技术主要虚用在多路载波电话系统、FMI广播等模拟通信系统中。解AM信号S(0) =2[A, + cos(2000wt) ] - c0s10"t =5.1.8复合调制和多级调制复合调制,就是对间一载波避行两种或更多种的调制,其中的调制信号可以不止一个,罚制方式2.4,c0s10° +008(1.2×10) +c08(0.8×10")可以是多种,例如,调幅一调相被,调辑一调频波,QAM(一种振顿一相位联合键控)。DSB信号多级调创,就是对同一个基带信号实施两次或更多次的调制过程,其中的调制方式可以是多种,Su(c)=20os(2000t)cos10*t=创如,SSB/SSB、SSB/FM等。cos(1, 2 × 10*t) + cos(0. 8 × 10*%r)5.2难点·疑点USB信号Sm(0)=00s(1.2×10元)LSB信号Stm(c) = cos(0.8×10t)1.调制信号、载波和已调信号其频谱图分别如图5-25(a)、b)、(c)、(d)所示。1)回制信号,即基带信号,指来自信通的确息信号。若立是模摄的,则相应的评制称为模拟量制:若它是字的,则相应的得制称为数字调制。注意:调制信号不是已调信号,有回学常把它们24,混滑。(2)题固,即未受遇制的周期性振药号(如正弦波或周期性脉冲序列),本章采用的是正弦载波,相应的调制展于连续波调制。OkH:(3)已调信乳即已调载波信号,载效受调制后的信号。它应该具有两个基本特征:一是含有润制信号的信息,二是通合于信道传输。由于已罚信号的彻谱通常具有带通形式,所以已调信号又称带通信号7Hz2.相干解调是否存在门限效应相干解调器不存在门限效应。愿因机干调器由相乘器和低通滤波器组成,信号与题声可以分开处理,故没有门限效应。fe)包络检被登由整殖租低通泌波器组成,信号与噪声无法分开处理,当(S/N)低于一定数值时,fkHz解调器的输出信噪比(S/N.)急剧恶化一门限效应这种门更效承是血包络检波器的非线性解调作用所引起的。(d)JkHz5.3重点·考点图5-25额谱图例5-2对押制载波的双带信号进行相干解调,设接收信号功率为2mW,载被为100kHz,并1.概念AM、DSB、SSB、VSB和PM、FM的基本概念、特点和应用;产生与解调方法(会画原理相图);AM、设调制信号ma)的额带限制在4kHz,信道噪声双边功率谱密度P.)=2×10W/Hz。:14FDSB波形和频谱(会面);VSB边带缺波特性;可靠性比较,有效性比较;门限的概念:多级调制、复合louHIW=K(1)求该理想带通滤波器的传输特性H(e):wep(2)求解调器输人猫的信哪功率比:-1W24调制和FDM的概念。SRry2.计算(3)求解调器输出端的信噪功率比;兴2元662AM、DSB、SSB、PM、FM的表达式:功率和带宽的计算;AM、DSB、SSB、FM抗噪声性能分析、S/(4)求解调器输出娱的噪声功率谱密度。stnto.wt急我心N,S,/N,和C的计算与比较;单音调频的调频指数、相偏及额偏;卡森公式;解(1)为了保证信号顺利通过和尽可能增除噪声,带通波器的宽度等于已调信号带宽,即B=2/=2×4=8kHz,其中心额率为100kHz,故有5.4典型例题[K(常数)96kHx≤F]≤104kHzH(F)其他0例5-1已知调制信号m()=eoe(2000t),载波被为2ee810t,分别写出AM、DSB、USB、LSB(2)已知解调器的输入信号功率S,=2mW=2×10-W,输人噪声功率为信号的表示式,并画出频谱图。9495
N,=2P,()-B=2×2×10~×10×8×10°=32×10~(W)(1) cosf2 toonm,t(2) (1+0. 5sin:)o08@,t则输人信噪比式中,,60。试分别西出它们的的波形图和颜谱图。5 = 62.5解(1)s()=00snt08o,的波形如图5-26(a)所示。N,(3)DSB调制制度增益Gm=2,解调器的出信噪比S(0)-号[8(+0+0)+8(#+0-0)+8(-0+0.)+0-2元=125N.N8(a-0-,)]=号[8( +70)+8(-50);+8(+50)+8(-70))(4)根据相干解调器的翁出噪声与输人操声的功率关系:其额谱如图5-26(b)所示。N, = 8 ×10(W)N.=则输出噪声的功率谱密度N8×10*P.U) =x10 -10 (W/h),1 ≤4kHz5272A[wt +]例53某角调波为S,(c)=10es(2×10°%+10coa2000元t)。amt) (0-7omit70nki4/s(1)计算其最大题偏、最大相移和带宽;d(a)浪形图()领谱图2A0g(2)试确定该信号是FM信号还是PM信号。Mm= 2xobr,1my-sk图526解(1)该角调波的瞬时角额率为(2)s()=(1+0.5sinQ)co8a,的波形如图5-27(a)所示。@(t) = 2 x 10° + 10 × 2000 rain2000 敬最大频偏S,() =m[8(+m,) +8(-0,)] +0.5×[8(+0+m,) Af =10 ×2000π/2元= 10(kHz)8(-0-0)+8(0+0-0)8(0-0+0,))调频指数%[8(α + 6.2) + 8( 62) ] +10×10= 1010°f.F[8(a+70) -8(α -70) +8(a=50) -8(+50)]R0x=[D最大相绸(10L01其频谱如图5=27(b)所示。 = 10(rad)因为FM被与PM波的带宽形式相尚,即Bm = 2(m, +1) J.Bu= 2(49+1) f.所以带宽为B =2(10+1)×10°=22kHz(2)因为不知调制信号m()的形式,所以无法确定该角调波S.()究竞是FM信号还是PM(a)波彩图(b)领谱图信号。图52]5.55-2模据图P5-1所示的调制信号波形,试西出DSB及AM信号的波形图,并比较它们分别习题解答通过包络检波器后的波形差别。解设载波c(t)=sina,5-1已知线性调制信号表示式如下:9697
00812000+0014000Tt3Sm(a)=[8(+12000)+ 8(12000)+8(+14000) + 8(14000))图 P5 1下边带信号为(1)DSB信号m(0)=m(c)sina,的波形如图5=28(a)所示,通过包络眉的输出波形如图Sue(t) =-5-28(b)所示。m(t)cosa,t +m(t)sina,t2(2)Am信号sm(c)=[4+m()]sina,,其中4>|m()|m,波形如图5-28(e)所示,通过包络后的输出波形如图5-28(d)所示。2008000 ml +00s6000%tSrSug() =[8(+8000)+8(8000) +8(α+6000) +8( 6000))上、下边带的额谱图分别如图5-29()和(b)所示。Surn(ed)SLsa(m)14001200012001400元600x0600r(a)(b)图5-29上、下边带频谱图方法2先产生DSB信号:s(t)=m()cogm,=,然后经过边带滤波器,产生SSB信号。5-4将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。若此部波器的传输函数H()如图P5-2所示(斜线段为直线)。当调制信号为m()=A[sin100tt+sin6000mt]时,试确定所得残留边带信号的表达式。(d)(c)H(o)1图5-28DSB及AM信号波形图评注:DSB解调信号已严重失真,这说明DSB信号不能直接采用包络检被;面AM信号在满足-1410.59.509.5 1010.5$14JRHzA>m(t)1的情况下可采用包络检波恢复m(t)。5-3已知调制信号m()=cos(2000%)+00s(4000)载波为0os10t,进行单边带调制,试图P5-2确定该单边带信号的表示式,并面出频消图。解设司幅波m()=[mg+m()Jcoem,其中m≥|m(t)/,且()Sm()。根据残解留边带魂波器在!处具有互补对称特性,我们可从H)图上得知载频,=10kHs,由此得到载波方法1若要确定单边带信号,须先求得m()的希尔伯特变换eos20000t。因此(0)=6o(200元m-号)+ o0(4000 m-号)Sam(0) -[mg + m(c) ]00820000 t=m,cos20000 rts + A[sin100 rct + sin6000 s]eos20000 rt msin2000 rt + sin4000 rcr故上边带信号m00s20000t[sin20100s sin19900 tt + sin26000 t Im(c)sino,t=5(0)-m()coo,t-sin14000 rca)9998
S() =m,[8( +20000 ) +8(α -2000 )] +s,(t)=m(c)co,tm(t)sina,!TA2[8( + 20100 ) 8( 20100 ) 8( + 19900 ) + 8(α 19900 ) +3下支路:m(a)与sino,t相乘后输出的DSB信号,经过理想低通滤波器后得到的输出(e)也是8( + 26000 ) 8(260) 8( + 14000 元) + 8( 14000))一个下边带信号,即设残留边带信号为m(t),且s(t)Sv(),则S()=S()H()由图P5-2可得5(0) =Im(t)sinoit --In(t)coBu,tf=±10.05kHz时,H()=10.059.5=0.55因此,调制器输出信号(t)为f=±10kHz时,H()=0.5s(0)-[m(t)ea,t+m(o)nino),t]cam)++f=±9.95kHz时,H()=9.959.5=0.45f=±13kHz时,H(α)=1[Im(0)sina,t-In(r)ca);t|+Binat f=±7kHz时,H()=0m() [cost,fcoBal,t + sino,tsinoiyt] +故m()[sin,to,c,tsin,]Sen(o) =m[8( +2000 ) + 8( -20000 )) +m()os(-0,)()in()jwA,[0.558(α + 20100 ) 0. 558( 20100 r) 0.458( + 19900) +可见,()是一个载频为(一)的上边带信号。0.458(α 19900 ) + 8(+26000 #) ~ 8(α26000 c))注:此题也可通过画出调制器各点信号的频谱图得到结果。5-6某调制系统如图P5-4所示。为了在输出端同时分别得到()及(t),试确定接收增Svm(c) :m,co820000l+的e,()和()。[0.55sin20100 c0. 45sin19900 s + sin26000 ]cos s,re,t0/f,()5-5某调制方框图如图P5-3(b)所示。已知m(t)的频谱谐如图P5-3()所示,裁频,≤相乘fa的>,且理想低通部波器的截止额率为的,试求输出信号(),并说明:()为何种已调信号。f,(t)福器相柔涯任道,(n)M(o) tm(t)s(0)相加器coso,tcos o,tsinaprc,(o)(发送据)s()(接收响)相柔器相乘器低酒图P5~4sinosinaf解发送端相加器送出的合成信号为(a)(b)(t) =f,(r)c08algt +f(e)sinapt图PS-3解上支路:m(c)与cnso相乘产生一个DSB信号(其额谱的中心频率为,),经过理想低通根据图P5-4可知,接收增采用的是相干解调,所以可确定e()=csg()=singf。验证越波器(截止额率为)过滤后得到的输出()是一个下边带信号,即如下上支路,相乘后100101