通信原理教程4

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1、概述模拟调制：用来自信源的基带模拟信号去调制某载波。载波：确知的周期性波形－余弦波：式中，A为振幅；0为载波角频率；0为初始相位。定义：调制信号m(t)－自信源来的信号已调信号s(t)－调制后的载波称为已调信号调制器－进行调制的部件第四章模拟角调制图3.1.1调制器调制器已调信号s(t)调制信号m(t)1调制的目的：频谱搬移－适应信道传输、合并多路信号提高抗干扰性模拟调制的分类：线性调制：调幅、单边带、双边带、残留边带…非线性调制（角度调制）：频率调制、相位调制24.1角度调制的基本概念由下式可见，(t)是载波的相位。若使它随调制信号f(t)以某种方式变化

2、，则称其为角度调制。相位调制的定义：若使相位(t)随f(t)线性变化，即令则称为相位调制。这时，已调信号的表示式为此已调载波的瞬时频率为：上式表示，在相位调制中瞬时频率随调制信号的导函数线性地变化。3频率调制的定义：若使瞬时频率直接随调制信号线性地变化，则称为频率调制。这时，瞬时角频率为及瞬时相位为这时，已调信号的表示式为：上式表明，载波相位随调制信号的积分线性地变化。4相位调制和频率调制的比较：在相位调制中载波相位(t)随调制信号f(t)线性地变化，而在频率调制中载波相位(t)随调制信号f(t)的积分线性地变化。若将f(t)先积分，再对载波进行相位调制，

3、即得到频率调制信号。类似地，若将f(t)先微分，再对载波进行频率调制，就得到相位调制信号。仅从已调信号波形上看无法区分二者。5角度调制的波形6对其进行相位调制，可得调相信号：假设调制信号为单频余弦信号：对其进行频率调制，可得调频信号：7直接调相：间接调相：8直接调频：间接调频：94.2窄带角调制根据调制前后信号带宽的相对变化，角调制分为宽带和窄带两种。通常认为窄带角调制的条件为：调频信号：调相信号：104.2.1窄带调频由窄带角调制的条件可得：可得窄带调频的简化式为：11假设f(t)的均值为零：可得窄带调频的频域表达式为：12对其进行频率调制，可得调频信号：假设

4、调制信号为单频余弦信号：常规调幅信号为：1314154.2.2窄带调相由窄带角调制的条件可得：可得窄带调相的简化式为：16假设f(t)的均值为零：可得窄带调相的频域表达式为：174.3宽带调频4.3.1宽带信号的宽带调频1、调频信号表达式设单频信号f(t):调频信号的时域表达式为：将上式的两个因子展成傅立叶级数：偶函数因子:奇函数因子:18第一类n阶贝塞尔函数：贝塞尔函数的主要性质：（1）（2）（3）192021调频信号的时域表达式为：22可得调频信号的级数展开式：对应的调频信号的级数展开式的频域表达式为：232、调频信号的带宽调频信号的频谱中包含无穷个分量，频

5、带宽度为无限宽。实际上频谱分布相对集中当边频分量小到一定程度，可忽略不计，调频信号近似带宽为：计算结果表明，大于（2+βFM）次的边频分量其幅度小于未调载波幅度的10%，则最大边频数取（1+βFM）次，大于未调载波幅度10%的边频均被保留，则调频信号近似带宽为：卡森公式其中：24253、调频信号的功率分配对于调频信号，已调信号和未调制载波的幅度是相同的，所以已调信号的总功率等于未调制载波的功率，其总功率与调制过程和调频指数无关。26274.3.2双频及多频信号调频设双频调制信号f(t):调频信号的时域表达式为：设：上式化简为：28由已知：可得：2930原式可化为

6、：取实部可得：31推广至n个频率的单频调制函数：同理可得：324.3.3周期信号调频设周期信号f(t)，并设:调频信号的时域表达式为：上式变为：其中：33上式化简为：取实部：344.3.4任意限带信号调制时的频带宽度定义频偏比:由卡森公式:有:实际应用中:354.4宽带调相设单频信号f(t):调相信号的时域表达式为：调相信号的频带宽度也可表示为：其中：由上式可得调相信号的最大角频偏为：36设单频信号f(t):时域表达式为：频率偏移为：带宽：374.5调频信号的产生与解调4.5.1调频信号的产生产生调频信号有两种方法：1、直接调频法：调制信号直接改变电抗元件的参数

7、，振荡器的频率由电抗元件参数确定，可以使输出信号的瞬时频率随调制信号呈线性变化。直接调频法：容易实现，可得到很大频偏载频会发生漂移，需加稳频电路384.5调频信号的产生与解调4.5.1调频信号的产生2、倍频法：先产生窄带调频信号，然后用倍频和混频的方法变换为宽带调频信号。394.5调频信号的产生与解调4.5.1调频信号的产生原理：窄带调频信号可看成正交分量与同相分量的合成：40窄带调频信号调频指数很小，采用倍频法提高调频指数。例如：理想平方率器件，输入输出特性为：假设输入调频信号为：理想平方率器件输出为：滤除直流分量可得载频和相位偏移均增为两倍的调频信号4142

8、单频调制，相位偏移为：相