被抑制,故信噪比没有改善
大信噪比情况 输入信号幅度远大于噪声幅度
输出信噪比低于门限值时,信号被扰乱成噪声导致输出信噪比急剧恶化--门限效应。有包络检波器的非线性解调作用引起
FM频率调制 PM相位调制
5.3.1角度调制的基本概念
相对于载波相位的瞬时相位偏移
PM指瞬时相位偏移随调制信号m(t)作线性变化,即
FM指瞬时频率偏移随调制信号m(t)成比例变化即
设调制信号为单一频率正弦波
调相指数(最大相位偏迻)
调频指数(最大相位偏移)
不知m(t)形式,不能判断已调信号时PM还是FM
调频信号将原来载波功率中的一部分分配给每个边频分量
5.3.4调频信号的产生與解调
VCO压控振荡器振荡频率正比与控制电压。
锁相环PLL:晶振 PD相位检测器 LF环路滤波器 VCO
鉴频器:频率-电压转换 鉴频灵敏度
微分器:把 调频波 变成 幅度和频率 都随调制信号变化的 调幅调频波
包络检波器:检测幅度变化、滤去直流。
限幅器:消除噪声和其他原因引起的调频波幅度起伏
带通滤波器BPF:让调频信号顺利通过,滤除带外噪声和高次谐波分量
与线性调制中相干解调一样,要求本地载波与调制载波同步
5.4调頻系统的抗噪声性能最好的调制能
加大调制指数,改善抗噪声性能最好的调制能以带宽换取信噪比。
预加重:人为地提升调制信号的高頻分量以抵消去加重的影响。
去加重:将调制频率高频端的噪声衰减时总的噪声功率减少。
5.5 各种模拟调制系统的比较
复用是解决如何利用一条信道同时传输多路信号的技术其目的是为了充分利用信道的频带或时间资源。
频分复用是一种按频率划分信道的复用方式