Galeria de mapas mentais 第4章-模拟调制
第4章-模拟调制的思维导图,调制就是按调制信号(原始基带信号)的变化规律去改变载波某些参数,作用有:进行频率变换,……;实现信道多路复用,提高信道利用率;改善信号传输性能,如提高抗干扰能力
第5章-模拟信号的数字化
第9-10章内容同步与最佳接收
随机过程
第6章-数字基带传输系统
第4章-模拟调制
调制的概念与分类
调制就是按调制信号(原始基带信号)的变化规律去改变载波某些参数
作用:进行频率变换,……;实现信道多路复用,提高信道利用率;改善信号传输性能,如提高抗干扰能力
分类
按调制信号m分类:模拟调制与数字调制
按载波信号c分类:连续波调制与脉冲波调制
按照m对c不同参数的控制:幅度调制(AM ASK) 频率调制(FM FSK) 相位调制(PM PSK DPSK)
线性调制
AM 调频
A0 m(t)>=0 包络检波不失真条件
带宽:2fm;相干解调与包络检波
DSB 抑制载波双边带调制
带宽:2fm
SSB 单边带调制
产生方法
滤波法:难点是边带了不起的制作,可以采用多级DSB调制边带滤波器
相移法
调制信号S(t)=0.5m(t)cos(wct) -/ 0.5m(t)的希尔伯特变换sin(wct)
希尔伯特变换P69
技术难点:宽带相移网络的制作
维弗法:w2>>w1
带宽:fm ;相干解调
VSB 残留边带调制
克服了DSB信号占用频带宽的缺点,解决了SSB信号实现中的困难
fm<带宽<2fm;低通滤波器在wc处必须有互补对称性(奇对称,滚降)
线性调制系统的抗噪声性能
抗噪性能指标 G(调制制度增益)=输出信噪比/输出信噪比
AM
包络检波性能
包络E=[(A0 m(t) nc)^2 ns^2]^0.5
大信噪比 E=A0 m(t) nc,G随A0的减小而增加,为了防止过调制,A>=|m|,所以G总是小于1
小信噪比 输出SNR不是按比例随着输入·SNR下降,而是急剧恶化,这叫做门限效应(包络检波器的非线性解调作用引起),相干解调没有门限效应
相干解调性能 :AM调制系统在大信噪比时两种解调的性能几乎一样
DSB
G=2
SSB
G=1
注意:这里不能说明DSB系统抗噪声性能比SSB的好P76
VSB
非线性调制
FM频率调制
相位偏移随m(t)的积分呈线性变化
调频指数:mf=KfAm/wm=△w/wm=△f/fm;最大角频偏△w △f最大频偏
PM相位调制
相位偏移随m(t)线性变化
调相指数:mp=KpAm 表示最大的相位偏移
优势:与AM相比,角度调制最突出的优势是其较高的抗噪声性能,代价是占用比AM更高的带宽
PM与FM的关系: m--积分器--PM=FM; m--微分器--FM=PM
NBFM窄带调频:|Kf∫m(t)dt|<<Π/6,该条件不满足时,FM信号频谱宽度比较宽称为WBFM; NBFM信号最大频率偏移较小,占据带宽较窄,但其抗干扰性能优于AM。但是,对于高质量通信需要采用WBFM
WBFM宽带调频
B=2(mf 1)fm=2(△f fm)
mf<<1时 B=2fm
mf>>1时 B=2△f
调频系统的抗噪声性能
大信噪比
鉴频器输出噪声nd的功率谱密度已经不再是均匀分布,而是与f^2成正比
大信噪比下,FM的调制制度增益很高、
大信噪比情况下,FM系统的抗噪声性能优于AM,其优越程度将随传输带宽的增大而提高。但是,FM系统以带宽换输出信噪比改善并不是无止境的。随着B(mf)的增加,输入噪声功率增大,输入信号概率不变的情况下,输入信噪比下降,当输入信噪比降到一定程度时就会出现门限效应,输出信噪比急剧恶化
小信噪比时的门限效应
门限值与调制指数mf有关。 mf越大,门限值越高。不过不同mf时,门限值在8~10dB内变化,一般认为:门限值为10dB左右
在门限值以上,输出SNR与输入ANR呈线性关系,mf越大,输出SNR的改善越明显
在门限值以下时,输出SNR随着输入SNR的下降而急剧下降,mf越大,输出SNR下降越快
降低门限值的方法:锁相环解调器和负反馈解调器
各种模拟调制系统的比较
有效性
衡量指标:带宽
SSB>VSB>DSB?AM>FM
可靠性
衡量指标:输出信噪比或者调制制度增益
FM>SSBDSB >AM
实现难易程度
AM 可以用包络检波解调,设备简单
DSB FM系统剧中
SSB VSB由于滤波器实现苦难,设备最复杂