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1、模拟调制线性调制模拟调制线性调制第1页，此课件共97页哦3.1概述概述l1 1、信道、信道l2 2、调制的作用、调制的作用l3 3、调制的概念、调制的概念l4 4、调制的分类、调制的分类第2页，此课件共97页哦1、信道（了解）、信道（了解）l信道可分为信道可分为:低通信道低通信道和和带通信道带通信道。l低低通通信信道道：用用于于传传输输低低通通（基基带带、低低频频）信信号号，这这样样的的系系统统被被称称为为基基带传输系统。带传输系统。l带带通通信信道道：用用于于传传输输带带通通（高高频频）信信号号，这这样样的的系系统统被被称称为为频频带带传传输输系统。系统。注注解解：基基带带信信号号不不能能直
2、直接接通通过过带带通通信信道道传传输输，要要使使基基带带信信号号通通过过带带通通信信道道进进行行传传输输，就就必必须须对对基基带带信信号号进进行行变变换换，变变换换为为适适合合带带通通信信道道传输的频带信号的形式。传输的频带信号的形式。第3页，此课件共97页哦2、调制的作用（为什么需要调制？）、调制的作用（为什么需要调制？）l（1）实现有效的辐射）实现有效的辐射l为了充分发挥天线的辐射能力，为了充分发挥天线的辐射能力，一般要求天线的尺寸和发送信号的波一般要求天线的尺寸和发送信号的波长在同一个数量级，即天线的长度应为所传信号波长的长在同一个数量级，即天线的长度应为所传信号波长的1/4。l例如，例
3、如，如果把语音信号如果把语音信号(0.33.4kHz)直接通过天线发射，直接通过天线发射，那么天线那么天线的长度应为的长度应为第4页，此课件共97页哦l（2）实现频率分配；）实现频率分配；l为使各个无线电台发出的信号互不干扰，每个电台都被分配给不同的频为使各个无线电台发出的信号互不干扰，每个电台都被分配给不同的频率。这样利用调制技术把各种基带信号调制到不同的载频上，以便用户率。这样利用调制技术把各种基带信号调制到不同的载频上，以便用户任意选择各个电台，收看、收听所需节目。任意选择各个电台，收看、收听所需节目。l例如语音、音乐信号，它们的频率都是一样的，如果你所在的城市有例如语音、音乐信号，它们
4、的频率都是一样的，如果你所在的城市有二套电台广播信号、其它邻近的城市也各有二套电台广播信号。如果二套电台广播信号、其它邻近的城市也各有二套电台广播信号。如果都将这些频率相同的电台语音信号、音乐信号直接放大发射出去，那都将这些频率相同的电台语音信号、音乐信号直接放大发射出去，那你的收音机听谁的？怎么去选台？你的收音机听谁的？怎么去选台？第5页，此课件共97页哦l（3）实现多路复用）实现多路复用l如果传输信道的通带较宽，可以用一个信道同时传输多路基带信号，如果传输信道的通带较宽，可以用一个信道同时传输多路基带信号，只要把各个基带信号的频率分别调制到相应的频带上，然后将它们合只要把各个基带信号的频率
5、分别调制到相应的频带上，然后将它们合为一起送入信道传输即可。为一起送入信道传输即可。第6页，此课件共97页哦l（4）提高系统的抗噪性能）提高系统的抗噪性能l通过调制使已调信号的传输带宽变宽。通过调制使已调信号的传输带宽变宽。说明：用说明：用增加带宽增加带宽的方法换取的方法换取噪声影响的减少噪声影响的减少，这是通信系统设计中常采，这是通信系统设计中常采用的一种方法。用的一种方法。第7页，此课件共97页哦3、调制的概念、调制的概念l调制调制l将基带信号变换为频带信号的过程。调制就是让基带信号将基带信号变换为频带信号的过程。调制就是让基带信号去控制载波的某个（或某些）参数，使该参数按照基带信去控制载
6、波的某个（或某些）参数，使该参数按照基带信号的规律变化。号的规律变化。l载波载波:正弦波或脉冲序列。正弦信号作载波的调制叫连续波正弦波或脉冲序列。正弦信号作载波的调制叫连续波（CW）调制，连续波调制已调信号：）调制，连续波调制已调信号：注意注意3个参数个参数第8页，此课件共97页哦4、调制的分类、调制的分类l分类分类按调制信号分类按载波分类按被调参数分类按已调信号频谱结构分类模拟调制数字调制连续波调制脉冲调制幅度调制频率调制相位调制线性调制非线性调制注：除此之外，还有其他的调制方式第9页，此课件共97页哦知识引入知识引入学习本章需要注意的几个方面：学习本章需要注意的几个方面：l基本概念，包括已
7、调信号基本概念，包括已调信号数学表达式数学表达式（时域和频域），（时域和频域），波形图、波形图、频谱频谱以及相互之间的关系等；以及相互之间的关系等；l信号信号产生（调制）产生（调制）的原理、方框图，信号的原理、方框图，信号接收（解调）接收（解调）的原理、的原理、方框图；方框图；l信号的信号的频带宽度（带宽）频带宽度（带宽）；l调制系统调制系统抗噪声性能抗噪声性能分析（信噪比的计算）。分析（信噪比的计算）。讨论有效性讨论可靠性第10页，此课件共97页哦3.2 3.2 线性调制（幅度调制）线性调制（幅度调制）l定义：定义：输出已调信号的频谱和输入已调信号的频谱之间满足线输出已调信号的频谱和输入已调
8、信号的频谱之间满足线性搬移的关系。性搬移的关系。l幅度调制分为：幅度调制分为：1 1、标准调幅、标准调幅(AM)(AM)2 2、抑制载波双边带调幅、抑制载波双边带调幅(DSB-SC)(DSB-SC)3 3、单边带调幅、单边带调幅(SSB)(SSB)4 4、残留边带调幅、残留边带调幅(VSB)(VSB)第11页，此课件共97页哦1、标准振幅调制（、标准振幅调制（AM）l用用信信号号f(t)控控制制载载波波c(t)的的振振幅幅，使使已已调调波波的的包包络络按按照照f(t)的的规规律律线线性变化。性变化。l调制信号为调制信号为f(t)，载波为，载波为c(t)=A0 cos0t，已调信号：，已调信号：
9、lA0未调载波振幅；未调载波振幅；0载波角频率。载波角频率。AM信号时域表达式第12页，此课件共97页哦l已调波频谱已调波频谱AM信号频域表达式第13页，此课件共97页哦第14页，此课件共97页哦调制前后信号频谱形状没有发生变化，仅仅是信号频谱的位置和幅调制前后信号频谱形状没有发生变化，仅仅是信号频谱的位置和幅度发生了变化；度发生了变化；AM信号的频谱由位于信号的频谱由位于w0的冲激（的冲激（载载波分量）和波分量）和边带频谱边带频谱（边带边带分量）分量）组组成；成；调制信号带宽为调制信号带宽为Wm，调制后的带宽为，调制后的带宽为2Wm。将频率绝对值小于将频率绝对值小于w0的信号频谱称为下边带，
10、频率绝对值大于的信号频谱称为下边带，频率绝对值大于w0的信号频谱称为上边带。的信号频谱称为上边带。AM信号频谱特点信号频谱特点第15页，此课件共97页哦AM信号频域波形（频谱）信号频域波形（频谱）假定调制信号频谱：假定调制信号频谱：则则AM信号频谱：信号频谱：第16页，此课件共97页哦为了保证为了保证要求要求假设假设 （单频信号）（单频信号）则则思考：为什么？第17页，此课件共97页哦调制指数定义为：调制指数定义为：通常：通常：第18页，此课件共97页哦AM信号的调制信号的调制数学模型数学模型从时域数学表达式可以直接建立第19页，此课件共97页哦AM信号的产生（调制）和接收（解调）信号的产生（
11、调制）和接收（解调）思考：思考：BPF和和LPF的作用？的作用？信道第20页，此课件共97页哦数学描述数学描述LPF滤波之后，可得：滤波之后，可得：第21页，此课件共97页哦非相干解调法（包络检波法）非相干解调法（包络检波法）l实现简单、成本低，不需要同步载波，但系统存在门限效应；实现简单、成本低，不需要同步载波，但系统存在门限效应；lLED、BPF和和LPF作用。作用。所谓门限效应，就是当包络检波器的输所谓门限效应，就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器的输出信噪比出现急剧恶化的一种波器的输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。现象。第22页，
12、此课件共97页哦说明：说明：包络检波要求包络检波要求AM信号不能出信号不能出现过调，即调制指数小于现过调，即调制指数小于1。也就是包络线必须对应为基也就是包络线必须对应为基带信号的线性关系。带信号的线性关系。第23页，此课件共97页哦信号信号m(t)的频谱范围为的频谱范围为0到到Wm，将其与一载波信号，将其与一载波信号相相乘实现频率搬移，试求搬移后的信号带宽为乘实现频率搬移，试求搬移后的信号带宽为的的1/100时时为多少为多少?第24页，此课件共97页哦l总总平均功率平均功率l由于由于l假设假设f(t)不含直流分量，则：不含直流分量，则：AM信号的平均功率和效率信号的平均功率和效率第25页，此
13、课件共97页哦l载波功率载波功率l边带功率边带功率l效率效率定义定义和载波信号有关和基带信号有关第26页，此课件共97页哦l已知已知f(t)为正弦信号，为正弦信号，100%调制，则其调制效率分别为多少？调制，则其调制效率分别为多少？第27页，此课件共97页哦l若若f(t)为方波，其调制效率又为多少？为方波，其调制效率又为多少？第28页，此课件共97页哦结论结论l缺点：在满调制情况下，缺点：在满调制情况下，AM调幅的信号调制效率是非常低的调幅的信号调制效率是非常低的（1/31/2）l优点：接收端可以用包络检波法解调信号，不需要本地同步优点：接收端可以用包络检波法解调信号，不需要本地同步载波。载波
14、。l寻找其它的调制手段（寻找其它的调制手段（DSB）解决调制效率低的问题。）解决调制效率低的问题。第29页，此课件共97页哦2、抑制载波双边带（、抑制载波双边带（DSB）调制）调制lAM中的载波本身并不携带有用信息，却占据中的载波本身并不携带有用信息，却占据50%以上的功率。将以上的功率。将载波抑制掉，可提高效率（达到载波抑制掉，可提高效率（达到100%）。称为）。称为抑制载波双边带抑制载波双边带调幅调幅(DSB-SC)。数学描述：数学描述：l时域：时域：l频域：频域：第30页，此课件共97页哦DSB信号时域波形及频谱图信号时域波形及频谱图第31页，此课件共97页哦调制模型调制模型第32页，此
15、课件共97页哦解调模型解调模型lDSB信号不含有载波，只能进行相干解调，解调输出信号：信号不含有载波，只能进行相干解调，解调输出信号：（推导同（推导同AMAM信号）信号）第33页，此课件共97页哦DSB信号只能采用相干解调，则乘法器输出为：信号只能采用相干解调，则乘法器输出为：滤除高次项，得：滤除高次项，得：第34页，此课件共97页哦AM和和DSB比较比较lDSB调制效率达到了调制效率达到了100%；l二者频谱带宽相同，均为基带信号带宽的二者频谱带宽相同，均为基带信号带宽的2倍（带宽不够节约）；倍（带宽不够节约）；l频谱中都包含了信息完全相同的上下频谱中都包含了信息完全相同的上下2个边带，需要
16、较高的发射个边带，需要较高的发射功率（功率不够节约）。功率（功率不够节约）。第35页，此课件共97页哦设调制信号（基带信号）：设调制信号（基带信号）：载波：载波：请写出请写出DSBDSB信号的数学表达式，并画出其频谱图。信号的数学表达式，并画出其频谱图。第36页，此课件共97页哦第37页，此课件共97页哦第38页，此课件共97页哦3、单边带调幅（、单边带调幅（SSB）l由于由于DSB信号的上、下两个边带是完全对称的，皆携带了调信号的上、下两个边带是完全对称的，皆携带了调制信号的全部信息，因此，从信息传输的角度来考虑，仅传制信号的全部信息，因此，从信息传输的角度来考虑，仅传输其中一个边带就够了。
17、输其中一个边带就够了。l不能只传输其中一个频谱，因为实际信号的频谱都是对原点对称的。不能只传输其中一个频谱，因为实际信号的频谱都是对原点对称的。lSSB调制就是只传送上边带或只传送下边带调制就是只传送上边带或只传送下边带,从而达到从而达到节省发射功节省发射功率率和和系统频带系统频带的目的。的目的。第39页，此课件共97页哦设调制信号（基带信号）：设调制信号（基带信号）：载波：载波：所以有所以有:单边带信号表达式的推导一般比较困难，但是当调制信号为单音时，比较便单边带信号表达式的推导一般比较困难，但是当调制信号为单音时，比较便于推出：于推出：第40页，此课件共97页哦可以证明，可以证明，SSB信
18、号的时域表示式为：信号的时域表示式为：“”对应上边带信号，对应上边带信号，“+”对应下边带信号。对应下边带信号。f(t)的希尔伯特变换（相移器）表示将的希尔伯特变换（相移器）表示将f(t)的所的所有频率分量相移了有频率分量相移了-/2后的结果。后的结果。第41页，此课件共97页哦SSB信号的功率和带宽信号的功率和带宽SSB信号的功率和信号的功率和第42页，此课件共97页哦SSB信号的产生（一）：滤波法信号的产生（一）：滤波法边带滤波器原理简单，实现困难，制作陡峭的边带滤波器，尤边带滤波器原理简单，实现困难，制作陡峭的边带滤波器，尤其是在频率较高时更加困难，要求过渡带宽与载波工作频率的比值不其是
19、在频率较高时更加困难，要求过渡带宽与载波工作频率的比值不小于小于0.010.01，即，即实际中多是通过多级频谱的搬移实现。实际中多是通过多级频谱的搬移实现。第43页，此课件共97页哦多级频谱搬移原理框图多级频谱搬移原理框图第44页，此课件共97页哦多级频谱搬移示意图多级频谱搬移示意图第45页，此课件共97页哦滤波法特点滤波法特点l适用于适用于音乐和语音信号音乐和语音信号等基带信号（频谱中低频成分没有或等基带信号（频谱中低频成分没有或者很少）；者很少）；l例：语音信号频谱为：例：语音信号频谱为：300Hz3400Hzl对数字信号和图像信号，滤波法不适合（频谱低端接近零对数字信号和图像信号，滤波法
20、不适合（频谱低端接近零频）。频）。第46页，此课件共97页哦SSB信号的产生（二）：信号的产生（二）：相移法相移法第47页，此课件共97页哦l相移法的图形分析相移法的图形分析频率符号函数，正频域为频率符号函数，正频域为1，负频域为，负频域为-1。第48页，此课件共97页哦实际中宽带相移网络不易实现，通实际中宽带相移网络不易实现，通常采用近似相移来实现。常采用近似相移来实现。第49页，此课件共97页哦SSB信号的解调信号的解调第50页，此课件共97页哦乘法器输入为：乘法器输入为：经低通滤波后：经低通滤波后：若载波同步若载波同步 ，解调输出为，解调输出为第51页，此课件共97页哦DSB和和SSB对
21、比对比lDSB特点特点：传送上下：传送上下2个边带，频带宽，个边带，频带宽，有效性差有效性差（频带利用率（频带利用率低），但容易获取。低），但容易获取。lSSB特点特点：只传送上边带或者下边带，有效性好，缺点是当低频：只传送上边带或者下边带，有效性好，缺点是当低频分量比较丰富的时候分量比较丰富的时候上下边带很难分离上下边带很难分离，不宜获取。，不宜获取。l因此需要在因此需要在DSB和和SSB之间采取一种折中的方法，即残留边之间采取一种折中的方法，即残留边带调制（带调制（VSB调制）。调制）。第52页，此课件共97页哦残留边带调制残留边带调制是介于单边带调制与双边带调制之间的一种调制是介于单边带
22、调制与双边带调制之间的一种调制方式，它既克服了方式，它既克服了DSB信号占用频带宽的问题，又解决了单边带滤信号占用频带宽的问题，又解决了单边带滤波器不易实现的难题。波器不易实现的难题。不像不像SSBSSB那样让一个边带完全抑制，也不像那样让一个边带完全抑制，也不像DSBDSB那样让两个边那样让两个边带完全保存，而是介于二者之间。带完全保存，而是介于二者之间。让一个边带绝大部分顺利通过，而让另外一个边带残留一小让一个边带绝大部分顺利通过，而让另外一个边带残留一小部分部分。4、残留边带信号（、残留边带信号（VSB）第53页，此课件共97页哦残留边带信号（残留边带信号（VSB）lVSB不是对一个边带
23、完全抑制，而是使它逐渐截止。截止特性使传输边带在载不是对一个边带完全抑制，而是使它逐渐截止。截止特性使传输边带在载频附近被衰减的部分由残留部分精确地补偿。解调时两个频谱搬到一起就可以频附近被衰减的部分由残留部分精确地补偿。解调时两个频谱搬到一起就可以不失真地恢复调制信号不失真地恢复调制信号 f(t)。第54页，此课件共97页哦VSB调制调制l调制模型同调制模型同SSB调制模型，不同的是滤波器的特性，调制模型，不同的是滤波器的特性，VSB滤波器滤波器要求在正负载频点的半幅度处呈现奇对称特性要求在正负载频点的半幅度处呈现奇对称特性（互补对称特性）。（互补对称特性）。l将将HV()分别搬移分别搬移-
24、0和和0，HV(0)和和HV(-0）相加，在）相加，在|0|Wm范围内为常数。范围内为常数。第55页，此课件共97页哦VSB滤波器特性图解滤波器特性图解第56页，此课件共97页哦第57页，此课件共97页哦VSB解调（同步相干解调）解调（同步相干解调）l数学推导同数学推导同AM、DSB和和SSB相干解调，在此不再详述。相干解调，在此不再详述。第58页，此课件共97页哦发送功率发送功率PVSB和频带宽度和频带宽度BVSB PSSB PVSBPDSB BSSB BVSBBDSB BVSB=(12)fmVSB功率和带宽功率和带宽第59页，此课件共97页哦l比较比较所以所以DSB、SSB、VSB产生原理
25、相同。产生原理相同。只是只是滤波器的特性滤波器的特性不同。不同。第60页，此课件共97页哦线性调制参数比较线性调制参数比较lAMl带宽带宽BAM=2fmlDSBl带宽带宽BDSB=2fmlSSBl带宽带宽BSSB=fmlVSBl带宽带宽fmBVSB2fm第61页，此课件共97页哦结论及应用结论及应用lAMAM技术可以实现包络检波器进行检波，不需要同步，实现最简单。技术可以实现包络检波器进行检波，不需要同步，实现最简单。lDSBDSB、SSBSSB、VSBVSB？l针对针对有效性有效性来讲，来讲，SSBSSB最好，最好，VSBVSB次之，次之，DSBDSB和和AMAM最差。最差。l目前，在电视广
26、播系统，图像信号大多采用目前，在电视广播系统，图像信号大多采用大载波残留边带大载波残留边带调制调制，便于在接收机中采用包络检波器进行解调。，便于在接收机中采用包络检波器进行解调。第62页，此课件共97页哦对比分析对比分析lAM、DSB、SSB和和VSBlAM：带宽为：带宽为2Wm，频谱利用率较低，含有载波，功率利用率最差，设备，频谱利用率较低，含有载波，功率利用率最差，设备复杂度最简；复杂度最简；lDSB：带宽为：带宽为2Wm，频谱利用率较低，不含载波，功率利用率较高，设备，频谱利用率较低，不含载波，功率利用率较高，设备复杂度次之；复杂度次之；lSSB：带宽为：带宽为Wm，频谱利用率最高，不含
27、载波，功率利用率较高，设备，频谱利用率最高，不含载波，功率利用率较高，设备复杂度较复杂；复杂度较复杂；lVSB：带宽为：带宽为12Wm，频谱利用率较高，不含载波，功率利用率较高，频谱利用率较高，不含载波，功率利用率较高，设备复杂度最复杂。设备复杂度最复杂。第63页，此课件共97页哦3.3 线性调制的抗噪性能分析l对模拟通信系统，衡量对模拟通信系统，衡量可靠性指标可靠性指标时，通常用输出信噪比或均方误差来衡时，通常用输出信噪比或均方误差来衡量。量。l输出信噪比越大可靠性越好。输出信噪比越大可靠性越好。l本章只研究本章只研究加性噪声加性噪声对通信系统的影响，认为调制器、解调器和滤波器对通信系统的影
28、响，认为调制器、解调器和滤波器等都是理想的。等都是理想的。第64页，此课件共97页哦信噪比增益信噪比增益输入信噪比输入信噪比定义为定义为 输出信噪比输出信噪比定义为定义为 为了比较各种调制系统的好坏，可用为了比较各种调制系统的好坏，可用信噪比增益（调制制度增益）信噪比增益（调制制度增益）表示，表示，定义如下。定义如下。第65页，此课件共97页哦调制系统性能分析模型调制系统性能分析模型lBPF的作用允许信号通过，同时抑制的作用允许信号通过，同时抑制带外噪声带外噪声；l假定假定BPF输出信号输出信号与已调信号的表达式相同。与已调信号的表达式相同。相加器表示信道相加器表示信道噪声为加性噪声。噪声为加
29、性噪声。窄带高斯白噪声窄带高斯白噪声第66页，此课件共97页哦l高斯白噪声高斯白噪声W/Hz（双边功率谱密度）（双边功率谱密度）l窄带高斯白噪声窄带高斯白噪声的数学表达式：的数学表达式：第67页，此课件共97页哦l性能分析按照不同的解调方式来进行性能分析按照不同的解调方式来进行:l相干解调相干解调l非相干解调非相干解调第68页，此课件共97页哦 可表示各种调幅信号：可表示各种调幅信号：AM、DSB、SSB和和VSB。3.3.1相干解调相干解调第69页，此课件共97页哦1、输入信噪比、输入信噪比（解调器输入端信号功率与噪声功率之比）（解调器输入端信号功率与噪声功率之比）（1）信号功率）信号功率：
30、DSB性能分析性能分析第70页，此课件共97页哦（2）噪声功率）噪声功率：假定信道噪声为高斯白噪声，则解调器的输入噪：假定信道噪声为高斯白噪声，则解调器的输入噪声功率谱如图：声功率谱如图：第71页，此课件共97页哦因此可得因此可得DSB系统的输入信噪比：系统的输入信噪比：第72页，此课件共97页哦2、输出信噪比、输出信噪比 解调器输出信号功率：解调器输出信号功率：第73页，此课件共97页哦已知：已知：将窄带噪声加入到解调器（乘法器和将窄带噪声加入到解调器（乘法器和LPF）后输出噪声信号为）后输出噪声信号为推导如下：推导如下：第74页，此课件共97页哦由上可知，解调器输出噪声为：由上可知，解调器
31、输出噪声为：所以噪声功率：所以噪声功率：第75页，此课件共97页哦输出信噪比：输出信噪比：由：由：所以调制制度增益：所以调制制度增益：第76页，此课件共97页哦AM调制性能分析调制性能分析l同理可得：同理可得：l所以所以第77页，此课件共97页哦对对于于100调调制制（即即 ），且且又又是是单单音音频频正正弦弦信信号号时：时：第78页，此课件共97页哦SSB、VSB调制性能分析调制性能分析l同理可得出：同理可得出：l所以：所以：第79页，此课件共97页哦幅度调制噪声性能对比分析幅度调制噪声性能对比分析调制制度增益调制制度增益G用作评价同类调制系统，作为衡量用作评价同类调制系统，作为衡量不同调制
32、器的参数，不同调制系统不具有可比性。不同调制器的参数，不同调制系统不具有可比性。表面来看，DSB的S/N增益为SSB的2倍，会认为DSB优于SSB，这是不正确的。SSB信号的带宽为DSB的一半，所以DSB的Ni是SSB时的2倍。尽管DSB的S/N增加了1倍，但在解调中S/N的增加被2倍的输入噪声所抵消。实际上，对给定的输入信号功率，DSB和SSB输出S/N是相同的。第80页，此课件共97页哦输入信噪比：输入信噪比：3.3.2AM系统非相干解调系统非相干解调第81页，此课件共97页哦输出信噪比输出信噪比 解调器解调器（包络检波）（包络检波）输入的信号加噪声合成波形是：输入的信号加噪声合成波形是：
33、其中其中合成包络合成包络：第82页，此课件共97页哦大输入信噪比情况大输入信噪比情况第83页，此课件共97页哦调制制度增益调制制度增益：结论结论：在大信噪比情况下，：在大信噪比情况下，AMAM信号包络检波器的性能几乎与相干信号包络检波器的性能几乎与相干接收法的性能相同。接收法的性能相同。第84页，此课件共97页哦小输入信噪比情况小输入信噪比情况 条件条件:化简化简 门限效应门限效应:随着输入信噪比的变小随着输入信噪比的变小,解调器的输出信噪解调器的输出信噪比将会出现急剧变坏的现象，称之为门限效应。比将会出现急剧变坏的现象，称之为门限效应。第85页，此课件共97页哦思考思考l相干解调是否存在门限
34、效应？相干解调是否存在门限效应？lAM信号在什么情况下才会出现门限效应，为什么？信号在什么情况下才会出现门限效应，为什么？第86页，此课件共97页哦结论结论l当解调器输入信噪比低于一定的数值（临界值）时，信号与噪声当解调器输入信噪比低于一定的数值（临界值）时，信号与噪声无法分开处理，解调器的输出信噪比会急剧恶化，这种效应称为无法分开处理，解调器的输出信噪比会急剧恶化，这种效应称为门限效应门限效应。这个临界输入信噪比被称为。这个临界输入信噪比被称为门限值门限值。l需要指出，门限效应是所有非相干解调器都存在的一种特性，在相需要指出，门限效应是所有非相干解调器都存在的一种特性，在相关解调器中不存在这
35、种效应，因而小输入信噪比下包络检波器的性关解调器中不存在这种效应，因而小输入信噪比下包络检波器的性能较相干解调器差，所以在噪声条件恶劣的情况下应采用相干解调。能较相干解调器差，所以在噪声条件恶劣的情况下应采用相干解调。第87页，此课件共97页哦练习练习1l设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度P Pn n(f)=0.5*10(f)=0.5*10-3-3 W/HzW/Hz，在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号m(t)m(t)的频的频带限制在带限制在5kHz5kHz，而载波为，而载波为100kHz100k
36、Hz，已调信号的功率为，已调信号的功率为10kW.10kW.若接若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：器滤波，试问：第88页，此课件共97页哦l该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性H(w)?H(w)?l解调器输入端的信噪功率比为多少解调器输入端的信噪功率比为多少?l解调器输出端的信噪功率比为多少解调器输出端的信噪功率比为多少?l求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图型表示出来。求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图型表示出来。第89页，此课件共97页哦（1 1）为了保证信
37、号顺利通过和尽可能的滤除噪声，带通滤波器）为了保证信号顺利通过和尽可能的滤除噪声，带通滤波器的宽度等于已调信号带宽，即的宽度等于已调信号带宽，即B=2fB=2fm m=2*5=10kHz=2*5=10kHz，其中中心频，其中中心频率为率为100kHz100kHz。所以。所以 H(w)=K H(w)=K ，95kHzf105kHz95kHzf105kHz 0 0，其他，其他第90页，此课件共97页哦（2）Si=10kWNi=2B*Pn(f)=2*10*103*0.5*10-3=10W故输入信噪比故输入信噪比Si/Ni=1000（3）因有）因有GDSB=2故输出信噪比故输出信噪比S0/N0=200
38、0第91页，此课件共97页哦（4 4）据双边带解调器的输出噪声与输出噪声功率关系，有：）据双边带解调器的输出噪声与输出噪声功率关系，有：N N0 0=1/4 N=1/4 Ni i=2.5W=2.5W 故故 P Pn n(f)=N(f)=N0 0/2f/2fm m=0.25*10=0.25*10-3-3W/HzW/Hz =1/2 P =1/2 Pn n(f)f5kHz(f)f5kHz第92页，此课件共97页哦练习练习2l设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn（f）=5*10-3 W/Hz，在该信道中传输抑制载波的单边带信号，并设调制信号在该信道中传输抑制载波
39、的单边带信号，并设调制信号m（t）的频带限制在的频带限制在5kHz。而载频是。而载频是100kHz，已调信号功率是，已调信号功率是10kW。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器，试问：器，试问：第93页，此课件共97页哦该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性。该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性。解调器输入端信噪比为多少解调器输入端信噪比为多少?解调器输出端信噪比为多少解调器输出端信噪比为多少?第94页，此课件共97页哦（1）H(f)=k，100kHz f 105kHz 0，其他其他（2）Ni=Pn(f)2fm=0.5
40、*10-3*2*5*103=5W故故Si/Ni=10*103/5=2000（3）因有）因有GSSB=1，S0/N0=Si/Ni=2000第95页，此课件共97页哦习题习题3l某线性调制系统的输出信噪比为某线性调制系统的输出信噪比为20dB，输出噪声功率为，输出噪声功率为10-9W，由发射机输出端到调制器输入端之间总的传输耗损为，由发射机输出端到调制器输入端之间总的传输耗损为100dB，试求：试求：lDSB时的发射机输出功率。时的发射机输出功率。lSSB时的发射机输出功率。时的发射机输出功率。第96页，此课件共97页哦解解：设发射机输出功率为：设发射机输出功率为ST，损耗损耗K=ST/Si=1010(100dB)，已知已知S0/N0=100（20dB），），N0=10-9WDSB/SC方式：方式：l因为因为G=2，lSi/Ni=1/2S0/N0=50l又因为又因为Ni=4N0lSi=50Ni=200N0=2*10-7WlST=KSi=2*103W第97页，此课件共97页哦