通信原理知识-调频
通信原理 知识点 总结
通信原理知识点总结一、信号传输信号传输是指将信息从一个地方传输到另一个地方的过程。
信号传输可以通过导线、光纤、无线电波等介质进行。
在信号传输中,需要考虑信道的带宽、信号的功率与频率等因素,以确保信息的传输质量。
1.1 信道带宽信道带宽是指信道所能通过的频率范围。
对于有限带宽的信道,信号的频率必须控制在信道可通过的频率范围内,以避免频率分量丢失。
通常情况下,信道带宽越宽,传输的信息量就越大。
1.2 信号功率信号功率是指信号的能量大小。
在传输过程中,信号的功率要足够大才能克服传输介质的阻力,保证信息传输的可靠性。
而过大的功率会引起干扰,影响其他信道的正常传输。
1.3 信号频率信号频率是指信号的周期性变化,它是信号传输中非常重要的一个参数。
信号的频率决定了信号的波形和频谱特性,对信号的编码、调制和解调等过程都有影响。
二、编码调制编码调制是指将数字信号或模拟信号转换成适合传输的信号的过程。
在通信中,对于数字信号,需要通过编码将其转换成模拟信号,再通过调制的方式转换成适合传输的信号;而对于模拟信号,则可以直接进行调制。
编码调制的过程主要包括数字信号的编码、调制器的调制和解调器的解调等步骤。
2.1 数字信号的编码数字信号的编码是将数字信号转换成模拟信号的过程。
在编码过程中,需要考虑信号的时域特性、频域特性和效率等因素,以确保信号在编码后能够准确地表示原始信息。
2.2 调制器的调制调制器是将编码后的信号,通过改变其幅度、频率或相位等特性,转换成适合传输的信号的装置。
调制的方式有很多种,如调幅调制、调频调制和调相调制等,不同的调制方式适用于不同的传输介质和传输要求。
2.3 解调器的解调解调器是接收端用来将调制信号还原成原始信号的装置。
解调器必须能够准确地将信号的幅度、频率或相位等特性恢复,以保证信息的传输质量。
三、传输介质传输介质是指信息在传输过程中所经过的物理媒介,包括导线、光纤和空气等。
不同的传输介质有着不同的特性,对信号的传输速率、传输距离和传输质量都有影响。
调频原理及电路
教学内容:一、调频信号的产生由调频信号的频谱分析可知,调制后的,要产生调频信号就必须利用非线性调频信号中包含许多新的频率分量,因此元器件进行频率变换。
产生调频信号的方法主要有两种:直接调频和间接调频。
直接调频是用调制信号直接控制载波的瞬时频率,产生调频信号。
间接调频则是先将调制信号进行积分,再对载波进行调相,获得调频信号。
二、直接调频电路直接调频的基本原理是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率,使其不失真地反映调制信号变化规律。
(1)改变振荡回路的元件参数实现调频调频电路中常用的可控电容元件有变容二极管和电抗管电路。
常用的可控电感元件是具有铁氧体磁芯的电感线圈或电抗管电路,而可控电阻元件有PIN二极管和场效应管。
若将这样的可控参数元件或电路直接代替振荡器振荡回路的某一元件(例如L或C)或者直接并接在振荡回路两端,这样振荡频率就会与可控参数元件的数值有关,用调制信号去控制这样元件的参数值,就能够实现直接调频。
(2)变容二极管直接调频电路1)变容二极管的特性变容二极管是根据PN结的结电容随反向电压改变而变化的原理设计的一种二极管。
它的极间结构、伏安特性与一般检波二极管没有多大差别。
不同的是在加反向偏压时,变容二管呈现一个较大的结电容。
这个结电4312容的大小能灵敏地随反向偏压而变化。
正是利用了变容二极管这一特性,将变容二极管接到振荡器的振荡回路中,作为可控电容元件,则回路的电容量会明显地随调制电压而变化,从而改变振荡频率,达到调频的目的。
右图为变容二极管的反向电压与其结电容呈非线性关系2)基本原理变容二极管是振荡回路的一个组成部分,加在变容二极管上的反向电压u =V CC –VB+U(t),结电容是振荡器的振荡回路的一部分,结电容随调制信号变化,回路总电容也随调制信号变化,故振荡频率也将随调制信号而变化。
只要适当选取变容二极管的特性及工作状态,可以使振荡频率的变化与调制信号近似成线性关系,从而实现调频。
无线通信技术第3章 调频原理与技术
3.2 立体声解码器
3.2.1 立体声解码器的作用与性能要求 调频立体声中频信号经鉴频器解调后输出的信号,是立体声复合 信号,而并非原左、右声道音频信号。 1.具有良好的左、右分离度 2.左、右声道平衡度要好 3.左、右声道非线性串音要小 4.左、右声道相位差要小 3.2.2 开关解码器的组成和工作原理 1.开关解码器的组成
图3-6 调频立体声接收机的电路框图
3.1 调频接收原理
1)调频立体声接收机在鉴频器之后增设了立体声解码器。 2)调频立体声接收机的低频放大电路由左、右两路音频放大器组 成。 3)在调频单声道接收机中,去加重电路在鉴频器之后;而调频立 体声接收机中,去加重电路却设置在立体声解码器之后。 4)调频立体声广播信号的频带比调频单声道信号的要宽一些,所 以对中频放大器和鉴频器的通频带要求也就不一样,通常立体声 的为240kHz,单声的为180kHz。 (2)信号处理过程 调频立体声收音机的高、中频电路(解码器以前 的电路)与调频单声道收音机是相同的,其信号处理过程相同。
3.1 调频接收原理
2)调频波的调制指数mf与调制信号频率Ω成反比,最大频移Δωfm与 调制信号频率无关。 3)调相波和调频波的最大频移Δωm均等于调制指数m与调制频率Ω 的乘积。 2.调角波的数学表达式 3.1.2 调频信号 1.调频信号的波形 2.调频波的表达式
图3-1 调频信号的波形 a)单音信号的波形 b)调频信号的波形
3.2 立体声解码器
3.简答题 (1)对调频立体声广播制式有什么基本要求? (2)调频调谐器与调幅调谐器相比较,有哪些不同? (3)调频立体声接收机与调频单声道接收机相比主要的区别是什么? (4)鉴频器一般应该满足哪几个方面的性能要求? (5)简述对立体声解码器的几个方面的要求。
通信原理4(2)
当调频指数mf很小时,第一类贝塞尔(Bessel)函数的取值为 当调频指数 很小时,第一类贝塞尔 函数的取值为 mf J0 (mf ) ≈1 J1(mf ) ≈ ; ; Jn (mf ) ≈ 0, n >1 2
-6-
Principles of Modern Communications
单音频率调制已调信号的频谱和带宽( 单音频率调制已调信号的频谱和带宽(续) 单音调频信号的频谱
n f1 k f2 c ∞ ∞
∞
m1
+ kωm2 ]t
δ [ω (ωc + nωm1 + kωm2 )] ← Sm (ω) = πA ∑ ∑Jn (mf 1 )Jk (mf 2 ) → + δ[ω+ (ωc + nωm1 + kωm2 )] n=∞ k =∞
-10-
Principles of Modern Communications
BFM ≈ 2(mf +1) fm = 2(fmax + fm )
(Hz)
偏 ωmax (fmax ) 。
单音调频信号所占的频带宽度取决于调频指数 mf 和最大频
-8-
Principles of Modern Communications
通信原理总结
4)VSB:抗噪声性能和频带利用率与SSB相当。在电视广播等系统中得到了广泛应用。
5)FM:抗干扰能力强,广泛应用于长距离高质量的通信系统中。缺点是频带利用率低,存在门限效应。
>>角度调制(非线性调制):
或 随m(t)成比例变化,前者称为相位调制,后者称为频率调制。从频谱上来说,已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构不同,出现了新的频率分量,因此也称非线性调制。
2.幅度调制的原理
(1)标准调幅(AM)信号
>>模型图
图2.1
>>表达式
其中 对应载波项, 对应边带项。
为了防止过调制,要求调幅系数
第六章数字基带传输系统
一、概述
本章介绍了数字基带传输结构,数字基带及其频谱特性,包括数字基带的各种类型及它们的特点,基带传输常用的码型以及各种码型的特点和适用范围。了解引起码间干扰的原因以及如何减弱码间干扰。
二、知识点归纳
(1)数字基带系统的组成
(2)常用的基带信号波形
(3)基带传输的常用码型
(4)码间串扰和信道噪声是影响基带传输性能的两个主要因素。因此如何减弱码间串扰和消除噪声是研究两个重点。
4.非线性调制
5.各种模拟调制系统的比较
>>所有系统在“同等条件”下进行比较:
解调器输入信号功率为Si
信道噪声均值为0,单边功率谱密度为n0
基带信号带宽为fm
其中AM的调幅度为100%,正弦型调制信号
1)抗噪声性能:FM最好,DSB/SSB、
VSB次之,AM最差;
通信原理知识点
第一章1.通信的目的是传输消息中所包含的息。
消息是信息的物理表现形式,信息是消息的有效内容。
.信号是消息的传输载体。
2.根据携载消息的信号参量是连续取值还是离散取值,信号分为模拟信号和数字信号.,3.通信系统有不同的分类方法。
按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号(信号特征分类),相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。
按调制方式分类:基带传输系统和带通(调制)传输系统。
4.数字通信已成为当前通信技术的主流。
5.与模拟通信相比,数字通信系统具有抗干扰能力强,可消除噪声积累;差错可控;数字处理灵活,可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输;易集成,成本低;保密性好等优点。
缺点是占用带宽大,同步要求高。
6.按消息传递的方向与时间关系,通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。
7.按数据码先排列的顾序可分为并行传输和串行传输。
8.信息量是对消息发生的概率(不确定性)的度量。
9.一个二进制码元含1b的信息量;一个M进制码元含有log2M比特的信息量。
等概率发送时,信源的熵有最大值。
10.有效性和可靠性是通信系统的两个主要指标。
两者相互矛盾而又相对统一,且可互换。
在模拟通信系统中,有效性可用带宽衡量,可靠性可用输出信噪比衡量。
11.在数字通信系统中,有效性用频带利用率表示,可靠性用误码率、误信率表示。
12.信息速率是每秒发送的比特数;码元速率是每秒发送的码元个数。
13.码元速率在数值上小于等于信息速率。
码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。
第二章14.确知信号按照其强度可以分为能量信号和功率信号。
功率信号按照其有无周期性划分,又可以分为周期性信号和非周期性信号。
15.能量信号的振幅和持续时间都是有限的,其能量有限,(在无限长的时间上)平均功率为零。
功率信号的持续时间无限,故其能量为无穷大。
16.确知信号的性质可以从频域和时域两方面研究。
17.确知信号在频域中的性质有4种,即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。
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
通信原理第三章 模拟调制系统
当载波为cosωct时
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t LSB c c 2 2
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t U SB c c 2 2 当载波为sinωct时
w
w
w
w
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t L SB c c 2 2 1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t U SB c c 2 2
w) , h(t) = H(w) = jsgn(
1
t
3)、Hilbert变换的性质: (1)、信号和它的希尔波特变换具有相同的能量谱密度或相 同的功率谱密度。 推论: (2)、信号和它的希尔波特变换的能量(或功率)相同。 (3)、信号和它的希尔波特变换具有相同的自相关函数。 (4)、信号和它的希尔波特变换互为正交。 4)、Hilterb变换的用途: 在单边带调制中,用来实现相位选择,以产生单边带信号
1 S ( w ) = A w w w w [ M ( w w ) M ( w w )] A M c c c c 2
c(t) 载波 调制 信号 已调 信号 m(t)
-f
H
C(f)
-f c 0 fc
f
M(f)
f
-fL 0 f
L
fH
sm(t)
第三章 模拟调制系统
引言 3.1 幅度调制 标准调幅(AM) 双边带调幅(DSB) 单边带调幅(SSB) 残留边带调幅(VSB) 3.2 角度调制原理 3.3 抗噪声性能 各种幅度调制系统的噪声性能 非线性调制系统的抗噪性能 模拟系统比较
通信原理简答题
1.什么是信噪比增益信噪比增益高说明什么问题说明调频系统信噪比增益与调频指数的关系..答:接收端输入信噪比与输出之比叫做信噪比增益;说明了不同调制解调系统的抗噪声能力;信噪比增益高说明系统的抗噪声能力强;调频系统的信噪比增益与调频指数的三次方成正比..2.宽带调频系统为什么要采用预加重和去加重语音和图像信号低频段能量大;高频段信号能量明显小;而鉴频器输出噪声的功率谱密度随频率的平方而增加;造成信号的低频信噪比很大;而高频信噪比明显不足;使高频传输困难..故在调频收发技术中;通常采用预加重和去加重技术来解决这一问题..3.简要回答均匀量化与非均匀量化的特点..均匀量化特点;在量化区内;大、小信号的量化间隔相同;最大量化误差均为半个量化级;因而小信号时量化信噪比太小;不能满足要求.. 非均匀量化特点:量化级大小随信号大小而变;信号幅度小时量化级小;量化误差也小;信号幅度大时量化级大;量化误差也大;因此增大了小信号的量化信噪比..4.数字基带信号的功率谱有什么特点它的带宽主要取决于什么数字基带信号st的功率谱密度P sω通常包括两部分:由交变波形成的边续谱P uω及由稳态波形成的离散谱P vω..其中连续谱总是存在的;而离散谱在某些特殊情况下不存在或某些离散谱分量不存在;数字基带信号的带宽主要取决于连续谱..5.简述2DPSK消除相位模糊的原理..由于0、π只是代表前后码变与不变的关系;如相位恢复相差180度;所有的码都要判错;但前后码之间的关系不会错;则从相对码到绝对码的变换不会错1. 信道容量是如何定义的连续信道容量和离散信道容量的定义有何区别 答:信道容量是信道最大可能的传输信息速率;对离散信道;其定义为:对于一切可能的信息源概率分布;信道传输信息速率R 的最大值称为信道容量;记为C;即:r Y X H X H R C ⋅-==)]|()(m ax [max对连续信道;设信道的带宽为B;输出的信号功率为S;输出加性高斯白噪声功率为N;则该连续信道的信道容量为:)bit/s (1log 2⎪⎭⎫ ⎝⎛+=N S B C ..2. 什么是线性调制常见的线性调制有哪些线性调制是正弦波的幅度随调制信号作线性变化的过程;在频谱上已调信号的频谱是基带信号频谱的平移或线性变换;常见的线性调制有常规振幅调制AM 、抑制双边带调制DSB 、残留边带调制VSB 和单边带调制SSB 等.. 3. 什么是低通型信号的抽样定理什么是带通型信号的抽样定理 答:低通型信号抽样定理:一个频带限制在0;f H 内的时间连续信号mt ;如果以T S ≤1/2f H 的时间间隔对它进行等间隔抽样;则mt 将被所得到的抽样值完全确定..带通型信号抽样定理:对最高频率为f H 、最低频率为f L 、带宽为BB=f H -f L 的带通型信号mt ;f H 可表示为:f H =n B+k B;0≤k <1;式中n 是小于f H /B 的最大整数..这时;能恢复出带通信号mt 的最小抽样频率为⎪⎭⎫ ⎝⎛+=n k B f S 12.. 4. 什么是误码扩散也称差错传播如何解决误码扩散问题答:在部分响应基带传输系统中;因部分响应信号的当前抽样值与其它信码的串扰值有关;使得在传输过程中当某个抽样值因干扰发生差错时;不但造成接收端当前恢复值错误;而且会影响到以后所有恢复值的错误;此现象称为误码扩散或差错传播;在发送端相关编码之前先进行预编码;可解决误码扩散问题..5.二进制键控调相分为绝对调相2PSK和相对调相2DPSK;为什么要采用相对调相答:在采用绝对调相2PSK时;由于本地参考载波有0、л模糊度而使得解调得到的数字信号可能极性完全相反;即1和0倒置;对于数字传输来说这是不允许的..为了克服相位模糊度对相干解调的影响;最常用而又有效的办法就是采用相对调相2DPSK..1、简要说明HDB3的编码规则..在HDB3编码中;“1”交替地用+1与-1的半占空归零码;当出现4连0时;用取代节B00V和000V代替;B表示符合极性交替规律的传号;V表示破坏极性交替规律的传号;选取替代节规则是时两个相邻V脉冲之间的B脉冲数目为奇数..2、为什么在模拟通信中很少使用相位调制;而在数字通信中经常使用相移键控模拟通信中相位调制;当相移常数保持不变时;调相的频带宽度随着频率的增加而比例地增大;这对于充分利用传输信道的频带是不利的;在数字通信中;PSK的误比特率比其它调制方式低..3、QAM调制的中文含义是什么比较16PSK与16QAM调制的带宽与抗噪声性能..QAM是指正交幅度调制..16QAM的抗噪声性能优于16PSK;两者的带宽均为基带信号带宽的两倍..4、说明数字基带信号的功率谱包含哪两部分与单个脉冲波形有什么关系定时信号由哪部分决定数字基带信号st的功率谱密度P sω通常包括两部分:由交变波形成的边续谱P uω及由稳态波形成的离散谱P vω..功率谱是单个脉冲波形频谱函数的平方成正比;定时信号由离散线谱决定..5、什么是误码扩散也称差错传播用什么方法可以解决误码扩散问题在部分响应基带传输系统中;因部分响应信号的当前抽样值与其它信码的串扰值有关;使得在传输过程中当某个抽样值因干扰发生差错时;不但造成接收端当前恢复值错误;而且会影响到以后所有恢复值的错误;此现象称为误码扩散或差错传播;在发送端相关编码之前先进行预编码;可解决误码扩散问题..1、什么是奈奎斯特带宽说明奈奎斯特第一准则:抽样点无失真传输的充要条件..无失真传输码元周期为T的抽样序列时;所需要的最小传输频带宽度为0-1/2T..1/2T称为奈奎斯特带宽..奈奎斯特第一准则:抽样点无失真传输的充要条件是:在本码元的抽样时刻上有最大值;其他码元的抽样时刻信号值为零;即抽样点上无码间串扰..2、什么是门限效应AM信号采用什么解调方法可能会出现门限效应在小信噪比时;解调器输出信号无法与噪声分开;有用信号“淹没”在噪声中;这时输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降;而是急剧下降;这种现象叫做门限效应..AM采用包络检波法可能会出现门限效应..3、匹配滤波器的“匹配”二字的含义是什么简要说明匹配滤波器的主要特征..匹配滤波器的“匹配”是指输出信噪比达到最大;匹配滤波器的主要特征:滤波器的传递函数与信号功率谱的复共轭成正比;输出信号是输入信号自相关函数的K倍;匹配滤波器的冲击响应是输入信号St的镜像平移;输出最大信噪比为2E S/ n 0 . Es为观察间隔内信号的能量..4、为什么2PSK调制会产生“相位模糊”用什么方法来解决“相位模糊”PSK相干解调时恢复出的本地载波可能与所需要的理想本地载波同相;也可能反相;这种相位关系的不确定称为“相位模糊”..在调制器输入前的数字信号采用差分编码的方法解决“相位模糊”..。
第7章频率调制与解调
2024/8/8
16
间接调频中的调相方法: (1) 矢量合成法:针对窄带调相。
uPM (t) Uc cos(ct mp cost)
Uc cosct cos(mp cost) Uc sinct sin(mp cost) 当m p π/12时:uPM (t) U c cosct U cmp cost sin ct
本章的重点是调频和鉴频。
2024/8/8
1
1、调频信号的时域分析
调制信号: u U cost;载波信号 :uc Uc cosct; 瞬时频率: (t) c (t) c k fU cost c m cost
k f :比例常数 (调制灵敏度 ); m k fU : 峰值角频偏。
调频信号瞬时相位: (t )
变容二极管调频器:用调制信号去控制振荡器的变容二极管的 结电容,是最常用的调频方法,本章要重点讲这种调频电路。
电抗管调频:用电子管、晶体管或场效应管作为振荡器的等效 可控电抗,在调制信号控制下实现调频,目前这种调频方法已 很少使用。
(2) 间接法:对调制信号先积分,再调相可以实现调频。
间接法的关键是如何调相,调相方法包括:矢量合成法、 可变移相法和可变延时法。
J
2 n
(mf
)
n
Uc2 2RL
Pc ,
J
2 n
(mf
)
1
n
说明:调频波的平均功率和未调载波的平均功率相等。因此调
频器可以理解为功率分配器,它的功能是将载波功率分配给每
个边频分量,而分配的原则与调频指数mf有关。
4、调频波和调相波的比较
调制信号:u U cost 载波信号:uc Uc cosct
Δfm=75kHz,Fmax=15kHz,Bs=180kHz>>2Fmax=30kHz。 适用频段:由于FM信号的带宽较宽,因此FM只用于超短 波和频率更高的波段。
自考通信原理--名词解释
码距:把两个码组中对应位上数字不同的位数称为码组的距离,简称码距码间串扰:是由于系统传输总特性的非理想。
导致到当前码元的波形畸变、展宽,并使前面的波形出现很长的拖尾蔓延到当前码元的抽样时刻,从而对当前码元的判决造成干扰。
窄带随机过程:如果随机过程的频谱密度集中在中心频率F附近相对窄的频率范围,即满足,则称为窄带随机过程。
群同步:又称帧同步,是指在接收端产生与每“帧”、每“组”起止时刻相一致的同步时钟序列,以便对接收码元进行正确分组。
调制信道:指发送端调制器输出端至接收端调制器输入端之间的部分,是用来研究调制与解调问题的,属于广义信道。
编码信道:指发送端调制器输出端至接收端调制器输入端之间的部分,是用来研究调制与解调问题的,属于广义信道。
信道:是一种物理媒介,用来将来自发送设备的信号传送到接收端。
信道容量:是指信道能够传输的最大平均信息速率。
数字基带传输系统:不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统称为数字基带传输系统。
最佳基带传输系统:将消除了码间串扰并且误码率最小的基带传输系统称为最佳基带传输系统。
数字带通传输系统:把包括调制和解调过程的数字传输系统称为数字带通传输系统。
数字基带信号:未经调制的数字信号所占据的频谱是从零频或很低频率开始的。
最佳接收机:指在差错概率最小准则下得到的最佳接收系统。
量化噪声:量化输出电平和量化前的抽样值一般不同,两者之间存在误差,这个误差称为量化噪声。
能量信号:若一个信号的能量E是一个正的有限值,则称此信号位能量信号。
差分相移键控:为克服绝对相移键控的相位模糊,差分相移键控就是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息。
相对移相键控:是利用前后相邻码元的载波相对相位变化来传递数字信息,而其频率和幅度保持不变。
角度调制:指高频载波的频率或相位按照基带信号的规律而变化的一种调制方式,是一种非线性调制,已调信号的频谱不再保持原理基带频谱的结构。
数字调制:是指用数字基带信号控制载波的某些参数,将数字基带信号变化为数字带通信号的过程。
通信原理(第五章)模拟调制系统
n i =1
mi cos wit
有 m ˆ (t ) = å
n i =1
mi sin wit
二、幅度调制的原理(6)(VSB)
残留边带(VSB) :信号带宽B介于单边带(SSB)信号和双边带 (DSB)信号之间。 如何确定残留边带滤波器的特性H(ω )? 先考虑如何解调,即如何从接收信号中来恢复原基带信号? 设采用同步解调法进行解调,其组成方框图如图5-8 输入信号为 Sm(w) = 1 [ M (w - wc) + M (w +wc)] H (w)
2 (5.1 - 24)
载波为:
s(t ) = cos wct ? S (w) p [d (w +wc) +d (w - wc)]
1 1 [ Sm(w) * S (w)] = [ M (w + 2wc) + M (w)] H (w + wc) 2p 4 1 + [ M (w) + M (w - 2wc )] H (w - wc ) (5.1 - 26) 4
max max
- [ m(t )] min +[ m(t )] min
二、幅度调制的原理(5)(SSB)
SSB信号:
在DSB调制信号的基础上,仅保留一个边带。 将图5-4中的带通滤波器设计成如图5-5b所示的传输特 性。将产生上边带信号,相应的频谱如图5-5c所示。 信号带宽B=fx,其中fx是信号的最高频率)。 如何描述?产生下边带SSB信号的理想低通滤波器可表 示为: ì 1 t >0 ï 1
sm(t ) = A0 cos wct + m(t )cos wct
Sm(w) = p A0[d (w - wc) +d (w +wc)] +
现代通信原理考点
现代通信原理知识点第一章绪论1、通信、通信系统的定义;通信:从一地向另一地传递消息。
通信系统:将信息从信源传到一个或多个目的地。
2、通信系统的模型及各框图作用;臊声源通信系统的一般模型信息源:消息的发源地,把各种消息转换成原始电信号。
发送设备:将信源信号变换成适合在信道中传输的信号。
信道:指传输信号的物理媒质。
噪声源:干扰信号的传输。
接收设备:放大和反变换,从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复出原始电信号受信者:将复原的原始电信号还原成相应的消息。
3、数字通信系统模型及各框图作用;数字通信的主要特点;数字通信系统模型信源编码:1)提高信息传输的有效性;2)完成模/数转换; 信源译码:是信源编码的逆过程;信道编码:把抗干扰编码加入传输信息中,提高可靠性;信道译码:将信息进行解码,并且有发现解码错误或纠正错误的功能; 加密:将传输的信息加上密码,保证信息的安全性; 解密:将已加密的信息进行解密恢复;数字调制:形成适合在信道中传输的频带信号; 数字解调:将频带信号还原为数字信号;主要特点:1)抗干扰能力强2)差错可控解密加密噪声源信息.信源译码信道编码额字调制信源a码信道译码数字解调受信者3)易于与各种数字终端接口4)易于集成化5)易于加密处理,且保密强度高4、通信系统分类(按传输媒质、信号复用方式);按传输媒质分:有线通信系统、无线通信系统;按信号复用方式分:频分复用、时分复用、码分复用;5、信息量的含义;信息量、平均信息量(嫡)、一条消息的信息量计算;信息量:对消息中这种不确定性的度量。
1、…、Ilog a log a P(x)(a2,单位:bit)P(x)平均信息量:每个符号所含信息量的统计平均值。
H(x)P(x i)[lbP(x i)]P(X2)[lbP(X2)]...P(X n)[lbP(X n)](bit/符号)例:一离散信源由0,1,2,3四个符号组成,它们出现的概率分别为38,1/4,1/4,1/8,且每个符号的出现都是独立的。
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PM波
V0 cos 0t Kpv (t )
瞬时频率
0 Kfv (t )
0 k p
dv (t ) dt
瞬时相位 最大频移
0t Kf v (t )dt
0
t
0t Kpv (t )
Dm K p dv (t ) dt max
Dm Kf v (t ) max
由于调频波和调相波的方程式相似,因此只要分析其中一 种的频谱,则对另一种也完全适用。
已调频信号 a(t ) V0 cos(0t mf sin Ωt)
V0[cos0t cos(mf sin Ωt) sin 0t sin(mf sin Ωt)]
v V cosΩt
v V cosΩt
v 0 V0 cos0t
v 0 V0 cos0t
0+Dm
0–Dm
AM
FM
频谱宽度 调频波的指标
寄生调幅
抗干扰能力
载波信号 的受控参量
解调方式 相干解调或 非相干解调
解调方式 的差别 频谱线性搬 移频谱结构 无变化
特点
频带窄 频带利 用率高
瞬时频率
D kp v (t ) max mp 调制指数 d d (t ) [0t kpv (t ) 0 ] 0 kp v (t ) dt dt d 频偏 Dp (t ) kp v (t ) dt max
FM波 数学表达式
t V0 cos 0t K f v (t )dt 0
调相 瞬时相位 (t ) 0t kpV cosΩt 0
瞬时频率 (t ) 0 kpV sin Ωt
已调相信号 a(t ) V0 cos(0t kpV cosΩt 0 )
V0 cos(0t mp cosΩt 0 )
mΩ D
mf K f
调制指数
v
0
t
(t )dt
max
mp Kp v (t ) max
附:上述比较中的调制信号 v(t),载波V0mcos0(t)
以单音调制波为例 调制信号 v Ω (t ) VΩ cost 调频 瞬时频率 (t ) 0 kfV cosΩt 瞬时相位 (t ) 0t
D p mp kpVΩ
D p k p V
以单音调制波为例 调制信号 v (t ) V cost
调频 瞬时频率 (t ) 0 kfV cosΩt
瞬时相位 (t ) 0t
kf V sin Ωt 0 kf VΒιβλιοθήκη Df mf kf V
sin Ωt 0
已调频信号 a(t ) V0 cos( 0t
kf V
sin Ωt 0 )
V0 cos(0t mf sin Ωt 0 )
mf k f V
D f
D f k f V
以单音调制波为例 调制信号 v Ω (t ) VΩ cost
可以看出调相制的信号带宽随调制信号频率的升高而增 加,而调频波则不变,有时把调频制叫做恒定带宽调制。
End
一、频谱
调制信号 v (t ) V cost
已调频信号 已调相信号
a(t ) V0 cos(0t mf sin Ωt) a(t ) V0 cos(0t mp cosΩt)
v
0
t
(t )dt mf 调制指数
max
设调制信号为vΩ (t),载波信号 v ω (t ) V0 cos(0t 0 )
调相 瞬时相位 (t ) 0t kpv (t ) 0 ω0t+θ 0是未调制时的载波相位;kpvΩ (t)是瞬时相位相对 于ω0t+θ 0的偏移,叫瞬时相位偏移,简称相位偏移或相移。可 表示为 D (t ) kpv (t ) 最大相移,即相偏,表示为
用途
幅 调 度 幅 调 制 调 频 角 度 调 调 相 制
振幅
AM
频率
鉴频或 频率检波
频谱非线性 频谱结构发 生变化属于 非线性频率 变换
相位
鉴相或 相位检波
频带宽 频带利 用不经 济、抗 干扰性 强
广播 电视 通信 遥测 数字 通信
FM PM
图 10.1.1
利用波形变换电路进行鉴频
鉴频跨导
鉴频灵敏度 鉴频器的指标 鉴频频带宽度 寄生调幅抑制能力
mΩ D
mp kpV
D p
调相 瞬时相位 (t ) 0t kpV cosΩt 0
瞬时频率 (t ) 0 kpV sin Ωt
调频
kf V Df mf
mf
Δωm
Ω
调相
mp kpV
D p
Δωm mp Ω
瞬时相位 (t ) 0 (t )dt 0
t t
t0
0
t
(t )
(t )
实轴
0
设调制信号为vΩ (t),载波信号 v ω (t ) V0 cos(0t 0 ) 调频 瞬时频率 (t ) 0 kfv (t )
ω0是未调制时的载波中心频率;kfvΩ (t)是瞬时频率相对于 ω0的偏移,叫瞬时频率偏移,简称频率偏移或频移。可表示为
失真和稳定性
End
图 10.1.2 鉴频特性曲线
10.2.1 瞬时频率与瞬时相位 10.2.2 调频波和调相波的 数学表示式
10.2.3 调频波和调相波的 频谱和频带宽度
调频是使高频载波的瞬时频率按调制信号规律变化的一种 调制方式;调相是使高频载波的瞬时相位按调制信号规律变 化的一种调制方式。因为这两种调制都表现为高频振荡波的 总瞬时相角受到调变,故将它们统称为角度调制(简称调角) 。 d 瞬时频率 (t ) (t ) dt
D (t ) kfv (t )
最大频移,即频偏,表示为 D kf v (t ) max
瞬时相位
(t ) [0 kfv (t )]dt 0 0t kf 0 v (t )dt 0
t 0 t 0
t
相移 Df (t ) kf v (t )dt; D f kf