项目2 构建模拟调制传输系统

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子任务1:了解模拟角度调制的基本概念 子任务2:掌握调频波时频域分析方法 子任务3:掌握FM调制的实现方法 子任务4:掌握FM的解调方法 子任务5:了解FM系统的抗噪声性能并与其他模拟调制系统进行 比较分析
任务2.3 构建FM调频广播系统
子任务1:了解模拟角度调制的基本概念 频率和相位的变化都会影响载波的相角,因此,FM和PM
1、AM的时、频域计算 时域表达式:
频域表达式:
任务2.1 构建AM调幅广播系统
子任务1:了解AM调幅广播系统的结构组成,掌握AM调制的技术 原理 2、AM的波形及频谱
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务1:了解AM调幅广播系统的结构组成,掌握AM调制的技术 原理
调幅指数:
任务2.1 构建AM调幅广播系统
任务2.2 构建SSB频分复用系统
子任务2:构建SSB频分复用系统
案例分析:
1、将十路频率范围为0~5kHz的信号进行频分复用传输,邻路 间防护频带为300Hz,试求采用下列调试方式时的最小传输带宽: (1)调幅AM;(2)双边带调幅DSB;(3)单边带调幅SSB。
AM信号和DSB信号带宽相同,都是基带信号带宽的2倍,因此频 分复用系统带宽为:B=10×5×2+(10-1)×0.3=102.7(kHz); SSB信号带宽与基带信号带宽相同,相应的频分复用系统带宽为: B=10×5+(10-1)×0.3=52.7(kHz)。
由已知条件可以判定,AM调幅波包络检波器的输入信 号幅度远远大于输入噪声幅度,因此属于输入为大信噪比的情 况,再由式2-17可求,包络检波器的信噪比增益:
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务3:构建AM的改进型——SC-DSB系统
1、DSB调制的实现
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务3:构建AM的改进型——SC-DSB系统
案例分析: 1、
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务2:掌握AM的非相干解调方法,并了解其抗噪声性能
案例分析: 1、
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务2:掌握AM的非相干解调方法,并了解其抗噪声性能
案例分析: 3、已知基带信号平均功率为9W,载波振幅A=4V,AM调幅波包络 检波器的输入噪声平均功率为0.1W,试求包络检波器的信噪比 增益? 解:
任务2.2 构建SSB频分复用系统 子任务4:对比几种模拟调制传输技术相干解调方式下的抗噪声 性能 (1)输入信号的平均功率
(2)输入噪声的平均功率
任务2.2 构建SSB频分复用系统 子任务4:对比几种模拟调制传输技术相干解调方式下的抗噪声 性能 (1)输出信号的平均功率
(2)输出噪声的平均功率
子任务1:掌握SSB调制及解调方法 2、相移法(希尔伯特变换法)
任务2.2 构建SSB频分复用系统
子任务1:掌握SSB调制及解调方法 案例分析: 1、SSB的多级调制滤波法
任务2.2 构建SSB频分复用系统
子任务1:掌握SSB调制及解调方法 案例分析: 2、SSB的相移法
任务2.2 构建SSB频分复用系统
标准调幅(AM)
抑制载波双边带调幅(SC-DSB)
单边带调幅(SSB)
残留边带调幅(VSB)
模拟幅度调制
任务2.1 构建AM调幅广播系统
子任务1:了解AM调幅广播系统的结构组成,掌握AM调制的技术 原理 AM调幅广播:
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务1:了解AM调幅广播系统的结构组成,掌握AM调制的技术 原理
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务1:了解AM调幅广播系统的结构组成,掌握AM调制的技术 原理
案例分析: 3、已知基带信号f t = 2sinπt,载波c t = 2cos20πt,试画出 对应的AM调幅波的时域波形。
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务1:了解AM调幅广播系统的结构组成,掌握AM调制的技术 原理 案例分析: 4、已知Leabharlann Baidu带信号的平均功率为10W,载波c t = 4cosωct,试求 解相应的AM调幅波中基带信号分量所占的百分比。
子任务1:了解AM调幅广播系统的结构组成,掌握AM调制的技术 原理 3、AM的平均功率 功率信号:具有无限能量,但平均功率为有限值的信号。周期 信号都属于功率信号,某些非周期信号也可能属于功率信号。 单位电阻上所消耗的平均功率定义为周期信号的归一化平均功
率,简称功率。
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务1:了解AM调幅广播系统的结构组成,掌握AM调制的技术 原理
子任务1:掌握SSB调制及解调方法 案例分析:
3、已知单边带信 号 它不能用平方变换法提取同步载波。
,试证明
任务2.2 构建SSB频分复用系统
子任务2:构建SSB频分复用系统
波分 复用
频分 复用
信道 复用
时分 复用
空分 复用
码分 复用
任务2.2 构建SSB频分复用系统 子任务2:构建SSB频分复用系统
其中基带信号分量功率值:
AM调幅波中基带信号分量所占的百分比约为38.5%。
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务2:掌握AM的非相干解调方法,并了解其抗噪声性能
解调:从已调信号中无失真地恢复出基带信号的过程。 解调的方法通常分为两种:相干解调与非相干解调。在模拟调 幅系统中,相干解调适用于所有线性调制方式(AM、SC-DSB、 SSB、VSB),非相干解调只适用于标准调幅AM信号。 1、AM信号的非相干解调——包络检波法
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务3:构建AM的改进型——SC-DSB系统 3、DSB系统的载波同步技术 (1)插入导频载波同步法
发送端 接收端
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务3:构建AM的改进型——SC-DSB系统
3、DSB系统的载波同步技术
(2)载波自同步法
——平方变换法
任务2.1 构建AM调幅广播系统
通信原理项目式教程
天津职业大学 崔雁松
项目2 构建模拟调制传输系统
任务2.1 构建AM调幅广播系统 任务2.2 构建SSB频分复用系统 任务2.3 构建FM调频广播系统
任务2.1 构建AM调幅广播系统
广播是人们日常生活中的娱乐方式之一,有调幅广播 AM和调频广播FM等多种形式。本小节的任务是首先在头脑中建 立调制的概念,然后在掌握AM调制和解调技术原理的前提下, 了解AM调幅广播系统的结构组成,并与SC-DSB立体声广播进行 对比。
电路参数选择:
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务2:掌握AM的非相干解调方法,并了解其抗噪声性能 2、AM非相干解调的抗噪声性能
信噪比增益:
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务2:掌握AM的非相干解调方法,并了解其抗噪声性能 2、AM非相干解调的抗噪声性能 (1)计算输入信噪比 (2)计算输出信噪比及信噪比增益
子任务3:构建AM的改进型——SC-DSB系统
3、DSB系统的载波同步技术
(2)载波自同步法 法)
——同相正交法(科斯塔斯环(Castas)
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务3:构建AM的改进型——SC-DSB系统 案例分析: 1、将DSB与AM信号频谱进行比较。
在基带信号和载波都相同的情况下,DSB信号与AM信号 频谱相比少了代表载波成分的冲击信号。
任务2.2 构建SSB频分复用系统 子任务4:对比几种模拟调制传输技术相干解调方式下的抗噪声 性能 案例分析:
1、
任务2.2 构建SSB频分复用系统 子任务4:对比几种模拟调制传输技术相干解调方式下的抗噪声 性能 案例分析:
2、
任务2.3 构建FM调频广播系统
相比于任务2.1和任务2.2学习的模拟线性调幅技术, 本节的任务是学习模拟非线性角度调制技术——调频FM和调相 PM。首先了解角度调制的基本概念和FM与PM的相互关系,然后 重点掌握FM调制和解调技术,构建FM调频广播系统,最后将FM 与其他模拟调制系统的抗噪声性能进行对比分析。
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务3:构建AM的改进型——SC-DSB系统 案例分析: 2、将DSB与AM信号的时域波形进行比较。
在基带信号和载波都相同的情况下,满调幅AM信号的 时域波形的包络刚好为调制信号形状,而DSB信号时域波形的包 络不能携带调制信号的完整信息。
DSB
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务3:构建AM的改进型——SC-DSB系统 案例分析: 3、仿照DSB信号的相干解调,设计实现AM信号的相干解调系统。
4、AM的实现
案例分析: 1、已知基带信号频谱范围是[0,400Hz],载频 fc = 8kHz, (1) 求基带信号带宽和相应的AM调幅波的带宽;(2)求AM调幅波的 频谱范围。 解:
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务1:了解AM调幅广播系统的结构组成,掌握AM调制的技术 原理
案例分析: 2、设基带信号频谱如图所示,载频ωc = 4ωH,试大致画出相 应的AM调幅波的频谱。
子任务1:掌握SSB调制及解调方法 子任务2:构建SSB频分复用系统 子任务3:了解电视广播采用的VSB调制的技术原理 子任务4:对比几种模拟调制传输技术相干解调方式下的抗噪声 性能
任务2.2 构建SSB频分复用系统
子任务1:掌握SSB调制及解调方法 1、滤波法
任务2.2 构建SSB频分复用系统
2、试分别画出上题中的DSB频分复用信号和SSB频分复用信号的 频谱图(要求用不同形状和阴影的图形代表不同的信号)。
任务2.2 构建SSB频分复用系统 子任务3:了解电视广播采用的VSB调制的技术原理
任务2.2 构建SSB频分复用系统
子任务3:了解电视广播采用的VSB调制的技术原理 案例分析:试通过公式推导证明VSB信号相干解调后能够无失真 恢复出原始基带信号。
a)输入为大信噪比情况 b)输入为小信噪比情况
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务2:掌握AM的非相干解调方法,并了解其抗噪声性能
2、AM非相干解调的抗噪声性能 c)门限效应
当输入信噪比下降到某一值时,输出信噪比会随输入 信噪比的下降而快速下降的现象。
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务2:掌握AM的非相干解调方法,并了解其抗噪声性能
子任务1:了解AM调幅广播系统的结构组成,掌握AM调制的技术 原理 子任务2:掌握AM的非相干解调方法,了解其抗噪声性能 子任务3:构建AM的改进型——SC-DSB系统
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务1:了解AM调幅广播系统的结构组成,掌握AM调制的技术 原理
模拟幅度调制:用模拟基带信号去改变正弦型载波的幅度,使 载波的幅度随着基带信号的变化而变化。
这两种调制方式又统称为角度调制。 载波的一般表达式:
若初相φ不是常数,而是t的函数,则φ(t)称为瞬时相位
偏移(简称瞬时相偏)。相应地,
称为瞬时角频率
偏移(简称瞬时角频偏)。
任务2.3 构建FM调频广播系统
子任务1:了解模拟角度调制的基本概念 对于基带信号f(t),为了控制调相程度,给其加一个
系数Kp(称为相移常数,单位为弧度/伏)来构成瞬时相偏,即 有:
2、DSB信号的相干解调
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务3:构建AM的改进型——SC-DSB系统
3、DSB系统的载波同步技术 载波同步:接收端提供一个与发送载波同频同相的相干载波。
相干载波通常是从接收到的信号中提取的。 若已调信号本身存在载波分量,就可以从接收信号中 直接提取载波同步信息,如AM调幅波; 若已调信号中不存在载波分量(如DSB调制)或者含有 载波分量但很难分离出来,就需要采用在发送端插入导频的方 法(称为插入导频法,又称外同步法),或者在接收端对信号 进行适当的波形变换,以取得载波同步信息的方法(称为自同
任务2.1 构建AM调幅广播系统 子任务3:构建AM的改进型——SC-DSB系统 案例分析: 4、试画出采用插入导频法进行载波同步的完整的DSB调制/解调 系统结构图。
任务2.2 构建SSB频分复用系统
相比于AM和DSB调制,单边带调幅SSB和残边带调幅VSB 在节省带宽上具有明显优势。本节的任务是在掌握SSB调制和解 调方法的基础上,熟悉SSB频分复用系统的构成,并在学习无线 电视所采用的VSB调制技术之后,将AM、DSB、SSB和VSB四种模 拟调幅技术在相干解调方式下的抗噪声性能进行对比分析。
则,调相信号的时域表达式为:
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