通信原理-第五章-模拟调制系统【高级课堂】.ppt

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1、,第三章 模拟调制系统,引言,1,幅度调制的原理及抗噪声性能,2,非线性调制的原理及抗噪声性能,3,各种模拟调制系统的比较,4,本章内容:,频分复用(FDM),5,复合调制及多级调制的概念,6,2,优选课讲,本章重点,模拟通信系统的原理，各种模拟调制方式及抗噪声性能比较！ 模拟调制: 线性调制:AM,DSB,SSB,VSB 非线性调制:FM,PM,3,优选课讲,5.1 引言,调制信号 m(t) （信息信号）,调制器,已调信号s(t) （传输信号）,载波信号c(t),4,优选课讲,调制的分类,载波信号不同：,调制信号不同：,模拟调制：调制信号是连续变化的模拟信号 数字调制：调制信号是离散的数字信

2、号,连续波调制：载波信号是连续波形 脉冲调制：载波信号是脉冲波形,5,优选课讲,调制的分类,被调制载波参数不同：,幅度调制：载波幅度随调制信号变化 频率调制：载波频率随调制信号变化 相位调制：载波相位随调制信号变化,频谱的变化：,已调信号与输入信号频谱之间呈线性搬移 已调信号与输入信号频谱之间呈非线性搬移,线性调制：,非线性调制：,6,优选课讲,5.2.1 幅度调制的原理,设正弦型载波为: 式中，A 载波幅度； c 载波角频率； 0 载波初始相位。 幅度调制信号(已调信号)可表示成: 式中， m(t)基带调制信号。,7,优选课讲,假设m(t)M()，则已调信号的频谱为:,结论:已调信号的幅度随

3、基带信号正比变化,频谱是基带信号频谱的简单搬移。由于这种搬移是线性的，因此幅度调制又称为线性调制。 注意:“线性”并不意味着已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。,8,优选课讲,时域表示,（1）标准调幅 AM,9,优选课讲,时域波形,当m0|m(t)|max时已调信号包络与调制信号波形相同，用包络检波法可以恢复出原始调制信号。 否则,出现“过调幅”现象，包络检波失效。,Amin,A max,10,优选课讲, m (t) max m0将会出现过调幅现象而产生包络失真,不能用包络检波器进行解调，为保证无失真解调，可以采用相干解调,当满足条件m (t)max m0时，AM信号的包络与调制信号成正比

4、，可以用包络检波法很容易恢复出原始的调制信号,重要参数：调幅指数,AM调制波形分析,O,t,m(t),满调幅, =1，此时m=m0,欠调幅，一般 小于1,过调幅， 大于1 ，Amin为负值,11,优选课讲,频谱,AM信号的频谱包含: 载频分量 上边带 下边带,上边带与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。,载频分量,下边带,上边带,单音调制,12,优选课讲,带宽与功率分配,调制信号功率：,调制信号带宽是基带信号带宽fH的两倍：,所以,载波功率,边带功率,13,优选课讲,调制效率,有用功率（用于传输有用信息的边带功率）占信号总功率的比例称为调制效率。,AM调制方式调制效率低！,“满调幅

5、”时，如果m(t)为矩形波形，则最大可得到AM =50%，而m(t)为正弦波时可得到AM =33.3%。,一般情况下，调幅指数都小于1，调制效率很低，即载波分量占据大部分信号功率，有信息的两个边带占有的功率较小。,14,优选课讲,优点：可以采用包络检波法解调，不需本地同步载波信号，接收机成本很低。 缺点：AM信号的调制效率比较低,AM调制的优缺点,问题：能否去掉不带信息的载波， 提高调制效率？,抑制载波双边带调制,15,优选课讲,（2）双边带调制（DSB）,时域表示式：无直流分量A0 频域表达式：无载频分量,16,优选课讲,时域表示,抑制载波,DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致,需采

6、用相干解调（同步检波）,调制信号m(t)的过零点处高频载波相位有180o突变,（2）双边带调制（DSB）,17,优选课讲,DSB信号频谱分析,单边带调制,18,优选课讲,（3）单边带调制（SSB）,双边带信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频谱M()的所有频谱信息，因此可以只传输其中一个边带。既节省发送功率，还可节省一半传输频带，这种方式称为单边带调制。,19,优选课讲,F+(w)/2,F-(w)/2,F+(w-wc)/4,F-(w+wc)/4,F+(w+wc)/4,F-(w-wc)/4,低通滤波器,高通滤波器,20,优选课讲,SSB信号的频域表示式,滤除下边带:,滤除上边带:,21,优选

7、课讲,以下边带为例：,其中，,22,优选课讲,SSB信号的时域表示,SSB的时域表示式：,所以:,上边带,下边带,23,优选课讲,SSB时域波形,一般情况：,单音调制：,24,优选课讲,SSB调制小结,SSB信号DSB一样，不能采用简单的包络检波，因为它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以需采用相干解调。,工程实现困难？,25,优选课讲,（4）残留边带调制（VSB）,残留边带调制是介于SSB与DSB之间的一种折中方式，它克服了DSB信号占用频带宽的缺点，又解决了SSB信号实现中的困难。,损失部分,残留部分,26,优选课讲,滤波法实现残留边带调制,滤波器的特性应按残留边带调制的要求进行设计，不

8、需要十分陡峭的截止特性，因而它比单边带滤波器容易设计。,残留边带信号的频谱:,27,优选课讲,残留边带滤波器设计,从接收端分析滤 波器的设计条件!,乘法器输出:,对应频谱:,搬移到2c的高频分量,低通滤波后去除!,28,优选课讲,残留边带滤波器设计:,低通滤波器的输出:,若输出无失真地恢复调制信号m(t)，则传递函数必须满足：,其中，H 调制信号的截止角频率。,29,优选课讲,残留边带滤波器的特性H()在c处必须具有互补对称（奇对称）特性, 相干解调时才能无失真地从残留边带信号中恢复所需的调制信号。,30,优选课讲,残留边带滤波器特性的两种形式,残留“部分上边带”,残留“部分下边带”,31,优

9、选课讲,VSB时域波形,一般情况：,单音调制：,32,优选课讲,AM,DSB,SSB,VSB,2fH,时域表达式,带宽,2fH,fH,fH2fH,调制方式,各种线性调制方式,33,优选课讲,例5-1,已知调幅信号的表达式为SAM(t)=1.25cos2(104)t +4cos2(1.1104)t+1.25 cos2(1.2104)t 试求：1)载频为多少？ 2)调幅指数为多少？ 3)调制频率为多少？,34,优选课讲,幅度调制都属于线性调制，它的解调方式有两种：,非相干解调： 利用信号的幅度信息。仅适用于标准 调幅信号的解调。,相干解调：有本地载波参与解调，利用信号的幅度 信息和相位信息，可适用

10、于各种幅度调 制方式信号的解调。,(6) 线性调制的解调,35,优选课讲,原理：为了无失真地恢复基带信号，接收端必须提供与发送端载波严格同步（同频同相）的本地载波（称为相干载波），它与接收信号相乘低通滤波后，可得到原始的调制信号。,相干解调器的一般模型,I、相干解调,36,优选课讲,相干解调器时域分析,已调信号的表达式:,与相干载波相乘:,低通滤波:,各种线性调制方式sI(t)都包含了m(t)信息!,37,优选课讲,经乘法器后：,低通滤波：,相干解调利用了已调信号中的幅度和相位信息。提取 同相分量而抑制正交分量，能够无失真的恢复出原调制信 号，可用于各种调制方式。,相干解调器频域分析,输入信号

11、：,38,优选课讲,不同调制方式的相干解调,低通滤波和隔直后，,2）双边带信号,与本地载波c(t)相乘,低通滤波后，,1）标准调幅信号,39,优选课讲,3、单边带信号,本地载波c(t)相乘,经低通滤波后，,4、残留边带信号,与本地载波c(t)相乘,经低通滤波后，,40,优选课讲,标准调幅信号的包络检波,输入信号是AM信号,且满足条件,则经包络检波和低通后取出的幅度为,再经隔直流电路，得到,包络检波非相干解调的最常用电路。具有电路简单、检波效率高等优点。但只能用于AM波的解调。,D,C,R,sd(t),sAM(t),II、非相干解调(包络检波),41,优选课讲,5.2.2 线性调制系统的抗噪声性

12、能,AWGN,平稳窄带高斯噪声,同相分量,正交分量,平均功率为N i,若白噪声的单边功率谱密度为n0,带宽应等于已调信号的频带宽度，当然也是窄带噪声ni(t)的带宽 ，若（AM/DSB）带通滤波器的带宽是2fH,42,优选课讲,噪声分析,ni(t)为平稳窄带高斯噪声:,解调器输入噪声功率:,带通滤波器带宽,单边功率谱密度,43,优选课讲,信噪比增益(制度增益),用G便于比较同类调制系统采用不同解调器时的性能,也反映了调制制度的优劣。,信噪比增益定义:,其中,44,优选课讲,（1）DSB调制系统的性能,由于相干解调器是线性系统，可以分别计算解调器输出的信号功率和噪声功率。,45,优选课讲,解调器

13、输出端的信号功率,解调器输入信号: 相干载波相乘: 低通滤波: 解调器输出信号功率:,46,优选课讲,解调器输出端的噪声功率,解调器输入噪声: 相干载波相乘: 低通滤波: 输出噪声功率:,带通滤波器带宽2fH,47,优选课讲,信噪比计算,解调器输入信号平均功率为 输入信噪比: 输出信噪比:,48,优选课讲,DSB系统信噪比增益,DSB调制系统的信噪比增益为2,即解调器使信噪比改善一倍。 原因是采用相干解调，使输入噪声中的正交分量被抑制。,49,优选课讲,（2）SSB调制系统的性能,输出噪声功率:,带通滤波器带宽fH,解调器输出信号: 平均功率: 输出信噪比:,50,优选课讲,输入信号平均功率:

14、 输入信噪比:,51,优选课讲,SSB系统信噪比增益,SSB系统中，信号和噪声有相同表示形式，相干解调过程中，信号和噪声中的正交分量均被抑制，故信噪比没有改善。,52,优选课讲,DSB和SSB两者的输出信噪比是在不同的输入信号功率情况下得到的。,如果我们在相同的输入信号功率Si，相同输入噪声功率谱密度n0，相同基带信号带宽条件下，对这两种调制方式进行比较，可以发现它们的输出信噪比是相等的。,结论：DSB和SSB信号的抗噪声性能是相同的，但双边带信号所需的传输带宽是单边带的2倍,53,优选课讲,m0为载波幅度，m(t)为调制信号。这里仍假设m(t)的均值为0，,解调器的输入信号,解调器的输入噪声

15、,解调器的输入信噪比,解调器的输出信号,解调器的输出噪声,解调器的输出信噪比,(3) AM相干解调的抗噪声性能,54,优选课讲,（4） AM包络检波的性能,检波输出电压正比于输入信号的包络变化,55,优选课讲,解调器输入信噪比计算,输入信号功率: 输入噪声功率: 输入信噪比:,带通滤波器带宽2fH,56,优选课讲,解调器输入是信号加噪声的混合波形: 当包络检波器的传输系数为1时，则检波器的输出就E(t)。,输出信号包络的计算,其中,57,优选课讲,输出信噪比计算,大信噪比情况,有用信号与噪声独立分成两项,58,优选课讲,输出信号功率: 输出噪声功率: 输出信噪比: 信噪比增益:,59,优选课讲

16、,小信噪比情况,小信噪比情况,其中R(t) 和 (t) 代表噪声的包络及相位：,60,优选课讲,输出信噪比不随着输入信噪比按比例下降，而是急剧恶化，这种现象称为解调器的门限效应,出现门限效应的输入信噪比称为门限值。,因为,输出没有单独的信号项，有用信号被噪声扰乱,61,优选课讲,在小信噪比情况下，包络检波无法提取有用信号的现象称为解调器的“门限效应”。 开始出现门限效应的输入信噪比称为门限值。 门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的。 相干解调的方法解调各种线性调制信号时不存在门限效应。原因是信号与噪声可分别进行解调，解调器输出端总是单独存在有用信号项。,门限效应,62,优选课讲,门限

17、效应小结,1. 门限效应是由包络检波器的非线性解调作用引起的。相干解调不存在门限效应,因为信号与噪声分别进行解调，解调器输出端总是存在单独的信号项。 2. 大信噪比情况下，AM信号包络检波器的性能与相干解调基本相同。当输入信噪比低于门限值时，包络检波将会出现门限效应，输出信噪比急剧恶化，系统无法正常工作。,63,优选课讲,讨论,1. AM信号的调制制度增益GAM随m0的减小而增加。 2. GAM总是小于1，这说明对输入信噪比没有改善，反而恶化了。 3. AM调制系统，在大信噪比时，采用包络检波器解调时的性能与同步检测器时几乎一样。但随着信噪比的减小，包络检波器将在一个特定输入信噪比值上出现门限

18、效应；一旦出现门限效应，解调器的输出信噪比将急剧恶化。,例如：对于100%的调制，且m(t)是单频正弦信号，这时AM 的最大信噪比增益为2/3。,64,优选课讲,调制的作用、调制的分类,AM、DSB、SSB和VSB调制 （时域、频域、功率分析）,线性调制的一般模型（滤波法和相移法）,相干/非相干解调,调幅指数、调制效率,VSB滤波器需满足的特性,滤波法和相移法产生,抗噪声性能分析 AM信号相干/非相干解调 制度增益 小信噪比门限效应,频率相位误差的影响,65,优选课讲,5.3非线性调制的原理及抗噪声性能,角度调制时间域上的特点：,幅度始终不变；,角度（频率、相位）在变化。,载波的相位角受调制信

19、号的控制而变化，产生具有恒定振幅和瞬时相角(t)的正弦波，称之为角度调制。 相位调制 PM 频率调制 FM,非线性调制,m (f ),sm (f ),频谱之间没有线性对应关系,角度调制方式调制前后频率分量不是线性对应关系，经调制后将原来的频谱扩展到非常宽的频率范围之内传输，所以属于非线性调制。,66,优选课讲,5.3.1 非线性调制的原理,1、未调制载波,2、角调制后,瞬时相位,瞬时相位偏移,瞬时频率,瞬时频率偏移,m(t) A(t) 幅度调制 m(t) 角度调制,固有相位,固有频率,67,优选课讲,相位调制(PM),定义:瞬时相位偏移随调制信号作线性变化，即 式中KPM-调相灵敏度，单位是r

20、ad/V。,时域表达式:,68,优选课讲,瞬时相位：,调相波的表达式：,KPM称为调相灵敏度，单位为弧度/伏,瞬时相位偏移:,瞬时相位偏移随调制信号m(t)而线性变化；,最大相移：,69,优选课讲,调相波的表达式：,瞬时频率：,瞬时频率偏移：,最大频偏：,70,优选课讲,瞬时频率：,最大频偏：,最大相偏：,调相指数,瞬时相位：,单音调相,71,优选课讲,定义:瞬时频率偏移随调制信号成比例变化，,频率调制(FM),相位偏移: 时域表达式:,式中KFM-调频灵敏度，单位是rad/sV。,72,优选课讲,瞬时频率：,KFM称为调频灵敏度，单位为弧度/秒/伏,瞬时频率偏移:,瞬时频率偏移随调制信号m(

21、t)而线性变化；,最大频偏：,调频波的表达式：,73,优选课讲,调频波的表达式：,瞬时相位：,瞬时相位偏移：,最大相移：,74,优选课讲,调频指数 教材为mf,最大相偏：,瞬时频率：,最大频偏：,瞬时相位：,单音调频,75,优选课讲,PM与 FM的关系,1.PM的相位偏移随调制信号m(t)线性变化，FM的相位偏移随m(t)的积分呈线性变化。 2.如果不知道调制信号m(t)，则无法从已调信号判断是调相信号还是调频信号。,76,优选课讲,FM与PM之间的联系,（a）直接调频 （b）间接调频,(c) 直接调相 (d) 间接调相,适用于宽带调制,适用于宽带调制,适用于窄带调制,实际相位调制器的调制范围

22、有限,77,优选课讲,2.调频信号的带宽,卡森（Carson）公式,理论上调频信号的频带宽度为无限宽!,边频幅度随n增大而减小，所以认为频谱有限。通常信号频带宽度应包括幅度大于未调载波10%以上的边频分量。当FM1时,nFM +1以上的边频幅度均小于0.1。,有效带宽:,78,优选课讲,调频信号所有频率分量的平均功率之和为常数且等于原来未调制的载波功率。调制前后总的功率不变，只是将原来载波功率中的一部分分配给每个边频分量。调制的过程使功率进行了再分配。 不同时将有不同的分配。,3、调频信号的功率分配,信号功率：,第n对边频功率：,载波功率：,79,优选课讲,100MHz的载波，受振幅为1v的1

23、0KHz的单频正弦调频，最大频偏为1MHz， 求: 1) FM信号的带宽 ； 2) 调制信号幅度加倍时，FM信号的带宽； 3) 调制信号频率加倍时，FM信号的带宽；,1) 调制信号幅度增大，使最大频偏增加，带宽也增加； 2) 调制信号频率增大，由于不改变最大频偏，因此带宽增加很少。,讨论：,1),2),3),例5-5,80,优选课讲,直接法就是用调制信号直接控制振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变化,优点:在实现线性调频的要求下，可以获得较大的频偏。 缺点:频率稳定度不高。,锁相环（PLL）调制器，可以获得高质量的FM或PM信号。其载频稳定度很高，可以达到晶体振荡器的频率稳定度,1、直接法

24、,压控振荡器自身就是一个FM调制器，因为它的振荡频率正比于输入控制电压，即：i(t)=c+Kf m(t),5.3.4 调频信号的产生与解调,81,优选课讲,间接法调频 阿姆斯特朗Armstrong法,原理:先将调制信号积分，然后对载波进行调相，即可产生一个窄带调频(NBFM)信号，再经n次倍频得到宽带调频 (WBFM) 信。,倍频器的作用是提高调频指数，从而获得宽带调频,82,优选课讲,相干解调：只适用于NBFM、NBPM信号 非相干解调：适用于所有FM和PM信号,窄带调频信号可以分解成为正交分量和同相分量，而相干解调则是抑制一种分量提取一种分量。,一、相干解调,5.3.5 角度调制信号的解调

25、,83,优选课讲,带通滤波器,低通滤波器,微分器,SNBFM(t),si(t),sp(t),sd(t),so(t),c(t)=-sinct,1、相干解调 (只适用于NBFM、NBPM信号),相乘后，,低通后，,微分后， m(t),调制信号存在于正交分量中,84,优选课讲,注意：相干解调仅适用于窄带角度调制信号的解调,窄带调相与窄带调频类似，只是不需要微分器。,85,优选课讲,二、非相干解调(适用于所有调角信号),三种方法：鉴频器解调、环路解调器、频率反馈解调器,原理：将频率变化转化为幅度变化之后检出幅度变化；,组成：由微分器和包络检波器组成。,鉴频器,KD,1、FM信号非相干解调,86,优选课

26、讲,削去调频波在传输过程中引起的幅度变化部分，变成固定幅度,将幅度恒定的调频波变成调幅调频波,从幅度变化中检出调制信号,缺点：对于由信道噪声和其他原因引起的幅度起伏也有反应,a) FM信号,1、鉴频器,二、非相干解调(适用于所有调角信号),三种方法：鉴频器解调、环路解调器、频率反馈解调器,87,优选课讲,SPM(t)=A0cosct+KPMm(t) sp(t) = dsPM(t)/dt= -A0c+KPMdm(t)/dt sinct+KPMm(t) sd(t)= KDKPMA0dm(t)/dt so(t)=sd(t)dt= KDKPMA0m(t) m(t),各点信号表示：,b) PM信号非相干

27、解调,调频信号的解调有相干解调和非相干解调两种。相干解调仅适用于窄带调频信号，且需同步信号；非相干解调适用于窄带和宽带调频信号，而且不需同步信号，因而是FM系统的主要解调方式。,88,优选课讲,相干解调的抗噪声性能小结,窄带调频信号相干解调的抗噪声性能,窄带调相信号相干解调的抗噪声性能,信噪比增益为：,输出信噪比为：,对于单音调制:,输出信噪比为：,信噪比增益为：,对于单音调制:,89,优选课讲,单音调制时在不同调制指数下，调频解调器的输出信噪比与输入信噪比的关系曲线。,1、门限值与调制指数有关，调制指 数越大，门限值越高。一般认为 门限值为10dB左右。 2、在门限值以上时，(So/No)F

28、M与 (Si/Ni)FM呈线性关系，且调制指 数越大，输出信噪比的改善越明 显。,90,优选课讲,门限效应是FM系统存在的一个实际问题,尤其在远距离通信和卫星通信等领域中。实际中降低门限值（门限扩展）有两类方法：,1、采用锁相环解调器和负反馈解调器，门限比一般鉴频器的门限电平低610dB。 2、采用“预加重”和“去加重”技术改善调频解调器的输出信噪比，相当于改善了门限。,91,优选课讲,预加重和去加重,鉴频器输出噪声功率谱随频率呈抛物线形状增大，但在调频广播中所传送的语音信号能量却主要分布在低频端，所以高频端输出信噪比明显较小。,去加重：在解调器输出端接一个传输特性随频率增加而滚降的线性网络H

29、d (f) ，将调制频率高频端的噪声衰减，使总的噪声功率减小。,预加重：在调制器前加入一个预加重网络Hp(f) ，人为地提升调制信号的高频分量，以抵消去加重网络的影响。,92,优选课讲,实现框图,由于信号功率没有发生变化，调频解调器的输出信噪比的改善程度用加重前后输出噪声功率的比值确定。,在保持信号传输带宽不变的条件下，可使输出信噪比提高6dB左右。,93,优选课讲,5.4 各种模拟调制系统的比较,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。,94,优选课讲,调频系统与调幅系统比较,设调频与调幅信号均为单音调制，调制信号频率为fm，调幅信号为100%调制。

30、当两者的接收功率Si相等，信道噪声功率谱密度n0相同时，比较调频系统与调幅系统的抗噪声性能。,调频系统以带宽换取抗噪声性能！,95,优选课讲,频带利用率,1）SSB系统和基带系统频带利用率最高； 2）FM系统频带利用率最低。,96,优选课讲,AM：,优点：接收设备简单； 缺点：频带利用率低，功率利用率低，抗干扰能力差； 应用：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：,优点：功率利用率高； 缺点：接收要求同步解调，设备较复杂 ； 应用：只用于点对点的专用通信，运用不太广泛。,各种调制方式小结,97,优选课讲,SSB：,优点：功率利用率和频带利用率都较高 ； 缺点：

31、发送和接收设备都复杂 ； 应用：频带比较拥挤的场合，如短波波段的的无线电广播和频分多路复用系统中。,VSB：,在VSB系统中，附加一个足够大的载波，用包络检波法解调合成信号（VSB+C）。 优点：综合了AM、SSB和DSB三者的优点 ； 应用：商用电视广播系统 。,98,优选课讲,WBFM：,优点：幅度恒定不变，对非线性器件不甚敏感，抗干扰能力强 ； 缺点：频带利用率低，存在门限效应 ； 应用：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 。,NBFM：,优点：相干解调时不存在门限效应 ； 应用：小型通信机 。,99,优选课讲,角度调制的概念（PM，FM） （瞬时相

32、位/偏移、瞬时频率/偏移、两者关系）,窄带角度调制 （时域、频谱、复包络、实现框图）,角度调制信号的产生和解调,相干/非相干解调 （相干解调只适用于窄带，鉴频法）,抗噪声性能分析 相干解调、非相干解调（大信噪比、小信噪比/门限效应）,宽带角度调制 （时域、频谱、功率、带宽）,直接法/间接法,100,优选课讲,5.5 频分复用(FDM),频分多路传输是指利用不同频率的副载波作为分路信号，以便在同一个信道上同时传输多个信息的技术。,1、若相邻信号之间产生相互干扰，将会使输出信号产生失真，所以应合理选择载波频率。,2、可用于传输模拟信号，也可用于传输数字信号。,充分利用信道的频带资源，提高信道利用率

33、！,101,优选课讲,1、FDM基本原理,102,优选课讲,各路基带信号首先通过低通滤波器(LPF)限制基带信号的带宽，避免它们的频谱出现相互混叠。,103,优选课讲,各路都有一个副载波振荡器，以产生频率为01， 02， 0N的正弦波，将信号f1(t)， f2(t)，fN(t)分别为它们进行调制而实现频谱搬移。这种调制称为第一次调制或副载波调制。将各路已调制副载波相加，形成多路信号或综合信号,104,优选课讲,多路信号仍属于基带信号，可以直接通过电缆或专用导线传输到接收端。为了实现无线传输，还需将多路信号对射频载波再作一次调制，我们称为这种调制为第二次调制或主载波调制。,105,优选课讲,为防

34、止各路信号间的相互串扰，在相邻两路之间留有一定的保护间隔Wg。,W01,W02,W03,W0N,W0N,W03,W02,W01,SN(),S1(),S2(),S3(),Ss(),Wg,2、FDM的带宽,106,优选课讲,若副载波采用单边带调幅（SSB），且各路已调信号频谱之间不留保护间隔Wg，则多路SSB信号的带宽为NH。它是副载波各种调制体制中多路信号带宽最窄的一种。,107,优选课讲,FDM 技术主要用于模拟信号，普遍应用在多路载波电话系统中。 优点：信道利用率高，技术成熟； 缺点：设备复杂，滤波器难以制作；在复用和传 输过程中，调制、解调会不同程度地引入 非线性失真，产生各路信号的相互干

35、扰。,3、FDM优缺点,108,优选课讲,FDM实例一：北美模拟电话多路复用系统,为了高效地利用带宽进行传送，多路载波电话系统按照CCITT建议，采用单边带调制频分复用方式。 在分层结构，由12路电话复用为一个基群(Basic Group)；5个基群复用为一个超群(Super Group)，共60路电话；由 10 个超群复用为一个主群(Master Group)，共600路电话。如果需要传输更多路电话， 可以将多个主群进行复用，组成超主群。,109,优选课讲,一个基群(Basic Group)由12路电话复用组成，每路电话占4kHz带宽，采用单边带下边带调制(LSB)，12路电话共48kHz带

36、宽，频带范围为 60108 kHz。或采用单边带上边带调制(USB)，频带范围为148 196 kHz。 ,每路电话信号的频带限制在 3003400Hz，为了在各路已调信号间留有保护间隔，每路电话信号取4000 Hz作为标准带宽。,110,优选课讲,一个基本超群(Basic Supergroup)由5个基群复用组成，共60路电话。 5个基群采用单边带下边带合成，频率范围为312552kHz，共240kHz带宽。 或采用单边带上边带合成，频率范围为60300kHz。,111,优选课讲,一个基本主群(Basic Mastergroup)由10个超群复用组成， 共600路电话。主群频率配置方式共有两

37、种标准：L600和U600。L600的频率范围为602788kHz，U600的频率范围为5643084kHz。,112,优选课讲,调频立体声广播系统占用频段为88108 MHz，采用FDM方式。在调频之前，首先采用抑制载波双边带调制将左右两个声道信号之差(L-R)与左右两个声道信号之和(L+R)实行频分复用。 015 kHz用于传送(L+R)信号，2353 kHz用于传送(L-R)信号， 5975kHz用作辅助通道。在19 kHz处发送一个单频信号，用于接收端提取相干载波和立体声指示。,FDM实例二：调频立体声广播,113,优选课讲,FM广播系统发送与接收原理图,基带,19KHz,DSB,本地载波,114,优选课讲,5.6 复合调制及多级调制,复合调制：对同一载波进行两种或更多的调制。,多级调制：将同一基带信号实施两次或更多次的调制过程，它们可以相同也可以不同。,调频调幅波,SSB/SSB，SSB/FM等,115,优选课讲,Thank You !,