《角度调制的应用》PPT课件.ppt
《《角度调制的应用》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《角度调制的应用》PPT课件.ppt(61页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 9.1 角度调制与振幅调制系统的性能比较角度调制与振幅调制系统的性能比较 9.2 调频广播调频广播 第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用9.1 角度调制与振幅调制系统的性能比较角度调制与振幅调制系统的性能比较 9.1.1 抗噪声干扰性能 1.信噪比增益 已调波信号在信道中传输会受到干扰。一般常见的是加性干扰。加性干扰是指在接收到的已调波信号上叠加了干扰。加性干扰按其性质可分为两类。一类是脉冲干扰,如闪电、工业电火花、电器开关的通断等原因造成的干扰,它对已调波造成的影响是短暂的、突发性的。第第9 9
2、章章 角度调制的应用角度调制的应用 另一种是起伏干扰,它主要来源于有源器件中电子或载流子运动的起伏变化,如电阻的热噪声:天线辐射等原因造成的干扰,它对已调波信号造成的影响是连续的。在此主要研究起伏干扰的影响。起伏干扰是各态历经的平稳高斯白噪声干扰。高斯噪声是指它的概率密度函数为正态分布;白噪声是指它的功率谱密度为均匀分布;平稳是指其概率密度函数与时间无关;各态历经是指其统计平均与时间平均相等。调制系统抗噪声干扰的性能往往用解调器的抗噪声干扰能力来衡量。解调器抗噪声干扰性能的模型如图9.1所示。第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用图9.1 解调器抗噪声性能模型 第第9 9章章 角度调制的
3、应用角度调制的应用 已调波信号us(t)与噪声n(t)在信道中叠加。在接收端经过带通滤波器,滤除带外噪声,加在解调器输入端的是有用信号usi(t)和窄带噪声ni(t)。解调器输出信号为uso(t),输出噪声为no(t)。描述解调器抗噪声干扰的能力用信噪比增益G表示。G的定义为输出信噪比 输入信噪比(9.11)第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 2.振幅调制系统的抗噪声性能 (1)双边带调制系统的抗噪声性能。双边带信号用同步检波器进行解调。解调器的输入信号为 usi(t)=u(t)cosCt 其平均功率等于输入的窄带噪声 第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 nc(t)和ns(
4、t)为窄带随机噪声的正交分量。ni(t)的单边功率谱分布如图9.2(a)所示。nc(t)、ns(t)的单边功率谱分布如图9.2(b)所示。输入噪声的平均功率(9.12)BDSB是滤取双边带信号的带通滤波器带宽,n0是噪声功率谱密度。输入信噪比(9.13)第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用图9.2 窄带噪声单边功率谱 第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 由于信号与噪声是不相关的,所以输出信号的平均功率和输出噪声的平均功率可分开计算。输出信号的平均功率 输出噪声的平均功率 因此,输出信噪比 信噪比增益(9.14)(9.15)第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 (2)单
5、边带系统抗噪声性能。同步检波器输入的是单边带信号 因此 第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 BSSB是单边带调制系统的带宽。输入信噪比(9.16)输出信噪比(9.17)则单边带调制系统的信噪比增益(9.18)第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 (3)AM调制系统抗噪声能力。AM调幅系统检波器的输入信号为(9.19)BAM是AM系统的带宽。输入信噪比第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 检波器的输出电压在检波器电压传输系数等于1时 uo(t)=Usi+ku(t)+nc(t)输出信号的平均功率 输出的噪声平均功率 由此可得输出信噪比(9.110)所以,在强信号的情况下,
6、AM系统的信噪比增益第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 当ku(t)=maUsif(t),ma=1,f(t)=cost时(9.111)第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 鉴频器输入信号为调频信号输入信号的平均功率 输入噪声平均功率 BFM是调频系统的带宽。第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 (1)信号比噪声强得多的情况:输入信号与噪声相加的和信号为 和信号、输入信号、输入噪声之间的矢量关系可用图9.3所示的矢量图来表示。由图可见由于UsiUni,所以 第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 则和信号的相位 图9.3 高信噪比输入信号与噪声的矢量合成第第9 9
7、章章 角度调制的应用角度调制的应用 输出噪声与和信号相位噪声之间是微分关系。根据微分信号功率谱密度的公式,可知输出噪声的功率谱密度等于22n0,它与频率成平方的关系,如图9.4所示。因此鉴频器输出噪声的平均功率 由此可得鉴频器的输出信噪比为(9.113)第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用图9.4 鉴频器输出噪声功率谱 第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 由于调频指数mf=m/,调频信号的带宽BFM=2(mf+1),所以,从上式可导出输出信噪比(9.114)(9.115)鉴频器的信噪比增益 第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 当mf=5时,信噪比增益等于450。显然
8、,调频系统抗噪声干扰的能力大大优于调幅系统。下面对调频系统和AM调幅系统的抗噪声干扰性能做一个具体的比较。为了对两种系统的信号加以区分,分别加下缀AM和FM以示区分。根据(9.19)式,可知AM系统的输入信号功率等于 当ku(t)=UsiAMmaf(t),ma=1,f(t)=cost时第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 调频系统的输入信号功率 假设调频系统与调幅系统的输入信号功率相等。即SiAM=SiFM。则AM调幅系统的输出信噪比(9.116)第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 在单一频率调制情况,BAM=2,则 把调频系统输出信噪比式(9.113)与调幅系统输出信噪比式
9、(9.116)相比得(9.116)(9.117)第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 (2)信号比噪声弱得多的情况:在这种情况下,输入信号usi、输入噪声ni以及它们的和信号usi+ni示。由图可求得 由于UniUsi,则得和信号的相位 由此可得鉴频器的输出电压(9.119)第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 由于(9.119)式中两项均为噪声,信号被噪声扰乱而无法提取,这也是噪声门限效应。噪声门限值的大小与调频指数mf大小有关,mf越大,噪声门限值越高。当输入信噪比低于噪声门限时,输出信噪比就会急剧下降,从而无法实现解调。输出信噪比与输入信噪比的关系可以用图9.6描述。图中
10、示出了DSB系统输出信噪比与输入信噪比的关系,它是通过原点的一条直线,不存在门限效应。第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用图9.5 低信噪比输入信号与噪声的矢量合成 第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用图9.6 信噪比改善与噪声门限第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 图9.7 高频分量的提升与恢复(a)预加重电路;(b)去加重电路第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 9.1.2 其他方面 调频系统噪声性能的改善完全是依靠增加带宽换取的。由于调频系统占用的带宽宽,因而这种系统只适用于在高频以上的波段工作。为了节约频带,解决电台拥挤问题,许多情况仍采用AM调制或单
11、边带调制。第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 2.发射机的功率电平 由于调频信号是等幅波,它的最大功率就是平均功率,所以调频系统可充分利用发射管。而调幅系统,当ma=1时,最大功率约等于平均功率的2.7倍,这样发射管的选取应按最大功率要求。而工作过程中,大部分时间都处于平均功率状态,因此发射管不能充分利用。此外,调幅信号振幅变化,对发射管的耐压也提出了较高的要求。调幅发射机的调试往往由于工作的不慎,很易引起发射管的损坏,因此也给使用带来许多不便。第第9 9章章 角度调制的应用角度调制的应用 一般情况下,调频系统比调幅系统要复杂,技术难度要高。调频接收机成本相应也要高。第第9 9章章
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 角度调制的应用 角度 调制 应用 PPT 课件
限制150内