第四章模拟通信
通信原理历届试题
第四章 模拟通信系统1． 设有一双边带信号t t x t x c c ωcos )()(=。
为了恢复x(t),用信号)cos(θω+t c 去与)(t x c 相乘。
为了使恢复出的信号是其最大可能的90％，相位θ的最大允许值为。
A 08.25≤θ2． 用相干解调来接收双边带信号t t A c x ωωcos cos 。
已知KHzf x 2=，输入噪声的单边功率谱密度Hz W n /10280-⨯=。
若保证输出信噪功率比为20db ，要求A 值为。
A 0.1265V3．实际的调制器常常除了平均功率受限以外，还有峰值功率受限。
假设DSBAM 调制的调制信号tt x π200cos 8.0)(=，载频信号)100( 2cos 10)(Hz f t f t C c c >>=π，调幅度为0.8 。
求：（1） D SB 和AM 已调信号的峰值功率。
A 32 ,162（2） D SB 和AM 已调信号的峰值功率和两个边带信号功率和之比值。
A 0.5,0.14．出三级产生上边带信号的频谱搬移过程（标明频率），其中MHzMHz KHz f c 100f ,5f ,50c3c21===，调制信号为话音，其频谱为300——3000Hz 。
、产生上边带信号的方框图如图P4.4所示。
A5．若频率为10KHz ，振幅为1V 的正弦调制信号，以频率为100MHz的载频进行频率调制，已调信号的最大频偏为1MHz 。
（1） 此调频波的近似带宽 A 2.02MHz（2） 若调制信号的振幅加倍，此时调频波带宽A 4.02MHz（3） 若调制信号的频率也加倍，此时调频波带宽A 4.04MHZ 6.在Ω50的负载电阻上，有一角调制信号，其表示式为(V)]102sin 310cos[10)(38t t t x c ∙+=ππ（1） 平均功率为A 1W （2） 最大频偏A 3KHz （3） 传输带宽A 8KHz （4） 最大相位偏移A 3弧度（5） 能否判定是调频波还是调相波A 不能7．假设音频信号x(t)经调制后在高频信道传输。
通信原理考试
通信原理考试第一章 绪论 1、信号是消息的载体。
2、模拟通信系统传输质量的度量准则主要是信噪比；数字通信系统传输质量的度量准则主要是错误判决的概率。
3、在数字通信系统中，可以采用纠错编码等差错控制技术，从而大大提高系统的抗干扰性。
4、5、衡量一个通信系统性能优劣的基本因素是有效性和可靠性。
有效性是指信道传输信息的速度快慢，可靠性则是指信道传输信息的准确程度。
6、模拟通信系统中用带宽衡量系统性能的有效性，用信噪比衡量系统性能的可靠性；数字通信系统的有效性用传输传输速率(或码元传输速率或者信息传输速率)衡量，可靠性用差错率(或误码率及误信率)衡量7.香农公式：)/1(log 2N S B C +=8.噪声按照来源分人为噪声和自然噪声两大类，其中自然噪声中的热噪声来自一切电阻性元器件中电子的热运动，热噪声无处不在，不可避免地存在于一切电子设备中。
9.噪声按性质分为脉冲噪声、窄带噪声和起伏噪声。
10.由于在一般的通信系统的工作频率范围内热噪声的频谱是均匀分布的，好像白光的频谱在可见的频谱范围内均匀分布那样，所以热噪声又常称为白噪声。
11.公式概率与信息量关系:)(log x p I a -= 二进制信息量:)(log 2x p I -=M MI M 22log /11log :-=-=进制每一码元信息量 离散独立非等概率的信息量: (1)平均信息量----信源熵)(log )()(21i Mi i x p x p x H ∑=-=比特/符号(2)总的信息量)(log )()(21i Mi i x p x p m x mH I ∑=-==(3)平均信息速率非等概率（也适用于等概率）()()b B R H x R = =⨯平均信息速率信源熵码元速率等概率2log b B R R M =【例1】已知彩色电视图象由1000000个象素组成。
设每个象素有64种彩色度。
每种彩色有16个亮度等级。
如果所有彩色度和亮度等级的组合机会均等，并统计独立，（1）试计算每秒传送100个画面所需的信息量；（2）如果接收机信噪比为30dB ，为了传送彩色图象所需信道带宽为多少？ ［正确答案］1）bit 109)1664(log 1010026=⨯⨯⨯2log ;()b B b B R R M R R ==⨯【评注】等概率信息速率非等概率也适用于等概率平均信息量2）B=C/(log2(1+S/N)=109/log2(1000)=108(Hz)2log (1/)C B S N =+【评注】香农公式：信道容量(即信道最大信息速率)【例2】 设某信息源的输出由A,B,C,D,E 五个符号组成，出现的概率分别为1/3, 1/4, 1/4, 1/12, 1/12。
通信原理(樊昌信)PPT课件
sin 0t
c2 (t)
A点的信号为： f1(t) cos0t f2 (t) sin 0t
是两个互相正交的双边带信号，采用相干解调，所以：
c1(t) 2 cos0t
看上支路：
c2 (t) 2sin 0t
2 f1(t) cos2 0t 2 f2 (t) sin 0t cos0t
2 f1(t) cos2 0t 2 f2 (t) sin 0t cos0t f1(t)(1 cos 20t) f2 (t) sin 20t
出端同时得到 f1(t)及f2 (t)。试确定接收端的 c1(t)及c2 (t)。
f1 (t )
cos 0t
c1 (t )
LPF
f1 (t )
A
f2 (t)
LPF
f2 (t)
sin 0t
c2 (t)
f1 (t )
cos 0t
c1 (t )
LPF
f1 (t )
A
f2 (t)
LPF
f2 (t)
BSm Bm
单边带按所选取边带的不同，可分为上边带调制和 下边带调制，单边带数学模型可为：
m(t) 乘法器 单边带滤波器h(t)
Sm (t)
cos ct
下边带时域表达式为：
Sm
(t)
1 2
m(t)
cos ct
1 2
mˆ (t)
sin
ct
上边带的时域表达式为：
Sm
(t)
1 2
m(t)
cos ct
1 2
t
m(t)mˆ (t)dt 0
mˆ (t) 和 m(t) 的希尔伯特变换是正交的。
对于幅度调制，由于它的频谱完全是基带信号频谱 结构在频域内的简单搬移，这种搬移是线性的，并不改 变信号的频谱结构，所以，幅度调制也称为线性调制。
通信原理4-模拟角调制.
一、角调制的基本概念
相位调制：瞬时相位偏移(t)是调制信号f (t)
的线性函数。 – 调相信号时域表达式：
sPM (t) Acos[ct KPM f (t)]
瞬时相角 (t) ct KPM f (t)
瞬时频率
(t)
d (t)
dt
c
KPM
df (t) dt
频率调制：瞬时角频率偏移是调制信号f(t)的线
解：由题知(t)=10000t+5cos10t, 因此(t)=5cos10t， ct=10000t，d (t)/dt= - 50sin10t
因为f(t)=sin10t，与d (t)/dt成正比，所以s(t)是调频信号. KFM=(d (t)/dt)/f(t)
=-50sin10t/sin10t=-50 (rad/sv)
第四章 模拟角调制
本章讨论内容
– 主要研究非线性调制信号的特点、 频谱结构及传输频带
– 介绍调制及解调方法 – 定性分析角调制的抗噪声性能
一、角调制的基本概念
任何一个正弦时间函数，若其振幅不变，有
c(t)=A cos [(t)] 其中， (t)为正弦波的瞬时相角，或称总相角。
瞬时相角与瞬时频率关系 瞬时频率： (t) d(t)
性函数。
– 瞬时频率偏移
d (t )பைடு நூலகம்
dt
KFM
f
(t)
其中，KFM---频偏常数或调频灵敏度，单位：rad/(v•s)
– 瞬时角频率 (t) c KFM f (t)
– 瞬时相位
(t) (t)dt ct KFM f (t)d t
管理信息系统复习资料大全及名词解释
第一章：信息：关于客观事物的可通信知识。
数据：记录客观事实的一组可鉴别的符号。
知识：认得主观世界对客观世界的概括和反映。
联系：数据是信息的依据，信息的载体，信息形成知识。
信息的要素：语义、差异、传递、载体（信息的依附体，传播的媒介）。
信息资源管理的实质：着眼于考虑人们如何应用信息，而不是如何使用机器(计算机)。
系统：为了实现某种目的由一些元素按照一定的法则构成和组织起来的一个集合体。
系统的特点：1.由部件组成的，部件处于运动状态。
2.部件之间存在联系。
3.系统的总性能大于各部件性能的和。
4.系统的状态是可以转换的，而且这种转换是可以控制的。
第二章：企业组织结构形式与信息组织的关系：“扁平型”：组织规模已定，管理幅度较大，管理层次较少的一种组织结构形态。
优点：1.层次少，信息传递速度快，信息失真可能性小。
2.有利于下属人员发挥积极性和创造性。
3.管理成本低。
缺点：1.管理幅度增加，管理难度也加大。
2.下属提升机会减少。
“金字塔型”：（锥形式、瘦长型）组织结构：与扁平型刚好相反。
优点：1.管理幅度减少，管理难度减少。
2.下属提升机会增加。
缺点：1.管理层级多，信息的沟通与传递速度慢，信息失真度高。
2.不利于下属人员发挥积极性和创造性。
3.管理成本高。
信息组织：即信息的有序化与优质化，也就是利用一定的科学规则和方法，通过对信息外在特征和内容特征的表征和排序，实现无序信息流向有序信息流的转换，从而使信息集合达到科学组合实现有效流通，促进用户对信息的有效获取和利用。
信息组织特点：类聚性，系统性，动态性，多重性，综合性。
决策的类型、判断依据：1.结构化决策：解决比较简单直接，决策方法和过程有规律可循。
（客户订单，新员工工资）2.非结构化决策：解决的问题相对复杂，方法和过程没有固定规矩可循。
（厂址选择）3.半结构化决策：介于两者之间。
（设备检修）4.管理信息系统是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件、网络通信设备以及其他办公设备，进行信息的收集、传输、加工、储存、更新和维护，以企业战略竞优、提高效益和效率为目的，支持企业高层决策、中层控制、基层运作的集成化的人机系统。
《通信原理》第04章模拟信号的数字化精品PPT课件
t
…
t
…
t
S(f)
( f ) Sk ( f ) Sˆ( f )
f
…
f
…
f
t
f
7
4.2.1 低通模拟信号的抽样
频谱混叠
S(f)
spectrum aliasing
f ( f )
f
Sk ( f )
…
…
f
8
4.2.1 低通模拟信号的抽样
ideal lowpass filter
抽样信号恢复低通滤波器
s(t)
s(t)
t
t
δT (t)
c (t)
t
t
sk(t)
sk(t)
t
t
3
4.2.1 低通模拟信号的抽样
band-limited signal
低通抽样定理 一个带宽有限信号 s (t) 的最高频率为 fH ，若
抽样频率 fs ≥ 2 fH ，则可以由抽样信号序列 sk (t) 无 失真地恢复原始信号 s (t) 。 说明
抽样频率与信号频率的关系曲线
fs 4B
3B
2B
B
O
B 2B 3B 4B 5B 6B
fL
15
4.2.2 带通模拟信号的抽样
带通抽样的频谱
fH = 4 kHz fL = 3 kHz B = 1 kHz
fs = 2 kHz
S(f)
−4B
0
4B
Sk( f )
bandpass sampling
f
−4fs −3fs −2fs −fs O fs 2fs 3fs 4fs
领域也有广泛应用
pulse amplitude modulation (PAM)
通信原理第四章
• 2、调幅（AM）信号 如果输入的基带信号带有直流分量，h(t) 是理想理想低通滤波器，得到的输出信 号是有载波分量的双边带信号，表示为：
m(t) m0 m(t)
如果满足m0＞∣m,(t) ∣max 调幅（AM）信号
其时域与频域的表示为：
Sm (t) m(t) cosc
m0 m(t)cosc
c f
3 108 20 103
1.5 104 (m)
式中，λ为波长（m）；c为电磁波传播速度 （光速）（m/s）；f为音频（Hz）。
• 可见，要将音频信号直接用天线发射出 去，其天线几何尺寸即便按波长的百分 之一取也要150米高（不包括天线底座或 塔座）。因此，要想把音频信号通过可 接受的天线尺寸发射出去，就需要想办 法提高欲发射信号的频率（频率越高波 长越短）
Sm
()
1 2
M
(
c
)
M
(
c
)H
()
• 确定H（ω）
•从接收端入手
•VSB信号的解调和SSB信号一样不能用包络 检波，而要采用相干解调法
•通过解调的公式推导说明残留边带滤波器 的传输函数在载频附近必须具有互补对称 特性
• Sm(t)
LPF
m(t)
•
S (t ) =cosωct
－c 0
c
(f) 已 调 信 号 频 谱
调幅AM示意图
• 3、单边带（SSB）信号
从上述的双边带调制（AM和DSB）中可知，上 下两个边带是完全对称的，即两个边带所包含 的信息完全一样。那么在传输时，实际上只传 输一个边带就可以了，而双边带传输显然浪费 了一个边带所占用的频段，降低了频带利用率。 对于通信而言，频率或频带是非常宝贵的资源。 因此，为了克服双边带调制这个缺点，人们又 提出了单边带调制的概念。
通信原理(陈启兴版)第4章课后习题答案
第四章模拟调制4.1学习指导4.1.1要点模拟调制的要点主要包括幅度调制、频率调制和相位调制的工作原理。
1.幅度调制幅度调制是用调制信号去控制载波信号的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。
在时域上，已调信号的振幅随基带信号的规律成正比变化；在频谱结构上，它的频谱是基带信号频谱在频域内的简单平移。
由于这种平移是线性的，因此，振幅调制通常又被称为线性调制。
但是，这里的“线性”并不是已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。
事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。
幅度调制包括标准调幅（简称调幅）、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。
如果调制信号m(t)的直流分量为0，则将其与一个直流量A0相叠加后，再与载波信号相乘，就得到了调幅信号，其时域表达式为stAmttAtmttAM()0()cosc0cosc()cosc(4-1)如果调制信号m(t)的频谱为M(ω)，则调幅信号的频谱为1S()πA()()M()M()(4-2)AM0cccc2调幅信号的频谱包括载波份量和上下两个边带。
上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。
由波形可以看出，当满足条件|m(t)|A0(4-3)时，其包络与调制信号波形相同，因此可以用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。
否则，出现“过调幅”现象。
这时用包络检波将发生失真，可以采用其他的解调方法，如同步检波。
调幅信号的一个重要参数是调幅度m，其定义为m A m(t)Am(t)0max0minAm(t)Am(t)0max0min(4-4)AM信号带宽B AM是基带信号最高频率分量f H的两倍。
AM信号可以采用相干解调方法实现解调。
当调幅度不大于1时，也可以采用非相干解调方法，即包络检波，实现解调。
双边带信号的时域表达式为stmttDSB()()cosc(4-5)其中，调制信号m(t)中没有直流分量。
如果调制信号m(t)的频谱为M(ω)，双边带信号的频谱为1S()M()M()(4-6)DSBcc2与AM信号相比，双边带信号中不含载波分量，全部功率都用于传输用用信号，调制效率达到100%。
现代通信原理模拟调制系统
现代通信原理
第四章 模拟调制系统
-1-
本章知识点
4.1 引言 调制的概念 调制的分类 调制的作用 4.2 幅度调制(线性调制） 幅度调制基本原理 线性调制系统性能分析 4.3 角度调制（非线性调制） 基本概念 调频信号表达式 调相信号表达式 单音调制 调频信号的产生与解调方法 4.5 频分复用FDM 4.6 复合调制与多级调制
用滤波发产生SSB信号
m(t) hSSB（t） sSSB(t)
cos(ct)
HSSB（）
滤波法
sssb t mt cosct hssb t
1 S SSB ( ) [ M ( c ) M ( c )]H SSB ( ) 2
-25-
现代通信原理 Principle of Modern Communications
-2-
现代通信原理 Principle of Modern Communications
现代通信原理 Principle of Modern Communications
4.1 引言
调制的基本概念 m(t) 调制信号
调制器 sm(t) 已调信号
c(t) 载波信号 调制：按 调制（基带）信号的变化规律去改变高频 载波某一（些）参数，把基带信号搬移到给定信道 通带（处在较高频段）内的过程。
T 2
T 2
m(t )dt
PAM
载波功率Pc
2 m0 m'2 t 2 2
边带功率PS
-19-
现代通信原理 Principle of Modern Communications
第4章模拟调制系统
A0
A0 f (t )max
0
t
A0 f (t )max
过调制示意图
单音调制(单频调制)的调制信号为:
s AM (t ) ( A0 Am cos m t )cos 0 t A0 (1
AM 调幅指数
f (t ) Am cos m t
Am A0
A0
m
0
S
m
AM ( )
1/2 0
A0
带宽： BAM 2m
0
0
2 m
已调信号的带宽是基带信号带宽的两倍。 注意：带宽是指频谱的正频率部分。
AM信号的频谱
由于已调信号的频谱只是把基带信号的频谱搬移到±ω0 处， 而没有产生新的频谱成分，因此AM属于线性调制。
三、 调幅信号的功率分配
f (t )
f ( t ) cos 0 t
×
cos 0 t
/ 2 / 2
sin 0 t
希尔伯特变换：
t j 0 F ( ) F H ( ), H ( ) j 0
s SSB ( t )
(t ) f
× f ( t ) sin c t
3.按调制实现的功能不同来划分：
①幅度调制：载波信号的幅度随调制信号线性变化的调制。 ②频率调制：载波信号的频率随调制信号线性变化的调制。
③相位调制：载波信号的相位随调制信号线性变化的与输入调制信号的频谱之间是线性搬移
②非线性调制：已调信号频谱与输入调制信号的频谱之间是非线性搬移 注意：线性并不意味着已调信号与调制信号之间符合线性 关系，实际上任何一种调制过程都是非线性变换过程
第四章模拟调制系统习题（30道）
第四章 模拟调制系统 习题（30道）1. 已知调制信号 m(t)=cos(2000πt)+cos(4000πt)，载波为cos104πt，进行单边带调制，试确定该单边带信号的表达试，并画出频谱图。
解：方法一：若要确定单边带信号，须先求得m(t)的希尔伯特变换 m ’（t）=cos（2000πt-π/2）+cos（4000πt-π/2） =sin（2000πt ）+sin（4000πt ） 故上边带信号为S USB (t)=1/2m(t) cos w c t -1/2m ’(t)sin w c t =1/2cos(12000πt )+1/2cos(14000πt ) 下边带信号为S LSB (t)=1/2m(t) cos w c t +1/2m ’(t) sin w c t=1/2cos(8000πt )+1/2cos(6000πt ) 其频谱如图所示。
方法二：先产生DSB 信号：s m (t)=m(t)cos w c t =···，然后经过边带滤波器，产生SSB 信号。
2. 将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。
若次信号的传输函数H(w )如图所示。
当调制信号为m(t)=A[sin100πt +sin6000πt ]时，试确定所得残留边带信号的表达式。
解：设调幅波sm(t)=[m 0+m(t)]coswct，m0≥|m(t)|max，且s m (t)<=>S m (w)根据残留边带滤波器在f c 处具有互补对称特性，从H(w)图上可知载频f c =10kHz ，因此得载波cos20000πt。
故有sm(t)=[m0+m(t)]cos20000πt=m0cos20000πt+A[sin100πt+sin6000πt]cos20000πt=m0cos20000πt+A/2[sin(20100πt)-sin(19900πt)+sin(26000πt)-sin(14000πt)Sm(w)=πm0[σ(w+20000π)+σ(W-20000π)]+jπA/2[σ(w+20100π)-σ(w+19900π)+σ(w-19900π)+σ(w+26000π)-σ(w-26000π)-σ(w+14000π)+σ(w-14000π)残留边带信号为F(t)，且f(t)<=>F(w)，则F(w)=Sm(w)H(w)故有：F(w)=π/2m0[σ(w+20000π)+σ(w-20000π)]+jπA/2[0.55σ(w+20100π)-0.55σ(w-20100π)-0.45σ(w+19900π)+ 0.45σ(w-19900π)+σ(w+26000π) -σ(w-26000π)f(t)=1/2m0cos20000πt+A/2[0.55sin20100πt-0.45sin19900πt+sin26000πt]3.设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=0.5*10-3W/Hz，在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz，而载波为100kHz，已调信号的功率为10kW.若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：1.）该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性H(w)?2.）解调器输入端的信噪功率比为多少?3.）解调器输出端的信噪功率比为多少?4.）求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图型表示出来。
通信原理 第四章 模拟信号的数字化
8 7 6
12
11 10
1100
1011 1010 1001
段落码 c2 c3 c4
111 110 101
9
8
7 6 5
1000
0111 0110 0101
5
4 3 2
100
011 010 001
4
3 2 1
0100
0011 0010 0001
1
000
0
0000
18
4.4.3 PCM系统的量化噪声
2 b 2 mi a i 1 mi 1 M
式中，sk为信号的抽样值，即s(kT) sq为量化信号值，即sq(kT) f(sk)为信号抽样值sk的概率密度 E表示求统计平均值 M为量化电平数 mi a iv
q i a i v
v 2
求信号sk的平均功率 ：
S E ( s k ) s k f ( s k )dsk
S / Nq 22(B/fH )
上式表明，PCM系统的输出信号量噪比随系统的带宽 B按指数规律增长。
19
4.5 差分脉冲编码调制
4.5.1差分脉冲编码调制(DPCM)的原理
线性预测基本原理
线性预测 利用前面的几个抽样值的线性组合来预测当前的抽样值 预测误差 当前抽样值和预测值之差 由于相邻抽样值之间的相关性，预测值和抽样值很接近，即误 差的取值范围较小。 对较小的误差值编码，可以降低比特率。
正极性
负极性
折叠二进制码的特点： 有映像关系，最高位可以表示极性，使编码电路简化； 误码对小电压影响小，可减小语音信号平均量化噪声。
17
13折线法中采用的折叠码
通信原理第四章
第 4章模拟调制系统
4.1幅度调制（线性调制）的原理
定义： 幅度调制：用调制信号去控制高频载波的振
幅，使其按调制信号的规律而变化的过程。 幅度调制器的通用模型如图 4 - 1 所示。
4/169 12:07
m(t)
×
h(t)
sm(t)
cos ω ct
图 4 - 1幅度调制器的一般模型
6
由 于 ： x (t )e jωct ⇔ X (ω − ω c )
1 [δ (t ) + j ] ⇔ u (ω )
2
πt
⇒
sUSB(t)
=
1[m(t)*(δ 4
(t)
+
j πt
)]e
jωct
+
1 [m(t) *(δ 4
(t)
−
j πt
)]e−
jωct
= 1[m(t) + jmˆ (t)]ejωct + 1[m(t) − jmˆ (t)]e−jωct
如图4 - 7所示。
38/169 12:07
1 m(t) 2
t
Hh(ω)
1 2
m(t)
£π -2
± sSSB(t)
sSSB
(t)
=
1 2
m(t)
cos ωct
∓
1 2
mˆ
(t) sin
ωct
1 2
mˆ (t)
sin
ωct
图 4 –7 相移法形成单边带信号
39/169 12:07
cosωct
25/169 12:07
DSB调制结论： 1. 由频谱结构可知，发射信号没有载波分
第四章 模拟通信系统习题
第四章模拟通信系统4.1将模拟信号与载波相乘得到双边带抑制载波调幅（DSB-SC）信号，设(1)画出DSB-SC的信号波形图；(2)写出DSB-SC信号的傅式频谱，画出它的振幅频谱图；(3)画出解调框图。
解：(1)(2)可化为于是(3)4.2 已知是某个AM已调信号的展开式(1)写出该信号的傅式频谱，画出它的振幅频谱图；(2)写出的复包络；(3)求出调幅系数和调制信号频率；(4)画出该信号的解调框图。
解：(1)的频谱为振幅频谱图如下由此可见，此调幅信号的中心频率为，两个边带的频率是10KHz和12KHz，因此调制信号的频率是1KHz。
载频分量是。
(2)的复包络的频谱为(3)由复包络可以写出调制信号为因此调幅系数为0.5，调制信号的频率是1KHz。
(4)4.3现有一振幅调制信号，其中调制信号的频率f m=5KHz，载频f c=100KHz，常数A=15。
(1)请问此已调信号能否用包络检波器解调，说明其理由；(2)请画出它的解调框图；(3)请画出从该接收信号提取载波分量的框图。
解：(1)此信号无法用包络检波解调，因为能包络检波的条件是，而这里的A=15使得这个条件不能成立，用包络检波将造成解调波形失真。
(2)(3)4.4 已知已调信号波形为，其中调制信号为，是载波频率。
(1)求该已调信号的傅式频谱，并画出振幅谱；(2)写出该已调信号的调制方式；(3)画出解调框图；解：(1)由于因此(2)调制方式为上边带调制。
(3)4.5 某单边带调幅信号的载波幅度，载波频率，调制信号为(1)写出的Hilbert变换；(2)写出下单边带调制信号的时域表达式；(3)画出下单边带调制信号的振幅频谱。
解：(1) ，(2)下单边带调制信号为(3) 由，以及：故振幅频谱图如下：4.6 下图是一种SSB-AM的解调器，其中载频f c=455KHz。
(1)若图中A点的输入信号是上边带信号，请写出图中各点表示式；(2)若图中A点的输入信号是下边带信号，请写出图中各点表示式，并问图中解调器应做何修改方能正确解调出调制信号？解：记为基带调制信号，为其Hilbert变换，不妨设载波幅度为2（）。
通信原理课件——第四章
τ 宽为无穷大。
如上所述，脉冲宽度τ越大，自然抽样信号的带宽越小， 这有利于信号的传输。但增大τ会导致时分复用的路数减小， 显然考虑τ的大小时，要兼顾带宽和复用路数这两个互相矛 盾的要求。
二、平顶抽样
平顶抽样又称为瞬时抽样，从波形上看，它与自然抽样 的不同之处在于抽样信号中的脉冲均具有相同的形状— —顶部平坦的矩形脉冲，矩形脉冲的幅度即为瞬时抽样 值，如图4-11（a）所示。在实际应用中，平顶抽样信号 采用脉冲形成电路（也称为“抽样保持电路”）来实现， 得到顶部平坦的矩形脉冲。
图4-25 PCM系统的原理图
4.5.2 PCM
[例4.5.1]
4.5.3 PCM系统的抗噪声性能分析
4.6 语音压缩编码
4.6.1语音压缩编码技术的概念
通常，人们把话路速率低于64kb/s的语音编码方 法，称为语音压缩编码技术。常见的语音压缩编 码有差值脉冲编码调制（DPCM）、自适应差值脉 冲编码调制（ADPCM）、增量调制（DM或M）、自 适应增量调制（ADM）、参量编码、子带编码 （SBC）等。
第四章 模拟信号的数字传输
4.1 引言 4.2 抽样 4.3 量化 4.4 编码 4.5 脉冲编码调制系统 4.6 语音压缩编码 4.7 图像压缩编码
4.1 引言
图4-1 PCM通信系统原理图
图4-2 PCM信号形成过程示意图
4.2 抽样
所谓抽样是把时间上连续的模拟信号变成 一系列时间上离散的样值序列的过程，如 图4-3所示。
4.3 量化
图4-13 量化的输入和输出
4.3.1均匀量化
图4-14 量化过程及量化误差
[例4.3.1]
第四章：模拟信号数字传输
fH=nB+kB, 0＜k＜1 此时, fH/B=n+k，由定理知，m是一个不超过n+k的最大整 数，显然，m=n，所以能恢复出原信号m(t)的最小抽样速率为
带通抽样定理 B=fH-fL fH/B=n+k 0＜k＜1
fs
2 fH m
2(nB kB) n
理想抽样与信号恢复
m(t)
×
ms(t)
ms(t)
T (t)
(a)
低 通 m(t) 滤波器
(b)
已知抽样后信号
所以
ms (t) m(nTS ) (t nTS )
n
m (t) m(nTS ) (t nTS ) Sa(wHt)
n
m(nTS )Sa[wH (t nTS )]
正，－fs
O
fs
f
(b)
负，零 Ms( ) 正，零 负，fs
正，fs 负，2fs
－fs －fL
－fs＋fL －fH －fL
O
fL fH fs－fL
(c)
fs＋fL
f
带通信号的抽样频谱（fs=2fH）
带通均匀抽样定理：一个带通信号m(t)，其频率限制在fL 与fH之间，带宽为B=fH-fL，如果最小抽样速率fs=2fH/m， m是 一个不超过fH/B的最大整数，那么m(t)可完全由其抽样值确定。
M(ω)
Ms（ω）=MH(ω)/H(ω)
∞
Hale Waihona Puke =1/TΣn=-∞
M(ω-2nωH)
4.1.2 量化
量化 均匀量化
非均匀量化
通信原理(第7版)复习教材
通信原理复习资料第一章 绪论1、模拟通信系统模型模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统 2、数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 3、数字通信的特点 优点：（1）抗干扰能力强，且噪声不积累 （2）传输差错可控（3）便于处理、变换、存储（4）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 （5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻 （6）易于加密处理，且保密性好 缺点：（1）需要较大的传输带宽 （2）对同步要求高4、通信系统的分类（1）按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 （2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 （3）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 （4）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 （5）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信（6）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用 ★★5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），是“速度”问题； 可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。
模拟通信系统模型数字通信系统模型（1）模拟通信系统：有效性：可用有效传输频带来度量。
可靠性：可用接收端解调器输出信噪比来度量。
（2）数字通信系统：有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。
可靠性：常用误码率和误信率表示。
码元传输速率R B ：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud ）； 信息传输速率R b ：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒。
6、通信的目的：传递消息中所包含的信息。
7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信★8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。
一个二进制码元含1b 的信息量；一个M 进制码元含有log 2M 比特的信息量。
9、信息源的熵，即每个符号的平均信息量：)x (p log )x(p I i 2n1i i∑=-=结论：等概率发送时，信息源的熵有最大值。
第四章模拟通信系统计算题
第四章模拟通信系统计算题1．用调制信号()()cos 2*1000s t t π=对幅度为1、频率为4KHz 的正弦载波分别座AM 、DSB 、SSB （上边带）调制（1）定性画出已调信号的时域波形（2）画出它们的解调框图略2．已知零均值模拟基带信号()m t 的带宽为m f ，平均功率为()21m t =，取值范围为[]5,5-+。
用()m t 对载波cos 2c f t π进行调制得到已调信号为()()31cos 2c t s t m f t π⎡⎤⎣⎦=+，c m f f >>。
(1)求()s t 的平均功率；(2)画出从()s t 中解调()m t 的框图；解：(1)平均功率211392+⨯=(2)3、某调角系统如下图示，已知()()5210cos 2*102sin 400s t t t ππ=+伏。
（1）对于调制信号()f t 来说，()1s t 和()2s t 是调相波还是调频波？（2）写出已调信号()1s t 的表达式；（3）分别求出()1s t 和()2s t 的调制指数、最大频偏及带宽；（4）求出已调信号()2s t 的总功率。
答：(1)调频波；(2)()()4110cos 100.1sin 400s t t t ππ=+；(3)200Hz m f =，()1s t 的调制指数为0.1，最大频偏是20Hz ，带宽近似为400Hz （或440Hz ）；()2s t 调制指数是2，最大频偏是400Hz ，带宽近似为1.2KHz 。
(4)50W 。
4．假定解调器输入端的信号功率比发送端的信号功率低60dB，信道中加性高斯噪声的双边功率谱密度为13010/2N W Hz -=，基带调制信号是频率为15kHz 的正弦信号，输出信噪比要求30dB，求下列不同情况下的发送功率。
（1）DSB-SC 调幅；（2）SSB 调幅；（3）最大频偏为60kHz 的调频。
答：90310N W -=⨯，310oS N ⎛⎫= ⎪⎝⎭。
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通信原理电子教案第4章模拟调制系统学习目标：调制的目的、定义和分类；幅度调制的原理；线性调制系统的抗噪声性能；角调制的原理；模拟调制系统的性能比较；频分复用（ FDM ）的基本原理。
重点难点：各种线性调制的时域和频域表示，时域波形和频域结构，调制器和解调器原理框图，抗噪声性能，门限效应； FM 与 PM 的关系，调频指数与最大频偏的定义，卡森公式。
课外作业：4-1，4-2，4-5，4-6，4-,7，4-8，4-11，4-12，4-13 ，4-14 ， 4-17本章共分5 讲（总第13~17 讲）第十三讲幅度调制的原理（一）主要内容：AM 和DSB 的调制原理，已调信号的时域波形和频谱分布；SSB的滤波法调制原理。
引言：基带信号具有较低的频率分量，不宜通过无线信道传输。
因此，在通信系统的发送端需要由一个载波来运载基带信号，也就是使载波信号的某一个（或几个）参量随基带信号改变，这一过程就称为调制。
在通信系统的接收端则需要有解调过程。
调制的目的是：（1）将调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输的已调信号(频带信号)；(2)实现信道的多路复用，提高信道利用率；(3)减小干扰, 提高系统抗干扰能力；(4)实现传输带宽与信噪比之间的互换。
根据调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制；根据载波的选择可分为以正弦波作为载波的连续波调制和以脉冲串作为载波的脉冲调制。
本章重点讨论用取值连续的调制信号去控制正弦载波参数的模拟调制。
§ 4.1幅度调制(线性调制)的原理一、幅度调制器的一般模型幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律而变化。
幅度调制器的一般模型如图所示。
图4-1幅度调制器的一般模型已调信号的时域和频域表示式：S m(t)工[m(t)cos，c t] h(t)1S m( ■)[M (；：. ：；：. c) M；. c)] H (，)2幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；在频谱结构上, 它的频谱完全是基带信号频谱结构在频域内的简单搬移。
由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。
在该模型中，适当选择滤波器的特性H( •)，便可以得到各种幅度调制信号。
1.调幅(AM)在图4-1中，假设h(t)二、：(t)，调制信号m(t)叠加直流A。
后与载波相乘，就可形成调幅(AM)信号。
图4-2 AM调制器模型AM信号时域和频域表示式：S AM (t)二[A。
m(t)]COS c t=A cos ■ c t m(t)cos c tS AM( ■)-叭[(・Z c)，(■•-,)]1[M (；•-, ：；•-, c) M (；•-；c)]2式中m(t)通常认为其平均值m(t) =0。
图4-3 AM信号的波形和频谱由图4-3的时间波形可知，当满足条件 m(t)ma x空A。
时，AM信号的包络与调制信号成正比，所以用包络检波的方法很容易恢复出原始的调制信号，否则, 将会出现过调幅现象而产生包络失真。
AM信号的频谱S AM (')由载频分量和上、下两个边带组成，上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同, BAM = 2 f H2 2=[A 0 m(t)] cos - ■ c t2 2 2 2 2=[A 0 cos -c t m (t) cos ■ c t 2 A)m(t) cos - ■ c tAM 信号功率:P AM 弓学二 p c PS 式中P c 二A ；/2为载波功率，P s 二m 2(t)/2为边带功率。
由此可见，AM 信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。
载波分量不 携带信息，仍占据大部分功率，因此， AM 信号的功率利用率比较低。
2. 抑制载波双边带调制(DSB-SC在AM 信号中，如果将载波抑制，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边 带信号(DSB 。
DSB 信号时域和频域表示式：S DSB (U =m(t)cos 7S DSB ( ) =1【M( c ) M^ c )]图4-4 DSB 信号的波形和频谱由时间波形可知，DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号， 需采用相干解调(同步检波)。
另外，在 调制信号m(t)的过零点处，高频载波相位有180°的突变。
DSB 言号虽然节省了载波功率，功率利用率提高了。
但它的频带宽度仍是调 制信号带宽的两倍，DSB 信号的上、下两个边带是完全对称的，它们都携带了 调制信号的全部信息，因此仅传输其中一个边带即可。
3. 单边带调制(SSB)单边带信号的产生方法通常有滤波法和相移法。
1)用滤波法形成单边带信号产生SSB 信号最直观的方法是让双边带信号通过一个边带滤波器，保留所需 要的一个边带，滤除不要的边带。
用滤波法形成SSB 信号的技术难点是，由于一般调制信号都具有丰富的低频成分，经调制后得到的DSB 言号的上、下边带之间的间隔很窄，这要求单边带滤 波器在f c 附近具有陡峭的截止特性，这就使滤波器的设计和制作很困难，为此， 在工程中往往采用多级调制滤波的方法。
第十四讲幅度调制的原理（二）主要内容：SSB 的相移法调制原理；VSB 的调制原理；线性调制信号的解调原理。
图4-5形成SSB B 号的滤波特性. 1 H ___ » %!血带 F 边莆1 L 心画 卜边證g 带 ・■・7V\图4-6 SSB 信号的频谱i Wo* K 边带糠2）用相移法形成单边带信号SSB信号的时域表示式的推导比较困难。
但我们可以从简单的单频调制出发, 得到SSB信号的时域表示式，然后再推广到一般表示式。
设单频调制信号为m（t）= A m cos ‘ m t，载波为c（t）=cos・c t，DSB信号的时域表示式为S DSB（t）二A m COS m tcos ・c t1 1A m COS（，c …m）t * - A m COS（■ m）t2 2保留上边带，则1S USB （t） A m COS（ C 'm）t21 1A m COS ■ m COS ■ c t A m Sin ，m Sin ，c t2 2保留下边带，则1S LSB（t）A m COS（' c - ' m ）t21 1A m cos ■ m tcos - c t A m sin m tsin c t2 21 一 1 s SSB（t）A m cos m t cos ■ c t A m sin，m tsin，c t2 2式中，“-”表示上边带信号，“ +”表示下边带信号。
式中，A m sin「m t可以看成是A m cos m t相移一，而幅度大小保持不变。
我 2们把这一过程称为希尔伯特变换，记为“ A ”，则AA m COS m t = A m Sin m tSSB信号的时域表示式:1 - 1S SSB（t^-m（t）cos c t _ r?（t） sin c tA A式中，m(t)是m(t)的希尔伯特变换。
若M(「)为m(t)的傅氏变换，则m(t)的A傅氏变换M (co)为AM ®） = M （⑷），［—j sg n 国］式中符号函数［1, 0 >0sgnco =丿J -1, O <0设AH h©） = M （豹）/ M （国）=一j sgnco我们把H h(「)称为希尔伯特滤波器的传递函数，它实质上是一个宽带相移网络,A 表示把m(t)幅度不变，所有的频率分量均相移；，即可得到m(t)单边带调制相移法的模型，如图4-7所示。
图4-7相移法形成单边带信号相移法形成SSB信号的困难在于宽带相移网络的制作，该网络要对调制信号m(t)的所有频率分量都必须严格相移，这一点即使近似达到也是困难的。
2SSB调制方式在传输信号时，不但可节省载波发射功率，而且它所占用的频带宽度为B sSB二f H，因此目前已成为短波通信中一种重要调制方式。
SSB信号的解调和DSB-样不能采用简单的包络检波，仍需采用相干解调。
4.残留边带调制(VSB)残留边带调制是介于SSB 与 DSB 之间的一种调制方式，它既克服了 DSB 言号 占用频带宽的缺点，又解决了 SSB B 号实现上的难题。
在VSB 中,不是完全抑制 一个边带（如同SSB 中那样），而是逐渐切割，使其残留一小部分，如图4-8（d ） 所示。
图4-8 DSB 、SSB 和VSB 言号的频谱用滤波法实现残留边带调制的原理如图4-9（a ）所示。
图中，滤波器的特性应按残留边带调制的要求来进行设计。
图4-9 （a ） VSB 调制器模型 （b ） VSB 解调器模型由图4-9（a ）可知，残留边带信号的频谱为1 S VS B C 0 - —[ M （，+ 'C ） M （，-，C ）] H VSB （'） 为了确定H VSB L ）应满足的条件，我们来分析一下接收端是如何从该信号中 恢复原基带信号的VSB 信号必须采用如图4-9（b ）所示的相干解调。
图中，残留边带信号S vsB （t ） 与相干载波2 cos ■ c t 的乘积为2S VS B （t ） COS ■ ■ c t 二 ［S vSB （「■ r■■ c ） ' S/SB 汕灯＜0 cotajj Zcwfls I选择合适的低通滤波器，则低通滤波器的输出为1S0（们）=一M （m）［ H VSB（3+<»C）+ H VSB（3—<»c）］为了保证相干解调的输出无失真地重现调制信号，必须要求H/SB （灼飞c） +H/SB佝—％）=常数，阀弘H式中，「H是调制信号的最高频率。
满足上式的H/SB L）的可能形式有两种：图4-10（a）所示的低通滤波器形式和（b）所示的带通（或高通）滤波器形式。
图4-10 （ a）残留部分上边带的滤波器特性（b）残留部分下边带的滤波器特性几何解释：以残留上边带的滤波器为例，它是一个低通滤波器。
这个滤波器将使上边带小部分残留，而使下边带绝大部分通过。
将H VSB（「）进行-■ 'c的频移, 分别得到H/SB（⑷-^c）和H VSB®+⑷c），将两者相加，其结果在他I V⑷H范围内应为常数，为了满足这一要求，必须使H VSB（■-」c）和H VSB（-「-c）在• =0处具有互补对称的滚降特性。
只要残留边带滤波器的特性H VSB L）在-'c处具有互补对称（奇对称）特性,那么，采用相干解调法解调残留边带信号就能够准确地恢复所需的基带信号J丿—'__________O ----------8线性调制信号的解调1.相干解调法适用：AM DSB SSB VSB2.包络检波法适用：AM第十五讲线性调制系统的抗噪声性能（一）Sm J L PF —►叫（t） 1 毎（皿“气』图4—11残留边带滤波器的几何解释BPF主要内容：分析模型；DSB和SSB系统相干解调的抗噪声性能；AM系统包络检波抗噪声性能的分析思路。