第四章模拟通信系统重点分析.ppt

* 具有预加重和去加重滤波的调频系统 具有预加重和去加重滤波系统抗噪声性能的改善见课本P95-96 * 各种模拟调制系统的性能比较 各种模拟调制方式的性能如下表所示。表中的So/No是在相同的解调器输入信号功率PR、相同噪声功率谱密度N0/2、相同基带信号带宽W的条件下。 1、性能比较 WBFM抗噪声性能最好，DSB、SSB、VSB抗噪声性能次之，AM抗噪声性能最差。NBFM和AM的性能接近。 * 调制方式 信号带宽 制度增益 设备复杂度 主要应用 DSB 2 中等 较少应用 SSB 1 复杂 短波无线电广播，话音频分多路 VSB 略大于 近似SSB 近似SSB 复杂 商用电视广播 AM 1 简单 中短波无线电广播 FM 中等 超短波小功率电台(窄带FM)，微波中继，调频立体声广播(宽带FM) 各种模拟调制方式的性能 * 门限点以下，曲线迅速下跌；门限点以上，DSB、SSB的信噪比比AM高4.7dB以上，而FM（β=6）的信噪比比AM高22 dB。由此可见：FM的调频指数β越大， 抗噪声性能越好，但占据的带宽越宽，频带利用率低。SSB的带宽最窄，其频带利用率高。 * AM调制的优点是接收设备简单；缺点是功率利用率低，抗干扰能力差，在传输中如果载波受到信道的选择性衰落，则在包检时会出现过调失真，信号频带较宽，频带利用率不高。因此AM制式用于通信质量要求不高的场合，目前主要用在中波和短波的调幅广播中。 DSB调制的优点是功率利用率高，但带宽与AM相同，接收要求同步解调，设备较复杂。只用于点对点的专用通信，运用不太广泛。 2、 特点与应用 * SSB调制的优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和抗选择性衰落能力均优于AM, 而带宽只有AM的一半；缺点是发送和接收设备都复杂。鉴于这些特点，SSB制式普遍用在频带比较拥挤的场合，如短波波段的无线电广播和频分多路复用系统中。 VSB调制的诀窍在于部分抑制了发送边带， 同时又利用平缓滚降滤波器补偿了被抑制部分。 VSB的性能与SSB相当。VSB解调原则上也需同步解调，但在某些VSB系统中，附加一个足够大的载波，就可用包络检波法解调合成信号(VSB+C)，这种(VSB+C)方式综合了AM、SSB和DSB三者的优点。所有这些特点，使VSB对商用电视广播系统特别具有吸引力。 * FM波的幅度恒定不变，这使它对非线性器件不甚敏感， 给FM带来了抗快衰落能力。利用自动增益控制和带通限幅还可以消除快衰落造成的幅度变化效应。这些特点使得窄带FM对微波中继系统颇具吸引力。宽带FM的抗干扰能力强，可以实现带宽与信噪比的互换，因而宽带FM广泛应用于长距离高质量的通信系统中，如空间和卫星通信、调频立体声广播、超短波电台等。宽带FM的缺点是频带利用率低，存在门限效应，因此在接收信号弱，干扰大的情况下宜采用窄带FM，这就是小型通信机常采用窄带调频的原因。另外，窄带FM采用相干解调时不存在门限效应。 * 4.6频分复用及其应用实例 1、频分复用 将各路基带信号分别调制到不同的载频上，从而实现在同一信道中传输多路信号，而互不干扰。 频分复用是众多信号在频率上分开的技术。 复用：若干相互独立的携带消息的信号合成为一复合信 号在一公共信道上传输称为复用。 时分复用是众多信号在时间上分开的技术。 * 多路信号的频分复用 * 2、立体声广播 立体声调频广播中的立体声复用是频分复用的一个实例： 立体声调频广播是将左右声道信号之差与左右两声道 之和进行频分复用。 * 基带信号频谱 * 立体声调频广播接收机框图 * 4.7超外差接收机 接收机的作用： 1、对接收到的信号进行解调 2、进行载波调谐：其目的是选择出所要接收的信号 3、带通滤波：对已接收到的已调信号进一步带通滤波， 仅通过所要接收的已调信号，滤除临近信道的已调信号。 4、放大：对接收信号加以放大，使得解调前的信号达 到预定水平。 * AM超外差接收机的组成框图 * * 包络检波器的输入： 其包络： * (1) 大信噪比情况:输入信号幅度远大于噪声幅度， 即 Vr(t)是理想包络检波器的输出。 * 直流分量Ac被电容器阻隔，有用信号与噪声独立地分成两项，因而可分别计算出输出有用信号功率及噪声功率 相干解调的输出： 系数不影响信噪比 * * (2) 小信噪比情况:噪声幅度远大于输入信号幅度， 即 * 在输入信噪比很低时，包络检波输出信号和噪声不再是相加的，而且信号分量乘以噪声，无法从中区分出信号来，包含信号的分量只能视为噪声，解调输出信噪比急剧下降。 * 存在门限效应， 也只能看作是噪声，输出信噪比急剧下降； 相干解调不存在门限效应； 结论：在大信噪比情况下，包络检波的性能与相干解调相同；但随着输入信噪比的减小