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1、调频与调相本讲稿第一页，共三十六页几个概念n信号n瞬时相位n瞬时相移（相偏）n瞬时角频率n瞬时角频偏本讲稿第二页，共三十六页调相信号n瞬时相偏与信号成正比nKpM称为调相指数本讲稿第三页，共三十六页调频信号n瞬时角频偏与信号成正比本讲稿第四页，共三十六页单频信号调频n设单频信号n则单频调频信号为n这里假设当t0时，m(t)=0（因果信号）则本讲稿第五页，共三十六页n这里n称为调频指数（最大频偏调频指数（最大频偏/信号最高频率）信号最高频率）。本讲稿第六页，共三十六页单频调频信号波形n其中 称为第一类n阶贝赛尔函数。本讲稿第七页，共三十六页第一类n阶贝赛尔函数本讲稿第八页，共三十六页单频调频n由
2、上可以得到：n单频信号经过调频之后，其频谱分量为无穷多个，即产生了新的频率分量。n每个频率分量的大小不一。本讲稿第九页，共三十六页单频调频波形示意单频频率0.5,载波50Hz，KFM=5(FM=1.59),KPM=5(上图调频，下图调相）本讲稿第十页，共三十六页单频调频频谱本讲稿第十一页，共三十六页调频信号带宽n理论上，调频后信号带宽为无限宽。n实际上，Jn(BFM)随着n的增加衰减，因此高频分量功率呈衰减趋势。n如果认为 后的频率分量不计，则可以得到单频调频后的信号带宽。n经验公式：卡森公式卡森公式本讲稿第十二页，共三十六页窄带调频n当KFMV(t)解调器的输出电压与输入信号的瞬时频偏成正比
3、，所以 解调器输出信号分量为输出信号平均功率为本讲稿第二十五页，共三十六页解调器输出噪声为信噪比较高的情况下，可以证明 是均匀分布，因此 no(t)可以看成ns(t)经过微分器，而 是一个均值为0，功率为N0BFM的低通型窄带噪声，其带宽范围 。微分器的传输响应函数为所以，经过微分后噪声的功率谱密度为经过低通-fm,fm后，噪声概率为本讲稿第二十六页，共三十六页解调后，输出信噪比为因为单频情况本讲稿第二十七页，共三十六页讨论n当 时，我们可以得到 ，n所以调频方式具有很好的抗噪声性能。n调频的良好抗噪声性能是通过增加传输频带带宽换来的 本讲稿第二十八页，共三十六页（二）小信噪比下n微分后，没有
4、单独存在的信号项，因此，解调器输出几乎全由噪声决定。因此，调频也存在门限效应，当信噪比低于一定值时，解调器输出信噪比急剧恶化的现象，叫“门限效应”。一般调频的门限为10dB左右。本讲稿第二十九页，共三十六页改善门限效应的方法n加重和去加重n锁相环解调*n负反馈解调等*本讲稿第三十页，共三十六页加重和去加重n输出噪声呈抛物线形式n经过鉴频器后，噪声的功率谱密度变为抛物线）型，即在信号的低频处，噪声的功率谱密度小，而在信号的高频处，信号的功率谱密度大。由于一般信号在高频分量处，信号的功率本身就小，因此高频分量处的信噪比就较差。这实际上影响着调频的输出信噪比。n如果在输入端对信号的高频分量放大，而对
5、低频分量不变，叫预预加加重重，则这种信号经过鉴频器后的输出信噪比应该是均匀的。n经过低通滤波后，用相反的手段复原高频分量的大小（去去加加重重），从而恢复原始信号，并且改善了输出信噪比，也降低了调频的门限。本讲稿第三十一页，共三十六页频分复用n基本思路n多个用户同时通过一个信道，每个用户通过划分不同的频带来区分，以达到互不干扰的目的。n例：nFM立体声广播信号n全电视信号123456f本讲稿第三十二页，共三十六页本讲稿第三十三页，共三十六页小结n各种调制、解调方法n调制信号形式、调制方法、解调方法n各种调制解调性能比较n分析调制解调性能的方法本讲稿第三十四页，共三十六页各种调制性能比较DSB：输入信号功率 输出信噪比SSB：输入信号功率 输出信噪比AM：输入信号功率 输出信噪比FM：输入信号功率 输出信噪比本讲稿第三十五页，共三十六页如果令接收机的输入端信号功率相等，噪声功率谱密度相等，且 是单频信号，且 ，则DSB：SSB：AM：FM：本讲稿第三十六页，共三十六页