資源描述：
《最新通信原理第三章教學(xué)講義ppt.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、通信原理第三章本章要求：一、調(diào)制的目的、定義和分類；二、調(diào)幅（AM）、抑制載波雙邊帶（DSB-SC）、單邊帶調(diào)制（SSB）、殘留邊帶調(diào)制（VSB）等四種線性調(diào)制在時域和頻域中的表示方法，時域波形和頻譜結(jié)構(gòu)，調(diào)制器和解調(diào)器；三、線性系統(tǒng)的抗噪聲性能，門限效應(yīng)；四、調(diào)頻（FM），調(diào)相（PM）的基本概念；五、單頻調(diào)制時，寬帶調(diào)頻信號的時域和頻域表示，調(diào)頻指數(shù)及頻偏的定義和物理意義，調(diào)頻信號頻帶寬度的計算----卡森公式；六、調(diào)頻信號的產(chǎn)生與解調(diào)，定性了解調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能；七、FM、DSB、SSB、VSB、AM的性能比較，特點與應(yīng)用。大家知道，基帶信號可以直接傳輸，稱為基帶傳輸。但是，很多信道
2、不是基帶信道，不能進(jìn)行基帶信號的直接傳輸，需要將基帶信號進(jìn)行調(diào)制，變換為適合信號傳輸?shù)男问?。調(diào)制是用基帶信號去控制載波的某個（或某些）參數(shù)，使該參數(shù)按照信號的規(guī)律變化的過程。載波可以是正弦波，也可以是脈沖序列。以正弦信號作載波的調(diào)制叫連續(xù)波（CW）調(diào)制。什么是調(diào)制？調(diào)制的分類調(diào)制方式往往能決定一個通信系統(tǒng)的性能。通常調(diào)制分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩大類：1、在模擬調(diào)制中，調(diào)制信號是模擬信號；2、而在數(shù)字調(diào)制中，調(diào)制信號是數(shù)字信號。由于模擬調(diào)制是其他調(diào)制方式的基礎(chǔ)，故本章首先討論模擬調(diào)制的基本原理。3.1幅度調(diào)制幅度調(diào)制的基本作用:實現(xiàn)頻率搬移，其目的是進(jìn)行頻率變換，使信號能夠有效地傳輸（輻射）
3、或者實現(xiàn)信道的多路復(fù)用。根據(jù)頻譜特性的不同，通常把幅度調(diào)制四種：1、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅（AM）2、抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB-SC）3、單邊帶調(diào)幅（SSB）4、殘留邊帶調(diào)幅（VSB）。3.1.1標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅（AM）標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅（AM）是指用信號去控制載波的振幅，使已調(diào)波的包絡(luò)按照的規(guī)律線性變化的過程。一、標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的波形及頻譜：假設(shè)調(diào)制信號為，載波為，則已調(diào)信號可寫為：式中，A0為載波振幅；ω0為載波角頻率；θ0為載波起始相位。為了求得已調(diào)波的頻譜，將式（3．1）寫成指數(shù)形式（為了方便，假定）若，由傅里葉變換的頻移性質(zhì)，有代人式（3．2），得圖3.1所示調(diào)幅過程的波形及其相應(yīng)的頻譜，有如下特點：（1）調(diào)幅過程
4、使原始頻譜搬移了，搬移后的頻譜中包含載波分量和邊帶分量。（2）AM波的幅度譜對于是對稱的。對于正頻率而言，高于的頻譜叫做上邊帶，低于的頻譜叫做下邊帶。而對于負(fù)頻率，上邊帶低于-，下邊帶高于-。（3）AM波占用的帶寬是消息帶寬Wm的2倍，即2Wm（4）對于所有t，必須以保證總是正的，已調(diào)波的包絡(luò)和的形狀完全相同，信息只包含在振幅之中，否則就會出現(xiàn)過調(diào)制，產(chǎn)生包絡(luò)失真。［例3－1］設(shè)調(diào)制信號式中，Am為振幅；為調(diào)制信號角頻率。求已調(diào)信號的表達(dá)式及頻譜。解：由式（3.1）可得式中，叫做調(diào)制指數(shù)。式（3.5）的傅里葉變換將式（3.7）代入式（3.3），得其波形和頻譜如圖3．2所示。二、AM波的產(chǎn)生
5、：由式（3．1）可知，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅可利用加法運算和乘法運算，先將常數(shù)和相加，然后與相乘。因此，AM的數(shù)學(xué)模型如圖3.3所示。三、AM波的功率和效率：調(diào)幅波的總平均功率等于信號的均方值，即由于，而，假設(shè)不含直流分量，則。因此，式（3．9）可寫為式中已調(diào)波的效率定義為邊帶功率與總平均功率之比，即3.1.2抑制載波雙邊帶調(diào)幅(DSB-SC)在標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波中，載波本身并不攜帶有用消息，卻占據(jù)了50％以上的功率，這是標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的最大缺點。如果將載波完全抑制掉，可以提高效率。只要在AM波中令即可達(dá)到，這稱為抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB）。在式（3.1）中，令，便得DSB的表達(dá)式令式（3．3）中的，DSB信號
6、的頻譜由于DSB的頻譜中沒有載波分量，所以這就使得效率達(dá)到100％，即。圖3.4所示DSB調(diào)制過程的波形及其相應(yīng)的頻譜。由圖3.4的波形可見，在改變符號的時刻，載波相位出現(xiàn)倒相點，故其包絡(luò)形狀不再與的形狀相同，而是按
7、
8、的規(guī)律變化。由式（3．14）可知，實現(xiàn)DSB調(diào)制的數(shù)學(xué)模型為乘法器，即圖3.3中去掉加法器后的數(shù)學(xué)模型。3.1.3單邊帶調(diào)幅（SSB）在AM和DSB中，調(diào)制的結(jié)果是將原始頻譜搬移了，同時使信號帶寬增加了一倍，如圖3．5（b）所示。由圖可見，在處出現(xiàn)了兩個與形狀完全相同的頻譜。因此，發(fā)送整個頻譜時，發(fā)送了多余的信息。然而，傳輸其中一個頻譜是不可能的，因為任何物理可實現(xiàn)的信息，
9、其頻譜都是的偶函數(shù)。對于通過原點的垂直軸不對稱的頻譜不表示實際信號，因此不能被傳送。但是，兩個USB（圖3．5（C））或兩個LSB（圖3．5（d））卻包含了的全部信息。因此，只傳輸兩個USB或兩個LSB就足夠了。因為它們都是的偶函數(shù)，都代表一個實際信號。這種調(diào)制方式叫單邊帶調(diào)幅。優(yōu)點:1、比AM和DSB的帶寬減小一倍，因而提高了信道利用率。2、同時由于不發(fā)送載波而僅發(fā)送一個邊帶，所以更節(jié)省功率。因此在通信中獲得了廣泛的應(yīng)
