模擬通信系統(tǒng)的仿真實現(xiàn)

1、首都師范大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 曲線擬合在任意焦距的畸變校正中的應(yīng)用論文編碼（原論文分類號）：TP××首都師范大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)論文模擬通信系統(tǒng)的仿真實現(xiàn)Analog communication system Simulation 論文作者 吾買爾江.阿布來提 院 系 信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程系 學(xué) 號 1041000205 指導(dǎo)老師 趙曉旭 完成日期 2008年 5 月10 日 III首都師范大學(xué)Capital Normal University中文提要 本論文內(nèi)容主要包括通信系統(tǒng)的概述、模擬通信系統(tǒng)的基本內(nèi)容和以及用MATLAB仿真軟件來實現(xiàn)模擬通信系統(tǒng)的仿真。模擬通

2、信系統(tǒng)的基本內(nèi)容主要有通信系統(tǒng)的基本模型，模擬信號的線性調(diào)制（AM、DSB、）與解調(diào)，非線性調(diào)制（FM、PM）與解調(diào)，本論文同時也對仿真軟件（MATLAB）簡單介紹，同時用仿真軟件實現(xiàn)上述模擬通信系統(tǒng)的仿真。關(guān)鍵詞：模擬調(diào)制 AM DSB SSB FM 仿真AbstractPapers mainly including an overview of communications systems, analog communications system and the basic contents and use MATLAB simulation software simulation of

3、 communication systems to achieve the simulation. Analog communication systems are the main elements of the basic communication system model, the linear analog signal modulation (AM, DSB,) and demodulator, non-linear modulation (FM, PM) and demodulator, the paper also on the Simulation software (MAT

4、LAB) a brief introduction, while using simulation software to achieve the simulation of the communications system simulation.Keywords: Analog modulation AM DSB SSB FM Simulation目錄第一章 引言1第二章 通訊系統(tǒng)及MATLAB的概述22.1 通訊與通訊系統(tǒng)22.2 通信 的方式42.3信息及其量度42.4通信系統(tǒng)的分類52.5 通信系統(tǒng)的性能指示62.6 MATLAB的簡單介紹7第三章 模擬調(diào)制系統(tǒng)83.1 模擬調(diào)制的介

5、紹83.2 模擬調(diào)制的目的、分類、優(yōu)點及關(guān)系8第四章 幅度調(diào)制104.1 概述104.2 常規(guī)雙邊帶調(diào)幅（AM）114.2.1 AM信號的功率分配及調(diào)制效率144.2.2解調(diào)154.3雙邊帶調(diào)制（DSB）174.4 解調(diào)184.5單邊帶調(diào)制（SSB）214.5.1 解調(diào)22第五章 角度調(diào)制255.1 角度調(diào)制的基本概念255.2 角度調(diào)制的原理調(diào)頻信號的產(chǎn)生255.3 角度調(diào)制的原理265.4 相位調(diào)制（PM）275.5 頻率調(diào)制（FM）275.6 解調(diào) 295.6.1 非相干解調(diào)295.6.2相干解調(diào)29第六章 總結(jié)與設(shè)想31致謝32收獲體驗及謝辭33參考文獻(xiàn)34附錄35首都師范大學(xué)Capi

6、tal Normal University第一章 引言通信是通過某種媒體進(jìn)行的信息傳遞。沒有通信，人類社會是不可想象的。在古代，人們通過驛站、飛鴿傳書、烽火報警等方式進(jìn)行信息傳遞。到了今天，隨著科學(xué)水平的飛速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了無線電，固定電話，移動電話，互聯(lián)網(wǎng)甚至可視電話等各種通信方式。通信技術(shù)拉近了人與人之間的距離，提高了經(jīng)濟的效率，深刻的改變了人類的生活方式和社會面貌。21世紀(jì)是一個信息社會，信息交流將成為人們生活的基本需要?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)是信息時代的生命線，通信是推動人類社會文明、進(jìn)步與發(fā)展的巨大動力?？梢?，通信是十分重要的。通信系統(tǒng)可分為模擬通信和數(shù)字通信。在數(shù)字信號通信快速發(fā)展以前主要是

7、模擬信號通信，模擬通信是基礎(chǔ)，有合理使用頻帶資源，通信質(zhì)量高，簡單等優(yōu)點，因此是研究數(shù)字通信的基礎(chǔ)，對研究通信系統(tǒng)有很大的重要性。由于從信息變換過來的原始信號具有頻率較低的頻譜分量，這種信號在許多信道中不適合直接進(jìn)行傳輸。因此，在通信系統(tǒng)的發(fā)送端通常需要有調(diào)制過程，而在接受端則需要有反調(diào)制過程解調(diào)過程。通常，調(diào)制可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩種方式。在模擬調(diào)制中，調(diào)制信號的取值是連續(xù)的；而數(shù)字調(diào)制中的調(diào)制信號的取值則為離散的。目前常見的模-數(shù)變換可以看成是一中用脈沖串作為載波的數(shù)字調(diào)制，又稱為脈沖編碼調(diào)制。調(diào)制在通信系統(tǒng)中具有重要的作用。通過調(diào)制，不僅可以進(jìn)行頻譜搬移，把調(diào)制信號的頻譜搬移到所希

8、望的位置上，從而將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成合適于信道傳輸或便于信道多路復(fù)用的已調(diào)信號，而且它對系統(tǒng)的傳輸有效性和傳輸可靠性有著很大的影響。調(diào)制方式往往決定了一個通信系統(tǒng)的性能。 第二章 通信系統(tǒng)及MATLAB的概述2.1通信與通信系統(tǒng)人類社會是建立在信息交流基礎(chǔ)上的。在人類社會中，人們總是離不開消息的傳遞。通信的任務(wù)就是克服距離上的障礙，迅速而準(zhǔn)確地傳遞消息，或者說通信就是從一地向另一地傳遞消息。隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，人們對傳遞消息的要求越來越高，人類通信交流的方式也越來越復(fù)雜。由于點通信方式能使消息幾乎在任意距離上實現(xiàn)迅速、有效、準(zhǔn)確、可靠的傳輸，因此目前的通信越來越依賴于利用“電”來傳遞消息的

9、這種“電通信”方式。通信的目的是傳遞消息中包含的信息。例如，語音、文字、圖形、圖像等都是消息。人們接收消息，關(guān)心的是消息中包含的有效內(nèi)容，即信息。通信傳輸?shù)南⑹嵌喾N多樣的，各種不同的消息可以分成兩類：一類稱作離散消息，另一類稱作連續(xù)消息。離散消息是指消息的狀態(tài)是可數(shù)的或是離散型的，比如符號、文字或數(shù)據(jù)等。連續(xù)消息則是其狀態(tài)連續(xù)變化的消息，如連續(xù)變化的語音、圖像等。為了傳遞消息，各種消息需要轉(zhuǎn)換成電信號。消息與電信號之間必須建立單一的對應(yīng)關(guān)系，否則在接收端就無法復(fù)制出原來的消息。如果電信號的參量攜帶著離散消息，則該參量必將是離散取值的，這樣的信號就稱為數(shù)字信號。如果電信號的參量連續(xù)取值，則稱這

10、樣的信號為模擬信號。按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，可以相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分成兩類：模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。完成信息傳遞所需的所有設(shè)備的綜合稱為通信系統(tǒng)。點與點通信系統(tǒng)的一般模型如圖2-1。圖2-1通信系統(tǒng)的一般模型1、信息源 信源是發(fā)出信息的源，它是信息的發(fā)生地，其作用是把各種可能消息轉(zhuǎn)換成原始電信-號。根據(jù)信源輸出信號的性質(zhì)不同可分為模擬信源和數(shù)字信源。模擬信源(如電話機、電視攝像機)輸出連續(xù)變化的模擬信號，又稱連續(xù)信源;數(shù)字信源(如電傳機、計算機等各種數(shù)字終端設(shè)備)輸出離散的數(shù)字信號，又稱離散信源。 2、發(fā)送設(shè)備 發(fā)送設(shè)備的基本功能是將信源與信道匹配起來，將信源輸出的信號變換成

11、適合信道傳輸?shù)男盘栃问?，然后送往信道。因語聲、圖像等原始的消息不能以電磁波來傳送，所以需要通過發(fā)送設(shè)備將原始的非電消息變換成電信號，并再對這種電信號進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，使其變換成適合某種具體信道傳輸?shù)碾娦盘?。這種電信號同樣載有原有的信息。例如電話機的送話器，就是將語聲變換成幅度連續(xù)變化的電話信號，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換后送到信道上去。完成這種信號變換的方式多種多樣，其中信道調(diào)制是最常見的變換方式。另外，發(fā)送設(shè)備還包括為達(dá)到某些特殊要求所進(jìn)行的各種處理，如多路復(fù)用、保密與糾錯編碼處理等。3、信道 信道是指傳輸信號的通道，是發(fā)送設(shè)備到接收設(shè)備之間信號傳遞所經(jīng)過的媒介。它可以是有線的，也可以是無線的，有線和無線均有多

12、種傳輸媒質(zhì)。傳輸過程中必然會引入干擾與噪聲。信道的固有特性與引入的干擾特性直接關(guān)系到發(fā)送設(shè)備中變換方式的選取。4、接收設(shè)備 接收設(shè)備的基本功能是完成變換器的反變換，即進(jìn)行解調(diào)、譯碼、解碼等等。它的任務(wù)是從帶有干擾的接收信號中正確恢復(fù)出相應(yīng)的原始信號來。對于多路復(fù)用信號，接收設(shè)備還具有解除多路復(fù)用和實現(xiàn)正確分路的功能。 5、信宿 信宿是傳輸信息的歸宿是信息的接收者，其作用是將復(fù)原的原始信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。 6、噪聲源 噪聲源是信道中的噪聲以及分散在通信系統(tǒng)其他各處的噪聲的集中表示。在模擬通信系統(tǒng)中，需要兩種變換: 第一種變換送端的連續(xù)消息要變換成原始電信號，接收端收到的信號要反變換成原連續(xù)消息

13、。這里所說的原始信號，由于它通常具有頻率很低的頻譜分量，一般不宜直接傳輸。因此模擬通信系統(tǒng)里常需要有第二種變換 調(diào)制和解調(diào)。將原始電信號變換成其頻帶適合信道傳輸?shù)男盘?，并在接收端進(jìn)行反變換。 經(jīng)過調(diào)制后的信號成為已調(diào)信號，它有兩個基本特征一是攜帶有消息二是適應(yīng)在信道中傳輸。發(fā)送端調(diào)制前和接收端解調(diào)后的信號成為基帶信號。因此，原始電信號又稱為基帶信號，而已調(diào)信號又稱為頻帶信號。模擬通信系統(tǒng)的模型如圖2-2。圖2-2模擬通信系統(tǒng)的一般模型2.2通信的方式上述的通信系統(tǒng)是單向通信系統(tǒng)，但在大多數(shù)場合，信源兼為信宿，需要雙向通信。雙向通信時，通信雙方要有發(fā)送和接收設(shè)備，并需要各自的傳輸媒介。這就涉及到

14、通信方式與新到共享問題。常見的通信方式分為單工通信、半雙工通信、雙工通信三種。單工通信指消息只能單方面?zhèn)鬏數(shù)墓ぷ鞣绞剑虼酥徽加靡粋€信道。半雙工通信指通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時進(jìn)行收和發(fā)的工作方式。這種方式可以占用一個信道也可以占用兩個信道。半雙工通信的本質(zhì)是單工通信。雙工通信又稱全雙工通信，是指通信雙方可以同時進(jìn)行雙向傳輸消息的工作方式。2.3信息及其量度通信的目的在于傳遞信息，每一消息信號中必定包含接收者所需要知道的信息?！靶畔ⅰ痹诟拍钌吓c消息的意義相似，但其含義更普遍、更抽象。消息以具體信號形式表現(xiàn)出來，而信息是消息中包含的有意義的、本質(zhì)的內(nèi)容。消息的出現(xiàn)是隨機的、無法預(yù)知的。消息

15、可以是各種各樣的，但其內(nèi)容可統(tǒng)一用信息去表述。傳輸消息的多少可直觀地用“信息量”來衡量。概率論告訴我們事件的不確定程度，可以用其出現(xiàn)的概率來描述。亦即事件出現(xiàn)的可能性越小，則概率就越小。反之，則概率就越大。據(jù)于這種認(rèn)識我們得到，消息中的信息量與消息發(fā)生的概率緊密相關(guān)，消息出現(xiàn)的概率越小，則消息中包含的信息量就越大。如果我們得到不是由一個事件構(gòu)成而是由若干個獨立事件構(gòu)成的消息，那么這時我們得到的總的信息量，就是若干個獨立事件的信息量的總和。綜上所述可以看出，為了計算信息量，消息中所含的信息量I與消息x出現(xiàn)的概率P(x)間的關(guān)系式應(yīng)當(dāng)反映如下規(guī)律： (1)消息中包含的信息量I是出現(xiàn)該消息的概率P(

16、x)的函數(shù)，即I=IP(x)(2)消息的出現(xiàn)概率越小，它所含的信息量越大；反之信息量越小 ，且當(dāng)P(x)=1時，I=0(3)若干個互相獨立事件構(gòu)成的消息，所含信息量等于各獨立事件信息量的和，即IP(x) P(x)= IP(x)+ IP(x)+不難看出，若I與P(x)間的關(guān)系式為I=log=logP(x)能滿足上述要求，因此定義上式為消息x所含信息量。產(chǎn)生消息的信源有兩大類：離散信源和連續(xù)信源。因此，產(chǎn)生的消息也有兩大類，即離散消息和連續(xù)消息。離散消息是一種有限個狀態(tài)的隨機序列，可用離散型隨機過程的統(tǒng)計特性來描述；連續(xù)信源可能產(chǎn)生的消息樹目是無限的，其消息的取值也是無限的，必須用概率密度函數(shù)來描

17、述。連續(xù)消息的信息量可用概率密度來描述，可以證明，連續(xù)消息的平均信息量為H(x)=,式中f(x)為連續(xù)消息出現(xiàn)的概率密度。信息的傳輸必須經(jīng)過信道，信道傳輸信息時有一定的容量，稱為信道容量C，它是單位時間內(nèi)信道上所能傳輸?shù)淖畲笮畔⒘?。對于信道容量，可用香農(nóng)信道容量公式來概括，即C=Blog(1+)(bit/s) （公式2-1）由信道容量公式可知：（1）提高信噪比可以增加信道容量。（2）噪聲功率N0時，信道容量C。（3）增加信道帶寬，可以提高信道容量，但并不能無限制地增加。（4）信道容量一定時，帶寬與信噪比之間可以彼此轉(zhuǎn)換。2.4通信系統(tǒng)的分類各種通信系統(tǒng)由于使用的波段、傳輸?shù)男盘?、調(diào)制的方式等不

18、同，故種類繁多。可按以下不同角度，將通信系統(tǒng)進(jìn)行分類。按信源產(chǎn)生的消息的物理特性分類：可分為電話通信、電報通信、圖像通信和多媒體通信等系統(tǒng)。按消息的傳輸媒質(zhì)劃分：即按傳輸信道的不同可分為有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)。按信道中傳輸?shù)男盘柕奶卣鞣诸悾嚎砂淹ㄐ畔到y(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。在模擬通信系統(tǒng)中，傳輸信號的參數(shù)取值是隨時間連續(xù)變化的波形信號。在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸?shù)男盘柺请x散取值的脈沖信號。從消息傳輸?shù)姆绞絹韯澐郑嚎煞譃閱喂ねㄐ拧腚p工通信和全雙工通信系統(tǒng)。按發(fā)送設(shè)備中調(diào)制的方式分類：如果按照發(fā)送設(shè)備中是否采用調(diào)制來分，通信系統(tǒng)又有基帶傳輸和調(diào)制傳輸兩種。所謂基帶傳輸，就是將未經(jīng)調(diào)治的信

19、號直接傳輸，如音頻市話、數(shù)字基帶傳輸?shù)取Ｕ{(diào)制傳輸是對各種信號變換方式后進(jìn)行的傳輸?shù)目偡Q，又稱載波傳輸。這里所說的調(diào)制，主要指信道調(diào)制，它指的是用原始信號（又稱調(diào)制信號或基帶信號）改變或控制載波信號的一個或幾個參數(shù)，使這些參數(shù)按原始信號的規(guī)律變化。常用的調(diào)制方式如下：連續(xù)波調(diào)制：雙邊帶調(diào)幅AM、抑制載波雙邊帶調(diào)幅DSB、單邊帶調(diào)幅SSB、殘留邊帶調(diào)幅VSB、頻率調(diào)制FM、相位調(diào)制PM、振幅鍵控ASK、頻率鍵控FSK、相位鍵控PSK等。脈沖調(diào)制：脈幅調(diào)制PAM、脈寬調(diào)制PDM、脈位調(diào)制PPM、脈碼調(diào)制PCM、差分脈碼調(diào)制DPCM等。按傳送信號的復(fù)用方式分類：可分為頻分復(fù)用、時分復(fù)用、碼分復(fù)用及波分

20、復(fù)用。頻分復(fù)用是用頻譜的搬移的方法使不同的信號占據(jù)不同的頻率范圍；時分復(fù)用是用脈沖調(diào)制的方法使不同的信號占據(jù)不同的時間區(qū)間；碼分復(fù)用則是用一組正交的碼序列攜帶不同的信號。2.5通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)從通信的目的和任務(wù)來看，其主要質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)是傳輸?shù)挠行院涂煽啃?。有效性是在給定信道內(nèi)能傳輸消息內(nèi)容的多少，或者是說傳輸速度的問題；可靠性是指接收信息的準(zhǔn)確程度，也就是傳輸?shù)馁|(zhì)量問題。兩個問題相互矛盾而又相對統(tǒng)一，通常還可以進(jìn)行互換。1、有效性在模擬通信系統(tǒng)中，通信的有效性常用信息傳輸時用的帶寬B來衡量。傳輸同樣的信息，所占用帶寬增加則有效性變低。若能利用同一帶寬傳送多路信號，則有效性就

21、高。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，通信的有效性常用碼元傳輸速率、消息傳輸速率以及系統(tǒng)頻帶利用率等來衡量。碼元傳輸速率又稱碼元速率或傳碼率，用R表示，它是指單位時間內(nèi)系統(tǒng)傳輸?shù)拇a元符號的數(shù)目。消息傳輸速率又稱為信息速率或傳信率，用R表示，它是指單位時間內(nèi)系統(tǒng)傳送的信息量的多少。碼元速率與信息速率的關(guān)系是明顯的。當(dāng)碼元符號為二進(jìn)制時，每個碼元符號包含的信息量就是一個比特，這時碼元速率等于信息速率。R或 （公式2-2）2、可靠性在模擬通信系統(tǒng)中，通信的可靠性是用接收端輸出的信噪比S/N來衡量的，即接收端輸出信號的平均功率S與噪聲的平均功率N之比。信噪比不僅能衡量輸出信號的失真程度，而且能衡量噪聲對信號干擾的大小

22、。輸出信噪比大，說明信號的傳輸質(zhì)量好，即系統(tǒng)的抗噪聲能力強，可靠性高。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，描述通信可靠性的主要指標(biāo)是誤碼率和誤信率。誤碼率是指接收端錯誤接收餓碼元數(shù)目與傳輸?shù)目偞a元數(shù)目的比值，它表明系統(tǒng)傳錯碼元的概率。誤信率是指碼元的信息量在傳輸過程中被丟失的概率。在設(shè)計通信系統(tǒng)時，總希望有效性和可靠性都很高，但實際系統(tǒng)中這兩個性能指標(biāo)是相互制約的，相互矛盾的。不同的系統(tǒng)對于可靠性和有效性的要求是不同的，所以在設(shè)計通信系統(tǒng)時，可兩種性能的不同要求要合理安排、相互兼顧。2.6 MATLAB簡單介紹美國Mathwork公司于1967年推出了矩陣實驗室“Matrix Laboratory”（縮寫為Ma

23、tlab）這就是matlab最早的雛形。開發(fā)的最早的目的是幫助學(xué)校的老師和學(xué)生更好的授課和學(xué)習(xí)。從matlab誕生開始，由于其高度的集成性及應(yīng)用的方便性，在高校中得到了極大的歡迎。由于她使用方便，能非常快的實現(xiàn)科研人員的設(shè)想，極大的節(jié)約了科研人員的時間，受到了大多數(shù)科研人員的支持，經(jīng)過一代代人的努力，目前已發(fā)展到了6.5版本。MATLAB是一種用于科學(xué)工程的高效率高級語言。分為總包和若干個工具箱。MATLAB最初作為矩陣實驗室（Matrix Laboratory），主要向用戶提供一套非常完善的矩陣運算命令。隨著數(shù)值運算的演變，它逐漸發(fā)展為各種系統(tǒng)仿真、數(shù)字信號處理、科學(xué)可視化的通用標(biāo)準(zhǔn)語言。隨

24、著MATLAB版本的不斷更新，其功能也越來越強，使它具有強大的矩陣計算和數(shù)據(jù)可視化能力，可以實現(xiàn)數(shù)值分析優(yōu)化統(tǒng)計、信號處理、自動控制等若干個領(lǐng)域的數(shù)學(xué)計算，還可以實現(xiàn)二維、三維圖形繪制，科學(xué)計算可視化，圖像處理等圖形圖像方面的處理。可以方便地用于所有的科學(xué)和工程計算的各個方面。同時MATLAB通信工具箱中提供了許多MATLAB函數(shù)和Simulink仿真模塊，可以用來對通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析。這些函數(shù)和模塊涉及通信系統(tǒng)的各個部分，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，從而構(gòu)筑自己的通信系統(tǒng)模型。MATLAB能給用戶提供最直接、最簡潔的開發(fā)環(huán)境。有簡單易學(xué)、代碼短小高效、計算功能強大、強大的圖形表達(dá)功能、可擴

25、展性能等優(yōu)點。在系統(tǒng)仿真、數(shù)字信號處理等各方面都有著廣泛的應(yīng)用。下面將通過MATLAB來仿真模擬通信系統(tǒng)，并結(jié)合仿真結(jié)果進(jìn)行分析。第三章 模擬調(diào)制系統(tǒng)3.1模擬調(diào)制的介紹由于從信息變換過來的原始信號具有頻率較低的頻譜分量，這種信號在許多信道中不適合直接進(jìn)行傳輸。因此，在通信系統(tǒng)的發(fā)送端通常需要有調(diào)制過程，而在接受端則需要有反調(diào)制過程解調(diào)過程。通常，調(diào)制可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩種方式。在模擬調(diào)制中，調(diào)制信號的取值是連續(xù)的；而數(shù)字調(diào)制中的調(diào)制信號的取值則為離散的。目前常見的模-數(shù)變換可以看成是一中用脈沖串作為載波的數(shù)字調(diào)制，又稱為脈沖編碼調(diào)制。調(diào)制在通信系統(tǒng)中具有重要的作用。通過調(diào)制，不僅可以

26、進(jìn)行頻譜搬移，把調(diào)制信號的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成合適于信道傳輸或便于信道多路復(fù)用的已調(diào)信號，而且它對系統(tǒng)的傳輸有效性和傳輸可靠性有著很大的影響。調(diào)制方式往往決定了一個通信系統(tǒng)的性能。 模擬調(diào)制：用來自信源的基帶模擬信號去調(diào)制某載波 。載波：確知的周期性波形 余弦波：c(t)=Acos(w0t+j0) （公式3-1）式中，A為振幅； w0為載波角頻率； j0為初始相位。定義：調(diào)制信號m(t) 自信源來的信號已調(diào)信號s(t) 調(diào)制后的載波稱為已調(diào)信號調(diào)制器 進(jìn)行調(diào)制的部件 3.2 模擬調(diào)制的目的、分類調(diào)制的目的是為了使得信號適應(yīng)信道傳輸、合并多路信號、提高抗干擾性。模擬調(diào)制

27、可以分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制。線性調(diào)制包括常規(guī)雙邊帶調(diào)幅（AM）、單邊帶調(diào)制（SSB）、雙邊帶調(diào)制（DSB）和殘留邊帶調(diào)制（VSB）；非線性調(diào)制（或稱為角度調(diào)制）包括頻率調(diào)制（FM）和相位調(diào)制（PM）。模擬調(diào)制的優(yōu)點是設(shè)備簡單，占有帶寬較窄，但它的抗干擾性能差，中繼時噪聲累積。FM調(diào)制和PM調(diào)制非常相似，如果預(yù)先不知道調(diào)制信號的具體形式，則無法判斷已調(diào)信號是調(diào)頻信號還是調(diào)相信號第四章 幅度調(diào)制41 概述所謂調(diào)制，就是用調(diào)制信號（基帶）去控制或改變載波的一個或幾個參數(shù)，使調(diào)制后的信號（已調(diào)信號）含有原來調(diào)制信號的全部信息，但載波的某些參數(shù)按調(diào)制信號的規(guī)律變化。從頻域上看，調(diào)制是一種頻譜變換過程。

28、調(diào)制的目的在于使要傳輸?shù)男盘柵c信道相匹配，從而有效傳輸信號。調(diào)制可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制方式。模擬通信的優(yōu)點是直觀且容易實現(xiàn)，是研究通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)。缺點是保密性差和抗干擾能力弱。調(diào)制的載波可以分為用正弦型信號作為載波和用脈沖串或一組數(shù)字信號作為載波。載波為高頻正弦信號的調(diào)制為正弦波調(diào)制，它又分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。模擬調(diào)制可以分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制。線性調(diào)制的已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)和調(diào)制信號的頻譜結(jié)構(gòu)相同。線性調(diào)制的已調(diào)信號種類包括：調(diào)幅信號、單邊帶信號、雙邊帶信號、殘留邊帶信號等。非線性調(diào)制又稱角度調(diào)制。其已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)和調(diào)制信號的頻譜結(jié)構(gòu)有很大的不同，除了頻譜搬移之外，還增加了許多新的

29、頻率成分，所占用的餓頻帶寬度也可能大大增加。非線性調(diào)制的已調(diào)信號種類包括調(diào)頻信號和調(diào)相信號。所謂振幅調(diào)制就是高頻正弦載波的振幅隨調(diào)制信號作線性變化的過程。設(shè)載波為，、分別為載波的振幅、角頻率和初相位。設(shè)調(diào)制信號為，、分別為的振幅、角頻率和初相位。為了簡化取為0幅度調(diào)制器的一般模型如圖4-1。圖4-1 幅度調(diào)制的一般模型圖中，為調(diào)制信號，為已調(diào)信號，為濾波器的沖激響應(yīng)，則已調(diào)信號的時域和頻域一般表達(dá)式分別為： (公式4-1) (公式4-2)式中，為調(diào)制信號的頻譜，為載波角頻率。由以上表達(dá)式可見，對于幅度調(diào)制信號，在波形上，它的幅度隨基帶信號規(guī)律而變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號頻譜在頻

30、域內(nèi)的簡單搬移。在一般模型圖中，適當(dāng)選擇濾波器的特性，便可得到各種幅度調(diào)制信號，例如：常規(guī)雙邊帶調(diào)幅（AM）、抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB）、單邊帶調(diào)制（SSB）信號等。42 常規(guī)雙邊帶調(diào)幅（AM）如果載波信號是單頻正弦波，調(diào)制器輸出的已調(diào)信號的包絡(luò)與輸入調(diào)制信號為線性關(guān)系，則稱這種調(diào)制為常規(guī)調(diào)幅，或簡稱調(diào)幅(AM:amplitude modulation)。這種調(diào)制方式在無線電廣播系統(tǒng)中占有主要地位。 在常規(guī)雙邊帶調(diào)幅中，輸出已調(diào)信號的包絡(luò)與輸入調(diào)制信號成正比，其時域表達(dá)式為 (公式4-3)式中為外加的直流分量;為基帶調(diào)制信號，通常認(rèn)為其平均值為0。為載波的角頻率，為載波的初始相位，典型的波形

31、圖如圖所示。 圖4-2 AM信號的波形圖由波形可知，用包絡(luò)檢波的方法便能恢復(fù)原始調(diào)制信號。但為了包絡(luò)檢波時不發(fā)生失真，必須滿足 (公式4-4)否則將會出現(xiàn)過調(diào)幅現(xiàn)象而帶來失真。 圖4-3 AM信號的調(diào)制仿真圖但為了保證包絡(luò)檢波時不發(fā)生失真，必須滿足 ，否則將出現(xiàn)過調(diào)幅現(xiàn)象而帶來失真。定義調(diào)幅度m為調(diào)制電壓與載波振幅之比。為了使已調(diào)信號不失真，調(diào)幅度m應(yīng)小于或等于1。AM信號調(diào)制過程中不同調(diào)幅度的信號波形如圖4-4所示。 圖4-4正弦信號常規(guī)雙邊帶調(diào)幅(AM)調(diào)幅度取不同值時的圖注：藍(lán)線表示調(diào)制信號，綠線表示已調(diào)信號圖4-5 AM仿真圖 m=1此時m=1，稱為百分百調(diào)制，已調(diào)信號的包絡(luò)恰好不失真

32、。此時m>1，出現(xiàn)過調(diào)現(xiàn)象，調(diào)制信號的包絡(luò)出現(xiàn)嚴(yán)重的失真，在調(diào)制過程中，應(yīng)盡量避免這現(xiàn)象，因為此時出現(xiàn)嚴(yán)重失真。圖4-6 AM仿真圖 m>1此時m>1，出現(xiàn)過調(diào)現(xiàn)象，調(diào)制信號的包絡(luò)出現(xiàn)嚴(yán)重的失真，在調(diào)制過程中，應(yīng)盡量避免這現(xiàn)象，因為此時出現(xiàn)嚴(yán)重失真。 圖4-7 AM仿真圖 m<1分析：要想使調(diào)幅波的振幅真實地反映調(diào)制信號地變化規(guī)律應(yīng)使調(diào)幅度m1。m>1叫過渡調(diào)制，是不允許的，使調(diào)幅波的振幅變化規(guī)律與調(diào)制信號的變化規(guī)律不一致，就會產(chǎn)生失真。AM信號的頻譜是由載頻分量和上、下兩個邊帶組成。上邊帶的頻譜與原調(diào)制信號的頻譜結(jié)構(gòu)相同，下邊帶是上邊帶的鏡像。顯然，無論是上邊帶

33、還是下邊帶，都含有原調(diào)制信號的完整信息。故AM信號是帶有載波的雙邊帶信號，它的帶寬為基帶信號帶寬的兩倍，即： (公式4-5) 式中，為調(diào)制信號的帶寬，為調(diào)制信號的最高頻率。421 AM信號的功率分配及調(diào)制效率AM信號在1電阻上的平均功率應(yīng)等于的均方值。當(dāng)為確知信號時，的均方值即為其平方的時間平均，即： (公式4-6)  因為調(diào)制信號不含直流分量，即，且，所以 (公式4-7)式中，為載波功率；為邊帶功率，它是調(diào)制信號功率的一半。由此可見，常規(guī)雙邊帶調(diào)幅信號的平均功率包括載波功率和邊帶功率兩部分。只有邊帶功率分量與調(diào)制信號有關(guān)，載波功率分量不攜帶信息。為表征AM信號的功率利用程度，將AM

34、信號的邊帶功率與平均功率之比定義為AM信號的調(diào)制效率，即： (公式4-8)顯然，AM信號的調(diào)制效率總是小于1。可見由于A的存在，AM信號的調(diào)制效率是不高的。為了保證不產(chǎn)生過調(diào)制現(xiàn)象應(yīng)，因此AM信號的調(diào)制效率最高為50%。4.3 解調(diào)解調(diào)是調(diào)制的逆過程，它是已調(diào)信號中恢復(fù)出原來調(diào)制信號的過程。從頻域上講解調(diào)也是一種頻譜變換過程。AM信號的解調(diào)是把接收到的已調(diào)信號還原為調(diào)制信號。 AM信號的解調(diào)方法有兩種：相干解調(diào)和包絡(luò)檢波解調(diào)。（1）相干解調(diào)由AM信號的頻譜可知，如果將已調(diào)信號的頻譜搬回到原點位置，即可得到原始的調(diào)制信號頻譜，從而恢復(fù)出原始信號。解調(diào)中的頻譜搬移同樣可用調(diào)制時的相乘運算來實現(xiàn)。相

35、干解調(diào)的原理框圖如圖3.8所示。圖4-8 AM信號的相干解調(diào)將已調(diào)信號乘上一個與調(diào)制器同頻同相的載波，得 (公式4-9)由上式可知，只要用一個低通濾波器，就可以將第1項與第2項分離，無失真的恢復(fù)出原始的調(diào)制信號 (公式4-10)相干解調(diào)的關(guān)鍵是必須產(chǎn)生一個與調(diào)制器同頻同相位的載波。如果同頻同相位的條件得不到滿足，則會破壞原始信號的恢復(fù)。（2）包絡(luò)檢波法由的波形可見，AM信號波形的包絡(luò)與輸入基帶信號成正比，故可以用包絡(luò)檢波的方法恢復(fù)原始調(diào)制信號。包絡(luò)檢波器一般由半波或全波整流器和低通濾波器組成，如圖4-6所示。圖4-9 AM信號的包絡(luò)檢波法框圖下圖為串聯(lián)型包絡(luò)檢波器的具體電路及其輸出波形，電路由

36、二極管D、電阻R和電容C組成。當(dāng)RC滿足條件 (公式4-11) 時，包絡(luò)檢波器的輸出與輸入信號的包絡(luò)十分相近，即： 包絡(luò)檢波器輸出的信號中，通常含有頻率為的波紋，可由LPF濾除。圖4-10 AM信號的包絡(luò)檢波法原理圖包絡(luò)檢波法屬于非相干解調(diào)法，其特點是：解調(diào)效率高，解調(diào)器輸出近似為相干解調(diào)的2倍；解調(diào)電路簡單，特別是接收端不需要與發(fā)送端同頻同相位的載波信號，大大降低實現(xiàn)難度。故幾乎所有的調(diào)幅（AM）式接收機都采用這種電路。解調(diào)仿真圖形見圖4-10，可以看出通過解調(diào)可以恢復(fù)出原信號。圖4-11 m<1的仿真圖 圖4-12 m=1的仿真圖 圖4-13 m>1的仿真圖 

37、0;  綜上所述，采用常規(guī)雙邊帶幅度調(diào)制傳輸信息的好處是解調(diào)電路簡單，可采用包絡(luò)檢波法。AM信號的帶寬是調(diào)制信號的最高頻率的兩倍。缺點是調(diào)制效率低，載波分量不攜帶信息，但卻占據(jù)了大部分功率，白白浪費掉。如果抑制載波分量的傳送，則可演變出另一種調(diào)制方式，即抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB）。44 雙邊帶調(diào)制(DSB)在消息信號m(t)上不加上直流分量，則輸出的已調(diào)信號就是無載波分量的雙邊帶調(diào)制信號，或稱抑制載波雙邊帶（DSB）調(diào)制信號，簡稱雙邊帶（DSB）信號。 DSB調(diào)制器模型如下圖，可見DSB信號實質(zhì)上就是基帶信號與載波直接相乘。 圖4-14 DSB信號的調(diào)制其時域和頻域表示

38、式分別為： (公式4-12) DSB信號的包絡(luò)不再與m(t)成正比，故不能進(jìn)行包絡(luò)檢波，需采用相干解調(diào)；除不再含有載頻分量離散譜外，DSB信號的頻譜與AM信號的完全相同，仍由上下對稱的兩個邊帶組成。故DSB信號是不帶載波的雙邊帶信號，它的帶寬與AM信號相同，也為基帶信號帶寬的兩倍，DSB信號的典型波形和頻譜分別如下圖： 圖4-15 DSB信號的時間波形 圖4-16 DSB信號的調(diào)制仿真圖 圖4-117正弦信號抑制載波雙邊帶調(diào)幅(DSB)4.4.1解調(diào)在幅度調(diào)制的一般模型中，若假設(shè)濾波器為全通網(wǎng)絡(luò)（1），調(diào)制信號中無直流分量，則輸出的已調(diào)信號就是無載波分量的雙邊帶調(diào)制信號，或稱抑制載波雙邊帶（D

39、SB）調(diào)制信號，簡稱雙邊帶（DSB）信號。   DSB調(diào)制器模型如圖4-14所示?？梢奃SB信號實質(zhì)上就是基帶信號與載波直接相乘，其時域和頻域表示式分別為 (公式4-13) (公式4-14)圖4-18 DSB信號的模型 圖4-19正弦信號抑制載波雙邊帶調(diào)幅(DSB)由圖可以看出DSB信號的包絡(luò)不再與成正比，故不能進(jìn)行包絡(luò)檢波，需采用相干解調(diào)；除不再含有載頻分量離散譜外，DSB信號的頻譜與AM信號的完全相同，仍由上下對稱的兩個邊帶組成。故DSB信號是不帶載波的雙邊帶信號，它的帶寬與AM信號相同，也為基帶信號帶寬的兩倍， 即： (公式4-15)式中，為調(diào)制信號帶寬，為

40、調(diào)制信號的最高頻率。DSB信號的功率分配及調(diào)制效率由于不再包含載波成分，因此，DSB信號的功率就等于邊帶功率，是調(diào)制信號功率的一半 ，即： (公式4-16)式中，為邊帶功率，為調(diào)制信號功率。顯然，DSB信號的調(diào)制效率為100%。DSB信號只能采用相干解調(diào)，其模型與AM信號相干解調(diào)時完全相同（見上圖），此時乘法器的輸出為 (公式4-17)經(jīng)低通濾波器濾除高次項，得 (公式4-18)即無失真的恢復(fù)出原始信號。DSB信號的包絡(luò)與調(diào)制信號波形不完全呈線性關(guān)系。當(dāng)調(diào)制信號為正極性時，DSB信號的包絡(luò)與調(diào)制信號成正比；但當(dāng)調(diào)制信號為負(fù)極性時，DSB信號的包絡(luò)與調(diào)制信號沿時間軸翻轉(zhuǎn)180度的波形成正比。當(dāng)調(diào)

41、制信號過零點時，DSB信號在對應(yīng)點被包絡(luò)的高頻載波信號的相位發(fā)生180度突變。這意味著DSB信號中信息既記載于已調(diào)信號的振幅變化之中，同時也記載于已調(diào)信號的相位變化之中。因此DSB信號只能用同步解調(diào)法進(jìn)行解調(diào)，而不能采用包絡(luò)檢波進(jìn)行解調(diào)。這與AM信號比，增加了解調(diào)的復(fù)雜性。解調(diào)仿真圖形見上圖，可以看出通過解調(diào)可以恢復(fù)出原信號。DSB信號的帶寬與AM信號的帶寬相同，為調(diào)制信號最高頻率的兩倍。DSB信號中無載波分量，所有的功率都用在了兩個攜帶有用信息的邊帶中，信號的調(diào)制效率為100%。由于DSB信號的上下兩個邊帶是完全對稱的，它們都攜帶了調(diào)制信號的全部信息，因此僅傳輸其中一個邊帶即可，這就是單邊帶

42、調(diào)制能解決的問題。4.5 單邊帶調(diào)制(SSB)由于DSB信號的上、下兩個邊帶是完全對稱的，皆攜帶了調(diào)制信號的全部信息，因此，從信息傳輸?shù)慕嵌葋砜紤]，僅傳輸其中一個邊帶就夠了。這就又演變出另一種新的調(diào)制方式單邊帶調(diào)制（SSB）。 產(chǎn)生SSB信號的方法很多，其中最基本的方法有濾波法和相移法。 1.用濾波法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制的原理圖如圖： 圖4-20 單邊帶調(diào)制原理圖圖中的為單邊帶濾波器。產(chǎn)生SSB信號最直觀方法的是，將設(shè)計成具有理想高通特性或理想低通特性的單邊帶濾波器，從而只讓所需的一個邊帶通過，而濾除另一個邊帶。產(chǎn)生上邊帶信號時即為，產(chǎn)生下邊帶信號時 即為。用濾波法形成SSB信號，原理框圖簡潔、直觀

43、，但存在的一個重要問題是單邊帶濾波器不易制作。這是因為，理想特性的濾波器是不可能做到的，實際濾波器從通帶到阻帶總有一個過渡帶。 2.用相移法形成SSB信號，SSB信號的時域表示式為 (公式4-19)式中，“”對應(yīng)上邊帶信號，“+”對應(yīng)下邊帶信號；表示把m(t)的所有頻率成分均相移，稱是m(t)的希爾伯特變換。 從SSB信號調(diào)制原理中可以清楚地看出，SSB信號的頻譜是DSB信號頻譜的一個邊帶，其帶寬為DSB信號的一半，與基帶信號帶寬相同。單邊帶幅度調(diào)制的效率也為100%。從SSB信號調(diào)制原理中不難看出，SSB信號的包絡(luò)不再與調(diào)制信號m(t)成正比，因此SSB信號的解調(diào)也不能采用簡單的包絡(luò)檢波，需

44、采用相干解調(diào)。 單邊帶幅度調(diào)制的好處是，節(jié)省了載波發(fā)射功率，調(diào)制效率高；頻帶寬度只有雙邊帶的一半，頻帶利用率提高一倍。缺點是單邊帶濾波器實現(xiàn)難度大。 圖4-21 SSB仿真圖4.5.1 解調(diào)從SSB信號調(diào)制圖中不難看出，SSB信號的包絡(luò)不再與調(diào)制信號成正比，因此SSB信號的解調(diào)也不能采用簡單的包絡(luò)檢波，需采用相干解調(diào)，如圖4-21所示。圖4-21單邊帶調(diào)幅(SSB)解調(diào)的模型此時，乘法器輸出 (公式4-20)經(jīng)低通濾波后的解調(diào)輸出為 (公式4-21)因而可得到無失真的調(diào)制信號。解調(diào)仿真圖形見上圖，可以看出通過解調(diào)可以恢復(fù)出原信號。綜上所述，單邊帶幅度調(diào)制的好處是，節(jié)省了載波發(fā)射功率，調(diào)制效率高

45、；頻帶寬度只有雙邊帶的一半，頻帶利用率提高一倍。缺點是單邊帶濾波器實現(xiàn)難度大。圖4-22正弦信號單邊帶調(diào)幅(SSB) 圖4-23 SSB信號的調(diào)制仿真圖第五章 角度調(diào)制角度調(diào)制與線性調(diào)制不同，已調(diào)信號頻譜不再是原調(diào)制信號頻譜的線性搬移，而是頻譜的非線性變換，會產(chǎn)生與頻譜搬移不同的新的頻率成分，故又稱為非線性調(diào)制。   角度調(diào)制可分為頻率調(diào)制（FM）和相位調(diào)制（PM），即載波的幅度保持不變，而載波的頻率或相位隨基帶信號變化的調(diào)制方式。5.1角度調(diào)制的基本概念角度調(diào)制信號的一般表達(dá)式為 (公式5-1)式中，A為載波的恒定振幅；是信號的瞬時相位，稱為相對于載波相位的瞬時相位偏移；

46、為信號的瞬時頻率；為信號相對于載頻的瞬時頻偏。頻率調(diào)制 (公式5-2)相位調(diào)制 (公式5-3)FM和PM非常相似，如果預(yù)先不知道調(diào)制信號的具體形式，則無法判斷已調(diào)信號是調(diào)頻信號還是調(diào)相信號。 如果將調(diào)制信號先微分，而后進(jìn)行調(diào)頻，則得到的是調(diào)相信號，如下圖所示；同樣，如果將調(diào)制信號先積分，而后進(jìn)行調(diào)相，則得到的是調(diào)頻信號，如圖5-1所示。圖5-1頻率調(diào)制(FM)與相位調(diào)制(PM)的轉(zhuǎn)換上左圖（b）所示的產(chǎn)生調(diào)相信號的方法稱為間接調(diào)相法，上右圖（b）所示的產(chǎn)生調(diào)頻信號的方法稱為間接調(diào)頻法。相對而言，上左圖（a）所示的產(chǎn)生調(diào)相信號的方法稱為直接調(diào)相法，上右圖（a）所示的產(chǎn)生調(diào)頻信號的方法稱為直接調(diào)頻

47、法。由于實際相位調(diào)制器的調(diào)節(jié)范圍不可能超出，因而直接調(diào)相和間接調(diào)頻的方法僅適用于相位偏移和頻率偏移不大的窄帶調(diào)制情形，而直接調(diào)頻和間接調(diào)相則適用于寬帶調(diào)制情形。5.2 角度調(diào)制的原理角度調(diào)制是用調(diào)制信號去控制載波信號角度(頻率或相位)變化的一種信號變換方式,可以分為頻率調(diào)制(FM)和相位調(diào)制(PM)。信號經(jīng)過角度調(diào)制后,頻譜結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化。也就是說，比如在調(diào)頻信號中，載波信號的頻率隨著基帶調(diào)制信號的幅度變化而改變。調(diào)制信號幅度變大時，載波信號的頻率也變大（或變?。?，調(diào)制信號幅度變小時，載波信號的頻率也變?。ɑ蜃兇螅欢谡{(diào)相信號中；載波信號的相位隨著基帶調(diào)制信號的幅度變化而改變。調(diào)制信號幅度變

48、大時，載波信號的相位也變大（或變?。?，調(diào)制信號幅度變小時，載波信號的相位也變?。ɑ蜃兇螅?；實際上，在某種意義上，調(diào)頻和調(diào)相是等同的，所以我們都稱之為角度調(diào)制；而在這種調(diào)制方式中，載波的幅度保持不變5.3 相位調(diào)制(PM) 角度調(diào)制信號的一般表達(dá)式為 (公式5-5)式中，A為載波的恒定振幅；是信號的瞬時相位，稱為相對于載波相位的瞬時相位偏移；為信號的瞬時頻率；為信號相對于載頻的瞬時頻偏。相位調(diào)制 (公式5-6)圖5-3PM信號的時域波形 圖5-4 PM信號調(diào)制、頻譜、解調(diào)圖下圖第1行為已調(diào)信號，第2行為已調(diào)信號的頻譜，第3行為解調(diào)信號。圖5-5正弦信號的相位調(diào)制(PM) 5.5 頻率調(diào)制（FM）

49、在模擬調(diào)制中，一個連續(xù)波有三個參數(shù)可以用來攜帶信息而構(gòu)成已調(diào)信號。當(dāng)幅度和相位保持不變時，改變載波的頻率使之隨未調(diào)信號的大小而改變，這就是調(diào)頻的概念。瞬時角頻率偏移為：f(t)時角頻率偏移為：=+K f(t) （公式5-7）其中K稱為頻偏常數(shù)。 調(diào)制信號的表達(dá)式為： 頻率調(diào)制 (公式5-8) 圖5-6 FM信號仿真圖圖5-7正弦信號的頻率調(diào)制(FM) 5.6 解調(diào)5.6.1 非相干解調(diào)由于調(diào)頻信號的瞬時頻率正比于調(diào)制信號的幅度，因而調(diào)頻信號的解調(diào)必須能產(chǎn)生正比于輸入頻率的輸出電壓。最簡單的解調(diào)器是具有頻率-電壓轉(zhuǎn)換作用的鑒頻器。理想鑒頻器可看成是微分器與包絡(luò)檢波器的級聯(lián)。見圖5-9。圖5-8鑒

50、頻器 微分器輸出的是一個調(diào)幅調(diào)頻信號，即： (公式5-9)其幅度和頻率皆包含調(diào)制信息。用包絡(luò)檢波器取出其包絡(luò)，并濾去直流后輸出 (公式5-10)即恢復(fù)出原始調(diào)制信號。這里，稱為鑒頻器靈敏度。上述解調(diào)方法稱為包絡(luò)檢測，又稱為非相干解調(diào)。這種方法的缺點是包絡(luò)檢波器對于由信道噪聲和其它原因引起的幅度起伏也有反應(yīng)。因而，使用中常在微分器之前加一個限幅器和帶通濾波器。微分器實際上是一個FM-AM轉(zhuǎn)換器，它可以用一個諧振回路來實現(xiàn)。5.6.2 相干解調(diào)由于窄帶調(diào)頻信號可分解成正交分量與同相分量之和，因而可以采用線性調(diào)制中的相干解調(diào)法來進(jìn)行解調(diào)。其原理框圖如圖4.12所示。圖5-9相干解調(diào)框圖 圖中的帶通濾

51、波器用來限制信道所引入的噪聲，但調(diào)頻信號應(yīng)能正常通過。設(shè)窄帶調(diào)頻信號為 (公式5-11)相干載波 (公式5-12)則乘法器輸出為 (公式5-13)經(jīng)低通濾波器濾除高頻分量，得 (公式5-14)再經(jīng)微分，得輸出信號 (公式5-15)可見，相干解調(diào)可以恢復(fù)原調(diào)制信號，這種解調(diào)方法與線性調(diào)制中的相干解調(diào)一樣，要求本地載波與調(diào)制載波同步，否則將使解調(diào)信號失真。圖5-10FM信號的解調(diào)圖顯然，上述相干解調(diào)法只適用于窄帶調(diào)頻。解調(diào)仿真圖形見上圖，可以看出通過解調(diào)可以恢復(fù)出原信號。從以上圖形可見，調(diào)頻信號的頻譜同未調(diào)信號的頻譜幾乎沒有近似性，這是調(diào)頻與調(diào)幅最大的不同；調(diào)頻信號的另一個特點是，它不改變總功率，而是改變在各分量之間的分配關(guān)系，比如抑制載波上的功率，使某一邊頻的功率占的比例較大。調(diào)頻與調(diào)相并無本質(zhì)區(qū)別，兩者之間可以互換。鑒于在實際應(yīng)用中多采用FM信號。第六章 結(jié)論與設(shè)想經(jīng)過這個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計,我感到我學(xué)到了很多有用的東西。也許是剛開始做大實驗顯的很興奮，查資料、準(zhǔn)備器械，每一步都那么認(rèn)真！五一都不休息，連著做，感覺在自己身上還是能挖掘一些科研的潛力。真正做科研，確實挺辛苦的，而且要很認(rèn)真，細(xì)心。大學(xué)生活就要結(jié)束了終于自己完成了一份有價值的東西。一想很自豪二想有點舍不得離開學(xué)校了。以后要面對的坎坷就像做畢業(yè)設(shè)計一樣要一步步解決一步步往前走的，在這里我要