《第模拟角调制.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第模拟角调制.pptx（78页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、会计学1第第 模拟模拟(mn)角调制角调制第一页，共78页。3.3.数学数学(shxu)(shxu)表达式表达式(1)(1)一般一般(ybn)(ybn)形式形式 说明：说明：振幅振幅(zhnf)(zhnf)为恒定值为恒定值为瞬时相位为瞬时相位 为瞬时相位偏移为瞬时相位偏移为信号瞬时频率为信号瞬时频率 为瞬时频率偏移为瞬时频率偏移 (2)(2)相位调制相位调制定义：瞬时相位偏移随基带信号定义：瞬时相位偏移随基带信号比例变化的调制比例变化的调制 (3)(3)频率调制频率调制定义：瞬时频率偏移随基带信号成比定义：瞬时频率偏移随基带信号成比例变化的调制例变化的调制 第2页/共78页第1页/共78页第二
2、页，共78页。可见:PM中，载波相位随调制信号 线性变化。FM中，载波相位随调制信号 的积分线性变化。即：如果将 先积分，再对载波进行(jnxng)相位调制，即可得到FM调制信号；如果将 先微分，再对载波进行(jnxng)频率调制，就得到PM调制信号。称简接调频/调相法。第3页/共78页第2页/共78页第三页，共78页。调相SFM(t)微分(wi fn)调频(dio pn)SPM(t)简接调频(dio pn)/调相法注：直接调相和间接调频仅适用于相位偏移和频率偏移不大的窄带调制。因为实际相位调制的调节范围不可能超出（-，）。第4页/共78页第3页/共78页第四页，共78页。n n4.1 频率调
3、制的基本概念n n 频率调制指的是瞬时频率偏移随调制信号 成比例(bl)变化的调制，此时，瞬时频率偏移可表示为 (4-1)n n其中 为频偏常数，所以，频率调制信号的时域表达式为 n n (4-2)第5页/共78页第4页/共78页第五页，共78页。n nFMFM信号信号(xnho)(xnho)的时域波形图如图的时域波形图如图4-4-1 1所示所示:图4-1 FM信号(xnho)的时域波形第5页/共78页第六页，共78页。n n设调制信号设调制信号(xnho)(xnho)为单频余弦信号为单频余弦信号(xnho)(xnho)，即，即 n n (4-3)(4-3)n n当它对载波进行调制时，可得调频
4、信当它对载波进行调制时，可得调频信号号(xnho)(xnho)为为n n (4-4)(4-4)第6页/共78页第七页，共78页。式中式中 称为称为(chn(chn wi)wi)调频指调频指数。它是角调波瞬时相位偏移的最大值。数。它是角调波瞬时相位偏移的最大值。单位为弧度。单位为弧度。(4-5)(4-5)由于由于 为最大角频率偏移，通常记作为最大角频率偏移，通常记作 ，所以式，所以式(4-4)(4-4)可表示为可表示为 (4-6)(4-6)第7页/共78页第八页，共78页。对于调频信号，其瞬时角频率对于调频信号，其瞬时角频率 有如下形式：有如下形式：(4-7)(4-7)式中式中,调频常数调频常数
5、(chngsh)KFM(chngsh)KFM由调频电路决定，由调频电路决定，单位是弧度单位是弧度/伏伏=（22赫兹赫兹/伏）。这样，调频伏）。这样，调频信号的瞬时相位为信号的瞬时相位为 (4-8)(4-8)显然，虽然是显然，虽然是FMFM波，但其相位仍与波，但其相位仍与 有关。有关。第8页/共78页第九页，共78页。4.2 4.2 窄带调频（窄带调频（NBFMNBFM）窄带调频窄带调频NBFMNBFM指的是由调频所引起的指的是由调频所引起的最大瞬时相位偏移远小于最大瞬时相位偏移远小于 ，即，即 ,当不能满足当不能满足(m(m nz)nz)上式的条件时，则称为上式的条件时，则称为宽带调频或宽带调
6、相。宽带调频或宽带调相。NBFMNBFM的时域表达式为的时域表达式为 （4-94-9）第9页/共78页第十页，共78页。令令 ,所以所以(su(su y y)有有 （4-104-10）对于对于NBFMNBFM，即，即 （4-114-11）第10页/共78页第十一页，共78页。90解调(ji dio)LPFA0coswctSNBFM(t)第11页/共78页第十二页，共78页。n n上式为NBFM的时间表达式，它由两项组成，第一项为载波，其不携带(xidi)任何消息，第二项含有用消息信号。n n根据BNFM波的时域近似表达公式可以得到第12页/共78页第十三页，共78页。（4-12）令，代入式得，
7、(4-13)与AM比特点(tdin)？第13页/共78页第十四页，共78页。当m（t）=Amcoswcoswmt时：第14页/共78页第十五页，共78页。wm-wmM(W)SAM(W)-Wc Wc当m（t）=Amcoswmt时：第15页/共78页第十六页，共78页。n n根据NBFM的时域表达式可得到产生NBFM信号(xnho)的模型如图4-1所示。图4-1 NBFM信号(xnho)的模型第16页/共78页第十七页，共78页。直接法直接法(直接调频电路直接调频电路)：压控振荡器（：压控振荡器（VCOVCO）用用m(t)m(t)直接改变直接改变(gibin)(gibin)振荡器中决定振振荡器中决
8、定振荡频率的元荡频率的元 件参数达调频目的件参数达调频目的 间接法：间接法：倍频法：正交分量和同相分量倍频法：正交分量和同相分量 先产生窄带调频信号，再倍频为宽带信号先产生窄带调频信号，再倍频为宽带信号倍频器：可用非线性器件实现。如平方律器件倍频器：可用非线性器件实现。如平方律器件 间接调频间接调频积分积分+调相调相FMFM波的产生波的产生(chnshng)(chnshng)方法方法调相器调相器第17页/共78页第十八页，共78页。解调器解调器=限幅器限幅器+鉴频器鉴频器 鉴频器（最简单的解调器）它由微分器与鉴频器（最简单的解调器）它由微分器与包络检波器级联而成。包络检波器级联而成。斜率斜率
9、相位相位(xingwi)(xingwi)比例比例 FMFM信号的解调信号的解调(ji dio)(ji dio)方法方法波形变换器波形变换器 +包包络检波器络检波器 微分微分(wi fn)(wi fn)器器+包络检波器包络检波器称非相干解调称非相干解调第18页/共78页第十九页，共78页。鉴频器（最简单的解调器）它由微分器与包络检波器级鉴频器（最简单的解调器）它由微分器与包络检波器级联而成。用谐振联而成。用谐振(xizhn)(xizhn)回路实现。回路实现。FMFM信号的非相干解调信号的非相干解调(ji(ji dio)dio)方法方法限幅器即带通微分(wi fn)器FMAM包络检波器LPFSi(
10、t)Sd(t)So(t)fcfifo斜率为kd鉴频器灵敏度第19页/共78页第二十页，共78页。n n由于(yuy)NBFM属于线性调制，所以可以采用相干解调的方法。如图4-2所示。图4-2 NBFM相干(xinggn)解调第20页/共78页第二十一页，共78页。n nNBFMNBFM的解调过程分析如下：的解调过程分析如下：n n n n （6-446-44）n n经后，经微分器后，经后，经微分器后，这样就无失真地恢复，这样就无失真地恢复(huf)(huf)了消息信号了消息信号。第21页/共78页第二十二页，共78页。n n4.3 WBFMn n当调频指数，则称为宽带(kun di)调频。19
11、30年发现，WBFM占用频带宽，曾被认为不经济，甚至认为无应用价值。1936年，阿姆斯特朗认识到了WBFM具有消除噪声的优良性质，证明了它的使用价值。目前大多数使用的FM都属于WBFM。第22页/共78页第二十三页，共78页。n n对于(duy)单音信号，有，所以（4-15）第23页/共78页第二十四页，共78页。n n设，则有如下设，则有如下(rxi)(rxi)的转换的转换关系：关系：（4-16）称调频(dio pn)指数。可展开成以贝塞尔函数(hnsh)为系数的三角级数称第一类n阶贝塞尔函数。第24页/共78页第二十五页，共78页。n n显然，显然，FMFM波是由一系列幅度不同、频波是由一
12、系列幅度不同、频率不同的余弦波组成，这样率不同的余弦波组成，这样(zhyng)(zhyng)表示使求表示使求FMFM波的频谱变得更加简捷。波的频谱变得更加简捷。对对FMFM波的时域表达式进行傅立叶变换，波的时域表达式进行傅立叶变换，得到得到FMFM波的频谱为波的频谱为n n n n （4-4-1717）n nFMFM波的频谱图如图波的频谱图如图4-34-3所示。所示。第25页/共78页第二十六页，共78页。图4-3 FM波的频谱图第26页/共78页第二十七页，共78页。由由WBFMWBFM的频谱可知，的频谱可知，WBFMWBFM有如下有如下(rxi)(rxi)的特点：的特点：（1 1）FMFM
13、波的频谱包含载波和各次边带谐波的频谱包含载波和各次边带谐波，形成一个无限宽的频谱结构；所以波，形成一个无限宽的频谱结构；所以WBFMWBFM为非线性调制；为非线性调制；（2 2）各相邻谱线间隔为）各相邻谱线间隔为mm，幅度取决于，幅度取决于；n n越大，越大，越小。越小。（3 3）各次谐波对称分布于载频两侧。）各次谐波对称分布于载频两侧。第27页/共78页第二十八页，共78页。n n近似认为具有有限频谱（略去各次高频分量）。n n满足(mnz)实际应用失真要求条件：边频幅度大于等于载频幅度的1%，即n n时能忽略不计。n n带宽：B=2nmaxfm ,fm为调制信号的频率，n为满足(mnz)上
14、述条件的最高边频次数。第28页/共78页第二十九页，共78页。调频带宽：调频带宽：BFM=2(mf+1)fm=2(f+fm)BFM=2(mf+1)fm=2(f+fm)窄带窄带(zhi di)FM(zhi di)FM BFM 2fm BFM 2fm宽带宽带FMFM BFM 2f BFM 2fFM信号信号(xnho)的频带的频带第29页/共78页第三十页，共78页。n n卡森公式(gngsh)即为窄带(zhi di)调频时的带宽因为 为最大频偏，所以(suy)边频分量只能取到 (FM+1)次。第30页/共78页第三十一页，共78页。卡森公式卡森公式(gngsh)及其应用及其应用调频的带宽(di k
15、un)计算：BFM=2(mf+1)fm=2(f+fm)1、窄带调频 BFM=2fm2、宽窄调频 BFM=2f例：已知载波的振幅为10V，瞬时频率(pnl)为f(t)=106+104cos2103t Hz求：1、调频波的表达式2、求带宽mf和B解：1、瞬时角频率(t)=2f(t)=2106+2 104cos2103t 第31页/共78页第三十二页，共78页。2、根据(gnj)卡森公式f=|f(t)|max=|104cos2103t|max=10kHzmf=f/fm=104/103=10B=2(f+fm)=22kHz第32页/共78页第三十三页，共78页。n n单频调制时的功率分配n n 调频信号
16、中所有(suyu)频率分量（包括载波）的平均功率之和是常数。对于载波分量（正比于FM)）n n当FM =0(即不调制时），J0（n）=1，所以，载波功率为A2/2。n n当FM =0时，J0（n）1，故载波功率下降，转变为各边频功率，而总功率保持不变。n n 当FM不同时，载波功率和各边频功率的分配关系也发生变化。第33页/共78页第三十四页，共78页。n n4.4 相位调制(PM)n n所谓相位调制，是载波的振幅和角频率保持不变，而瞬时相位偏移随调制信号成比例(bl)变化的调制，此时，瞬时相位偏移可表示为n n （4-18）n n式中，称为相移常数，则相位调制信号的时域表达式为n n (4-
17、19)第34页/共78页第三十五页，共78页。设调制信号单频余弦信号，即当它对载波进行调制时，可得调相信号为 （4-20）式中称为调相指数(zhsh)。PM信号的时域波形如图4-4所示。第35页/共78页第三十六页，共78页。图4-4 PM信号(xnho)的时域波形第36页/共78页第三十七页，共78页。n n尽管PM、FM是两种不同的调制方式，但是并无本质上的区别(qbi)。可以使用FM电路实现PM波，通常可以使用PM电路实现FM波。第37页/共78页第三十八页，共78页。n n窄带调频窄带调频NBFMNBFM指的是由调频所引指的是由调频所引起的最大瞬时相位偏移远小于，即起的最大瞬时相位偏移
18、远小于，即,当不能满足上式的条件时，则称为当不能满足上式的条件时，则称为宽带调频或宽带调相。宽带调频或宽带调相。n n相位调制是载波的振幅和角频率相位调制是载波的振幅和角频率保持不变，而瞬时相位偏移随调制信保持不变，而瞬时相位偏移随调制信号号(xnho)(xnho)成比例变化的调制，成比例变化的调制，此时，瞬时相位偏移可表示为此时，瞬时相位偏移可表示为小结小结(xioji)第38页/共78页第三十九页，共78页。窄带角度调制窄带角度调制调相、调频调相、调频(dio pn)(dio pn)引起的最大瞬时相位频移远远小于引起的最大瞬时相位频移远远小于3030度度 优点：优点：易于易于(yy)(yy
19、)提取提取 宽带宽带(kun di)(kun di)角度调制角度调制 调相、调频引起的最大瞬时相位频移大于调相、调频引起的最大瞬时相位频移大于3030度度 第39页/共78页第四十页，共78页。调频应用调频应用(yngyng)(yngyng)举举例例1 1调频广播调频广播 调频广播范围调频广播范围(fnwi)(fnwi)：88-108MHz88-108MHz，电台间隔，电台间隔200KHz200KHz，最大频偏最大频偏75KHz75KHz、最高调制频率、最高调制频率15KHz 15KHz 根据双声道立体声调频的规定（美：联邦根据双声道立体声调频的规定（美：联邦(linbng)(linbng)通
20、信委员会通信委员会FCCFCC）：）：（1 1）导频）导频19KHz19KHz分量只能占最大频偏的分量只能占最大频偏的10%10%（7.5KHz7.5KHz），属于窄带调频），属于窄带调频（2 2）非立体声广播中，可以传辅助节目（）非立体声广播中，可以传辅助节目（SCASCA），），SCASCA也属窄带调频也属窄带调频（3 3）不带）不带SCASCA的立体声的立体声10%10%频偏给频偏给19KHz19KHz导频，导频，90%90%给给L+RL+R和和L-RL-R声道声道（4 4）带）带SCASCA时，时，10%10%频偏给频偏给19KHz19KHz导频，导频，10%10%给给SCASCA，其
21、它给，其它给L+RL+R、L-R L-R 第40页/共78页第四十一页，共78页。2 2 2 2模拟电视广播伴音模拟电视广播伴音模拟电视广播伴音模拟电视广播伴音最大频偏：最大频偏：最大频偏：最大频偏：25KHz25KHz25KHz25KHz、伴音最高频率一般为、伴音最高频率一般为、伴音最高频率一般为、伴音最高频率一般为15KHz15KHz15KHz15KHz、带宽为、带宽为、带宽为、带宽为80KHz80KHz80KHz80KHz3 3 3 3卫星广播电视卫星广播电视卫星广播电视卫星广播电视以日本的卫星广播为例，以日本的卫星广播为例，以日本的卫星广播为例，以日本的卫星广播为例，图形用调频，发射频
22、率（图形用调频，发射频率（图形用调频，发射频率（图形用调频，发射频率（KuKuKuKu波段）波段）波段）波段）12G12G12G12G；NTSCNTSCNTSCNTSC制式、带宽为制式、带宽为制式、带宽为制式、带宽为4.2M4.2M4.2M4.2M，考虑保护带宽取，考虑保护带宽取，考虑保护带宽取，考虑保护带宽取4.5MHz4.5MHz4.5MHz4.5MHz，最大频偏最大频偏最大频偏最大频偏17MHz17MHz17MHz17MHz，其调频后带宽为（大频偏），其调频后带宽为（大频偏），其调频后带宽为（大频偏），其调频后带宽为（大频偏）B=17+4.52=26MB=17+4.52=26MB=17+
23、4.52=26MB=17+4.52=26M、所以，所以，所以，所以，36M36M36M36M标准卫星转发器只能传标准卫星转发器只能传标准卫星转发器只能传标准卫星转发器只能传1 1 1 1路模拟方式的电视。路模拟方式的电视。路模拟方式的电视。路模拟方式的电视。4 4 4 4调频在多路电话和频分多址的应用（参考调频在多路电话和频分多址的应用（参考调频在多路电话和频分多址的应用（参考调频在多路电话和频分多址的应用（参考(cnko)(cnko)(cnko)(cnko)复用）复用）复用）复用）第41页/共78页第四十二页，共78页。4.7 非线性调制系统非线性调制系统(xtng)的抗噪声性的抗噪声性能能
24、以调频为例，频率调制(tiozh)与相位调制(tiozh)区别不大1解调器模型鉴频法 输入输入(shr)信号信号 输入噪声输入噪声经过的噪声经过的噪声 非相干解调时非相干解调时第42页/共78页第四十三页，共78页。Si/Ni=已知所以(suy)：Si=A2/2;Ni=no BFMSo/No=因为：s(t)+ni(t)=SFM(t)+ni(t)=Acoswct+(t)+V(t)coswct+(t)=B(t)coswct+(t)（不能分别计算So与 No）此时，鉴频器只关心 (t)。第43页/共78页第四十四页，共78页。两种特殊情况下的两种特殊情况下的（t t）=？A AV V（t t）时（大
25、信噪比）时（大信噪比）A AV V（t t）时（小信噪比）时（小信噪比）鉴频器的输出鉴频器的输出无噪时无噪时rr（t t）=？V0V0（t t）=？有噪时有噪时V0V0（t t）=？S0=S0=？N0=N0=？r0=r0=？门限效应门限效应(xioyng)-ri(xioyng)-ri较较小时，鉴频器也产生小时，鉴频器也产生.第44页/共78页第四十五页，共78页。第45页/共78页第四十六页，共78页。上图用来求合成余弦波：较大上图用来求合成余弦波：较大的信号叠加一个的信号叠加一个(y)(y)较小的较小的噪声，有噪声，有第46页/共78页第四十七页，共78页。即为瞬时频偏。若比例(bl)常数为
26、1，则鉴频器输出为：第47页/共78页第四十八页，共78页。n n因为nd(t)是载频为0时窄带高斯噪声的正交分量(fn ling)，因此它具有与ni(t)相同的功率谱密度。又鉴频器输出噪声与nd(t)的微分成正比，而理想微分网络的功率传递函数为n n所以，解调器输出噪声的功率谱为 n n 调频信号的传输频带 n n不再是均匀分布。88页图第48页/共78页第四十九页，共78页。n n图中斜线部分的面积(min j)即为输出噪声功率：第49页/共78页第五十页，共78页。n n当第50页/共78页第五十一页，共78页。很高的信噪比增益(zngy)。与频偏比（或调频指数的立方成正比。第51页/共
27、78页第五十二页，共78页。已知当第52页/共78页第五十三页，共78页。小信噪比时：V（t）A-门限效应不单独含有用信号项。信号完全(wnqun)淹没在噪声中。发生了门限效应。其转折点与调频指数有关。91页。第53页/共78页第五十四页，共78页。2、相干(xinggn)解调的抗噪声性能：窄带调频经相干(xinggn)解调（相乘本地载波，LPF和微分）：第54页/共78页第五十五页，共78页。对于(duy)噪声功率：第55页/共78页第五十六页，共78页。第56页/共78页第五十七页，共78页。对于(duy)单频调制时：与高调制指数的宽带(kun di)调频相比，很低；但与有相同带宽的调幅相
28、比，则稍高。第57页/共78页第五十八页，共78页。输入大信噪比时：输入大信噪比时：输入小信噪比时：输入小信噪比时：ri较小时，有用较小时，有用(yu yn)信号会被鉴频器（非线性解调器）扰乱为噪声信号会被鉴频器（非线性解调器）扰乱为噪声-门限效应！门限效应！第58页/共78页第五十九页，共78页。输出输出输出输出(shch)(shch)(shch)(shch)噪声噪声噪声噪声调制制度调制制度调制制度调制制度(zhd)(zhd)(zhd)(zhd)增益增益增益增益第59页/共78页第六十页，共78页。结论结论结论结论(jiln)(jiln)(jiln)(jiln)分析分析分析分析在大调制指数在
29、大调制指数mfmf时，时，G G很大，抗噪声很大，抗噪声(zoshng)(zoshng)性能好性能好 AMAM和和和和FMFM比较比较比较比较(b(b jio)jio)第60页/共78页第六十一页，共78页。4.8 采用采用(ciyng)预加重预加重/去加重去加重改善信噪比改善信噪比 若传输的基带信号大部分能量是在较低的频率分量若传输的基带信号大部分能量是在较低的频率分量中，由于鉴频解调器的输出中，由于鉴频解调器的输出(shch)(shch)噪声功率谱密度随噪声功率谱密度随频率增加而呈抛物线型增加；结果在频率增加而呈抛物线型增加；结果在FMFM解调后，解调后，中中比较弱的高频分量被淹没在较强的
30、输出比较弱的高频分量被淹没在较强的输出(shch)(shch)噪声中噪声中，则，则 的高频段信噪比很差。的高频段信噪比很差。在发送端调制之前提升输入信号的高频分量在发送端调制之前提升输入信号的高频分量在接收端解调之后反变换，压低高频分量。在接收端解调之后反变换，压低高频分量。第61页/共78页第六十二页，共78页。n n采用预加重采用预加重/去加重技术提高高频段信噪比，一去加重技术提高高频段信噪比，一个个(y(y )带有预加重和去加重的带有预加重和去加重的FMFM系统如下图系统如下图所示。所示。第62页/共78页第六十三页，共78页。n n预加重：在发送端预加重：在发送端预加重：在发送端预加重
31、：在发送端FMFM调制前将基带信号调制前将基带信号调制前将基带信号调制前将基带信号 通过一个预加重滤波通过一个预加重滤波通过一个预加重滤波通过一个预加重滤波器器器器 提高信号的高频分量，使其在信号频带内的能量均匀分布。提高信号的高频分量，使其在信号频带内的能量均匀分布。提高信号的高频分量，使其在信号频带内的能量均匀分布。提高信号的高频分量，使其在信号频带内的能量均匀分布。n n去加重：在接收端去加重：在接收端去加重：在接收端去加重：在接收端FMFM解调后加一个去加重滤波器解调后加一个去加重滤波器解调后加一个去加重滤波器解调后加一个去加重滤波器 ，使，使，使，使 的特性与的特性与的特性与的特性与
32、 的特性相反，即的特性相反，即的特性相反，即的特性相反，即 n n 以降低信号高频分量，使频率分量恢复到原来状态。以降低信号高频分量，使频率分量恢复到原来状态。以降低信号高频分量，使频率分量恢复到原来状态。以降低信号高频分量，使频率分量恢复到原来状态。n n n n预加重特性的选择必须注意预加重特性的选择必须注意预加重特性的选择必须注意预加重特性的选择必须注意(zh y)(zh y)不要使高频成分提升太大，否不要使高频成分提升太大，否不要使高频成分提升太大，否不要使高频成分提升太大，否则则则则FMFM信号发送频谱将增宽，通常这样来选择预加重性：使解调后信号发送频谱将增宽，通常这样来选择预加重性
33、：使解调后信号发送频谱将增宽，通常这样来选择预加重性：使解调后信号发送频谱将增宽，通常这样来选择预加重性：使解调后的噪声功率谱密度具有平坦特性。的噪声功率谱密度具有平坦特性。的噪声功率谱密度具有平坦特性。的噪声功率谱密度具有平坦特性。n n 由于调频解调输出噪声功率谱密度呈抛物线型，因此预加重网由于调频解调输出噪声功率谱密度呈抛物线型，因此预加重网由于调频解调输出噪声功率谱密度呈抛物线型，因此预加重网由于调频解调输出噪声功率谱密度呈抛物线型，因此预加重网络特性取络特性取络特性取络特性取 ，此时，此时，此时，此时 。第63页/共78页第六十四页，共78页。通常采用如图（通常采用如图（a a）的）
34、的RCRC网络网络(w(w nglu)nglu)作预加重网络作预加重网络(w(w nglu)nglu)，其传输函数幅频特性其传输函数幅频特性如图（如图（b b）所示。相应的去加重网络）所示。相应的去加重网络(w(w nglu)nglu)及幅频特性如图及幅频特性如图（c c）（）（d d）。）。预加重(jizhng)网络与去加重(jizhng)网络第64页/共78页第六十五页，共78页。设两个网络选择合适，信号没有任何设两个网络选择合适，信号没有任何(rnh)(rnh)失真，解调器输出噪声功率谱密度确有失真，解调器输出噪声功率谱密度确有明显改善，如图所示。明显改善，如图所示。去加重网络传递函数为
35、去加重网络传递函数为去加重后噪声功率为去加重后噪声功率为不用去加重时噪声功率为不用去加重时噪声功率为 解调器输出噪声功率(gngl)谱密度为第65页/共78页第六十六页，共78页。当信号不发生失真时，信噪比改善当信号不发生失真时，信噪比改善(g(g ishn)ishn)程度为程度为例如例如 ，代入上式得，代入上式得 ，相应输出，相应输出信噪比改善信噪比改善(g(g ishn)ishn)，随随 变化如下图所示。变化如下图所示。预加重(jizhng)/去加重(jizhng)的信噪比改善 第66页/共78页第六十七页，共78页。4.9 改善门限效应的解改善门限效应的解调调(ji dio)方法方法n
36、n基本原理：减小鉴频前的等效带宽，从而(cng r)提高鉴频前的等效信噪比n n方法：反馈解调器-FMFBn n 锁相环解调器-PLL第67页/共78页第六十八页，共78页。一、反馈解调器一、反馈解调器-FMFB-FMFBVCOVCO：压控振荡器，正弦：压控振荡器，正弦(zhngxin)(zhngxin)信号发信号发生器，生器，wc-wIwc-wI为其中心频率，为其中心频率，wIwI为为BPFBPF的中心的中心频率，频率，wcwc为为mm（t t）的载频。）的载频。相乘器：将输入调频信号与压控振荡器所产相乘器：将输入调频信号与压控振荡器所产生的信号相乘，起混频作用。压控振荡器的生的信号相乘，起
37、混频作用。压控振荡器的输出角频率为：输出角频率为：压控灵敏度第68页/共78页第六十九页，共78页。VCO的输出(shch)信号-调频波 乘法器传输系数第69页/共78页第七十页，共78页。所以，鉴频器输出(shch)信号为：线性关系，无失真(sh zhn)复原鉴频器传输(chun sh)系数鉴频器输入信号解调器输出信号Sp(t)的瞬时角频率第70页/共78页第七十一页，共78页。n n可见：BPF输出调频波的频偏只有原来输入调频波的 倍，因此，BPF的n n带宽也只需是输入调频信号的 n n倍。”频带变窄“n n故，噪声功率(gngl)也减小。n n这就使鉴频器的等效输入信噪比提高为n n（
38、1+KDKVCD)倍，从而改善了门限效应。第71页/共78页第七十二页，共78页。n n二、锁相环解调器二、锁相环解调器-PLL-PLLn n假设假设VCOVCO输入电压为输入电压为0 0时振荡频率调整在输入调频信号时振荡频率调整在输入调频信号(xnho)si(t)(xnho)si(t)的载频上，并且与调频信号的载频上，并且与调频信号(xnho)(xnho)的未的未调载波有调载波有-90o-90o相移，即相移，即环路(hun l)滤波器第72页/共78页第七十三页，共78页。n n则相乘(xin chn)器输出信号为：环路(hun l)LPF滤波器滤除掉高频分量滤波后的输出，其实质是e(t)与
39、滤波器冲击(chngj)响应h(t)的卷积，即：第73页/共78页第七十四页，共78页。当锁相环锁定时，相位(xingwi)误差很小，近似有将 两边(lingbin)求导：第74页/共78页第七十五页，共78页。n n则称锁相环的开环传递函数。第75页/共78页第七十六页，共78页。通常(tngchng)写成时域表达式为：（环路(hun l)滤波器的输出）线性正比，能正确恢复(huf)原始调制信号。其频带宽度只需让m(t)顺利通过就行。第76页/共78页第七十七页，共78页。结论：解调器的等效(dn xio)噪声带宽也只有调制信号频带那样宽（设锁相环不引入噪声），这样就能改善门限效应，达到扩展门限值的目的。第77页/共78页第七十八页，共78页。