视频结交网站怎么做,医院网站建设 费用,营销网站占用多少m空间,工商局官网查询营业执照文章目录 前言一、调制简介1、调制定义2、调制目的3、调制的分类 二、幅度调制#xff08;线性调制#xff09;1、幅度调制的一般模型2、常规双边带调幅 AM①、AM 信号的产生②、AM 调制器的模型③、AM 波形和频谱④、AM 信号的特点⑤、AM 包络检波⑥、调幅系数 3、抑制载波双… 文章目录 前言一、调制简介1、调制定义2、调制目的3、调制的分类 二、幅度调制线性调制1、幅度调制的一般模型2、常规双边带调幅 AM①、AM 信号的产生②、AM 调制器的模型③、AM 波形和频谱④、AM 信号的特点⑤、AM 包络检波⑥、调幅系数 3、抑制载波双边带 DSB①、如何提高调制效率②、DSB 波形与频谱③、DSB 信号的特点④、相干解调同步检波 4、单边带调制 SSB①、SSB 信号的产生1滤波法2相移法 ②、SSB 信号的特点 5、残留边带调制 VSB①、VSB 滤波器特性 H ( ω ) H(\omega) H(ω) 应满足什么条件②、VSB 滤波器的几何解释③、VSB 信号的特点 6、AM/DSB/SSB/VSB 关系 三、角度调制非线性调制1、调频和调相的基本概念2、两者关系3、FM 和带宽①、调频参数和最大频偏②、FM 频谱③、FM 带宽 4、FM 信号的产生与解调①、FM 信号的产生②、FM 信号的解调鉴频 5、FM 特点与应用①、FM 特点②、FM 应用 前言
记录通信原理中调制和解调相关学习笔记。 一、调制简介
1、调制定义 比喻——货物运输将货物装载到飞机/轮船的某个仓位上 调制把消息信号搭载到载波的某个参数上形成已调信号。
载波某种高频周期性振荡信号如正弦波。 受调载波称为已调信号含有消息信号特征。
解调调制的逆过程从已调信号中恢复信息信号。
2、调制目的
匹配信道特性减小天线尺寸提高辐射效率频谱搬移实现信道的多路复用提高信道利用率扩展信号带宽提高系统抗干扰能力实现带宽与信噪比的互换有效性和可靠性
通过提高发射信号的频率进而减小制作天线的尺寸长度。
3、调制的分类
①、调制的过程 ②、下图展示了都有哪些调制方式
二、幅度调制线性调制
1、幅度调制的一般模型
幅度调制——消息信号控制正弦载波的幅度 时域 S m ( t ) [ m ( t ) cos ω c t ] ∗ h ( t ) S_m(t)[m(t)\cos\omega_ct]*h(t) Sm(t)[m(t)cosωct]∗h(t) 频域 S m ( t ) 1 2 [ M ( ω ω c ) M ( ω − ω c ) ] H ( ω ) S_m(t)\frac{1}{2}[M(\omega\omega_c)M(\omega-\omega_c)]H(\omega) Sm(t)21[M(ωωc)M(ω−ωc)]H(ω) m ( t ) ↔ M ( ω ) m(t) \leftrightarrow M(\omega) m(t)↔M(ω) h ( t ) ↔ H ( ω ) h(t) \leftrightarrow H(\omega) h(t)↔H(ω)
2、常规双边带调幅 AM
①、AM 信号的产生
条件设消息信号 m ( t ) m(t) m(t) 的均值为 0即 m ( t ) ‾ 0 \overline{m(t)}0 m(t)0且 ∣ m ( t ) ∣ m a x ≤ A 0 \mid m(t) \mid_{max}\leq A_0 ∣m(t)∣max≤A0外加直流偏执 A 0 A_0 A0然后与载波进行相乘即可得到 AM 信号。
②、AM 调制器的模型 ③、AM 波形和频谱 ④、AM 信号的特点 ∣ m ( t ) ∣ m a x ≤ A 0 \mid m(t) \mid_{max}\leq A_0 ∣m(t)∣max≤A0 时AM 波的包络正比于调频信号 m ( t ) m(t) m(t)故可采用包络检波。AM 的频谱由载频分量、上边带和下边带组成。AM 传输带宽是调制信号带宽的两倍 B A M 2 f H B_{AM}2f_H BAM2fH。AM 的优势在于接收机简单广泛用于中短调幅广播。AM 的缺点主要是调制效率功率利用率低。 η A M ≤ 50 \eta_{AM}\leq50% ηAM≤50%
⑤、AM 包络检波 条件 ∣ m ( t ) ∣ m a x ≤ A 0 \mid m(t) \mid_{max}\leq A_0 ∣m(t)∣max≤A0 特点简单不需要相干载波非相干解调但是小信噪比时有门限效应。
⑥、调幅系数
——反映调幅信号 m ( t ) m(t) m(t) 改变载波幅度的程度 ——涉及 AM 的功率分配和调制效率
3、抑制载波双边带 DSB
①、如何提高调制效率
—— 抑制已调信号中的载波分量等效于去掉基带信号中的直流偏执 A 0 A_0 A0这种方式称为抑制载波的双边带调制简称双边带调制 DSB
②、DSB 波形与频谱 ③、DSB 信号的特点
包络不再与 m ( t ) m(t) m(t) 成正比当 m ( t ) m(t) m(t) 改变符号时载波相位反转故不能用包络检波需要相干解调。五载频分量只有上、下边带。带宽与 AM 的相同 B D S B B A M 2 f H B_{DSB}B_{AM}2f_H BDSBBAM2fH。调制效率 100%即功率利用率高。主要用作 SSB、VSB 的技术基础调频立体声中的差信号调制等。
④、相干解调同步检波
采用相干解调的方式解调 DSB 信号 适用AM、DSB、SSB、VSB 要求载波同步 c ( t ) cos ω c t c(t)\cos\omega_ct c(t)cosωct ——本地载波相干载波-----与调制载波同频同向
若接收端提供的本地载波不相干如同频不同向那么对解调带来衰减甚至失真问题
4、单边带调制 SSB
①、SSB 信号的产生
1滤波法 原理先形成 DSB 信号边带滤波即得上或下边带信号 要求滤波器 H S S B ( ω ) H_{SSB}(\omega) HSSB(ω) 在载频处具有陡峭的截止特性。—— 技术难点之一
2相移法 S S S B ( t ) 1 2 m ( t ) cos ω c t ± 1 2 m ( t ) ^ sin ω c t —— S S B 表达式 S_{SSB}(t)\frac{1}{2}m(t)\cos\omega_ct\pm\frac{1}{2}\hat{m(t)}\sin\omega_ct——SSB表达式 SSSB(t)21m(t)cosωct±21m(t)^sinωct——SSB表达式
②、SSB 信号的特点
优点之一是频带利用率高。其传输带宽仅为 AM/DSB 的一半 B S S B B A M / 2 f H B_{SSB}B_{AM}/2f_H BSSBBAM/2fH因此在频谱拥挤的通信场合获得了广泛应用尤其在短波通信和多路载波电话中占有重要的地位。优点之二是低功耗特性因为不需传送载波和另一个边带而节省了功率。这一点对于移动通信系统尤为重要。缺点是设备较复杂存在技术难点。也需相干解调。
5、残留边带调制 VSB
—— 介于 SSB 和 DSB 之间的折中方案
**单边带存在的问题是难以实现陡峭的边带滤波特性。解决办法是逐步切割圆滑滚将。
①、VSB 滤波器特性 H ( ω ) H(\omega) H(ω) 应满足什么条件
若要无失真恢复 m ( t ) m(t) m(t) H ( ω ) H(\omega) H(ω) 应满足如下条件 [ H ( ω ω c ) H ( ω − ω c ) ] 常数 ∣ ω ∣ ≤ ω H [H(\omega\omega_c)H(\omega-\omega_c)]常数|\omega|\leq\omega_H [H(ωωc)H(ω−ωc)]常数∣ω∣≤ωH
含义 H ( ω ) H(\omega) H(ω) 必须满足在载频处具有互补对称特性
②、VSB 滤波器的几何解释
是将具有互补对称的特性左右平移 ω c \omega_c ωc 叠加的结果等于常数 [ H ( ω ω c ) H ( ω − ω c ) ] 常数 ∣ ω ∣ ≤ ω H [H(\omega\omega_c)H(\omega-\omega_c)]常数|\omega|\leq\omega_H [H(ωωc)H(ω−ωc)]常数∣ω∣≤ωH
③、VSB 信号的特点
仅比 SSB 所需带宽有很小的增加却换来了电路的简单。 f H B V S B 2 f H f_HB_{VSB}2f_H fHBVSB2fH。应用商业电视广播中的视频信号传输等。
6、AM/DSB/SSB/VSB 关系 三、角度调制非线性调制
由于频率和相位是微积分的关系所以无论调频还是调相都会使载波的角度发生变化所以调频和调相统称为角度调制。
1、调频和调相的基本概念
角调信号 S m ( t ) A cos [ ω c t ϕ ( t ) ] S_m(t)A\cos[\omega_ct\phi(t)] Sm(t)Acos[ωctϕ(t)]其中幅度 A A A 恒定 ϕ ( t ) \phi(t) ϕ(t) 随 m ( t ) m(t) m(t) 变化
1、调相PM相位偏移 若相位偏移 ϕ ( t ) \phi(t) ϕ(t) 正比于消息信号 m ( t ) m(t) m(t) 的变化规律则已调信号为调相信号其中 K p K_p Kp 是相移常数rad/V。 ϕ ( t ) K p m ( t ) \phi(t)K_pm(t) ϕ(t)Kpm(t) S P M A cos [ ω c ( t ) K p m ( t ) ] S_{PM}A\cos[\omega_c(t)K_pm(t)] SPMAcos[ωc(t)Kpm(t)]
2、调频FM角频偏 若角频偏 d ϕ ( t ) d t \frac{d\phi(t)}{dt} dtdϕ(t) 正比于消息信号 m ( t ) m(t) m(t)而相位偏移 ϕ ( t ) \phi(t) ϕ(t) 正比于消息信号 m ( t ) m(t) m(t) 的积分则已调信号为调频信号其中 K f K_f Kf 为频偏常数Hz/V表示单位调制电压产生的频偏量也称调频灵敏度。 d ϕ ( t ) d t 2 π K f m ( t ) \frac{d\phi(t)}{dt}2\pi K_fm(t) dtdϕ(t)2πKfm(t) ϕ ( t ) 2 π K f ∫ m ( τ ) d τ \phi(t)2\pi K_f\int m(\tau)d\tau ϕ(t)2πKf∫m(τ)dτ S F M A cos [ ω c ( t ) 2 π K f ∫ m ( τ ) d τ ] S_{FM}A\cos[\omega_c(t)2\pi K_f\int m(\tau)d\tau] SFMAcos[ωc(t)2πKf∫m(τ)dτ]
2、两者关系
由于频率和相位是微分积分关系 频率 ~ 相位微分积分 调相 ~ 调频相互转化 ①、若把调制信号 m ( t ) m(t) m(t) 先微分再调频则可得到调相信号 调相波 PM 是频率正比于调制信号 m ( t ) m(t) m(t) 微分的等幅波下面给出了消息信号是正弦波和矩形脉冲的两种情况 ②、若把调制信号 m ( t ) m(t) m(t) 先积分再调相则可得到调频信号 调频波 FM 是频率正比于调制信号 m ( t ) m(t) m(t) 的等幅波它的波形的疏密随着消息信号 m ( t ) m(t) m(t) 的大小变化即 m ( t ) m(t) m(t) 越大 - 频率越高 - 波形越密
3、FM 和带宽
①、调频参数和最大频偏
从单音信号入手单音 m ( t ) A m ( t ) cos ω m t m(t)A_m(t)\cos\omega_mt m(t)Am(t)cosωmt ω m 2 π f m \omega_m2\pi f_m ωm2πfm
最大频偏 Δ f K f A m \Delta fK_fA_m ΔfKfAm
调频指数最大相位偏移 m f Δ f f m K f A m f m m_f\frac{\Delta f}{f_m}\frac{K_fA_m}{f_m} mffmΔffmKfAm注 f m f_m fm 为调制频率
调频指数是调频波的一个重要参量涉及到 FM 的传输带宽、功率分配以及抗噪性能
②、FM 频谱
调频信号的频谱是由分布在载频分量 ω c \omega_c ωc 两侧的无数多对边频 ω c ± n ω m \omega_c \pm n\omega_m ωc±nωm 组成其幅度取决于 m f m_f mf调频指数
③、FM 带宽
从理论上讲 FM 信号的带宽为无穷大但是从工程应用的角度来讲在下面频带内集中了98%的信号功率
常用卡森公式计算调频波的带宽 B F M 2 ( m f 1 ) f m 2 Δ f 2 f m B_{FM}2(m_f1)f_m2\Delta f2f_m BFM2(mf1)fm2Δf2fm B F M ≈ 2 f m m f 1 B_{FM}\approx2f_mm_f1 BFM≈2fmmf1 时 —— 窄带调频NBFM这个时候带宽取决于调制频率 f m f_m fm B F M ≈ 2 Δ f m f 1 B_{FM}\approx2\Delta fm_f1 BFM≈2Δfmf1 时 —— 宽带调频WBFM这个时候带宽取决于最大频偏 Δ f \Delta f Δf 推广对于多音或任意带限调制信号FM 带宽 B F M 2 ( m f 1 ) f m B_{FM}2(m_f1)f_m BFM2(mf1)fm m f Δ f f m K f A m f m m_f\frac{\Delta f}{f_m}\frac{K_fA_m}{f_m} mffmΔffmKfAm f m f_m fm 为调制信号 m ( t ) m(t) m(t)的最高频率——带宽 4、FM 信号的产生与解调
①、FM 信号的产生
1直接法
原理调制电压 m ( t ) m(t) m(t) 直接控制振荡器的频率 ω i ( t ) ω 0 K f m ( t ) \omega_i(t)\omega_0K_fm(t) ωi(t)ω0Kfm(t)优点电路简单可获得较大频偏缺点频率稳定度不高改进采用 PLL 调频器
2间接法
原理积分 - 调相 - n次倍频 -WBFM优点频率稳定度好缺点需要多次倍频和混频电路较为复杂 ②、FM 信号的解调鉴频 5、FM 特点与应用
①、FM 特点
包络恒定幅度恒定非线性调制频偏正比于 m ( t ) m(t) m(t)相偏正比于 m ( t ) m(t) m(t) 的积分带宽比 AM 大 ( m f 1 ) (m_f1) (mf1) 倍 B F M 2 ( m f 1 ) f m B_{FM}2(m_f1)f_m BFM2(mf1)fm优势抗噪能力强代价占用较大信道带宽频谱利用率低
②、FM 应用
高质量或信道噪声大的场合如调频广播电视伴音、卫星通信、移动通信、微波通信和蜂窝电话…。 我的qq2442391036欢迎交流
