B8章模拟调制系统习题及答案_通信原理
第三章（模拟调制原理）习题及其答案
【题3－1】已知线性调制信号表示式如下：
（1）cos cos c t w t Ω （2）(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中，6c w =Ω。试分别画出它们的波形图和频谱图。 【答案3－1】
（1）如图所示，分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图
设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换，有
()[()()
2
()()] [(7)(5)(5)(7)]
2
M c c c c S w w w w w w w w w w w w w π
δδδδπ
δδδδ=
+Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-=
+Ω+-Ω++Ω+-Ω
（2）如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图：
设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换，有
()[()()]
[()()2
()()] [(6)(6)] [(7)(5)2
(7)(5)]M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπ
δδδδπδδπ
δδδδ=++-+
+Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω+
+Ω+-Ω--Ω-+Ω
【题3－2】根据下图所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。
【答案3－2】
AM 波形如下：
通过低通滤波器后，AM 解调波形如下：
DSB 波形如下：
通过低通滤波器后，DSB 解调波形如下：
由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。
【题3－3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4cos10t π，进行单边带调制，试确定单边带信号的表达式，并画出频谱图。 【答案3－3】
可写出上边带的时域表示式
4411
?()()cos ()sin 221
[cos(2000)cos(4000)]cos1021
[sin(2000)sin(4000)]sin1021
[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41
[cos8000co 4m c c s t m t w t m
t w t t t t
t t t
t t t t t πππππππππππ=
-=+-+=+++-
-s12000cos 6000cos14000]
11
cos12000cos1400022t t t t t
πππππ+-=+ 其傅立叶变换对
()[(14000)(12000)
2
+(14000)(12000)]M S w w w w w π
δπδπδπδπ=
+++-+- 可写出下边带的时域表示式
'
4411
?()()cos ()cos 221
[cos(2000)cos(4000)]cos1021
[sin(2000)sin(4000)]sin1021
[cos12000cos8000cos14000cos 6000]
41
+[cos8000c 4m c c s t m t w t m
t w t t t t
t t t
t t t t t πππππππππππ=
+=+++=+++-os12000cos 6000cos14000]
11
cos8000cos1600022t t t t t
πππππ+-=+
其傅立叶变换对
'
()[(8000)(6000)
2
(8000)(6000)]M S w w w w w π
δπδπδπδπ=
++++-+-
两种单边带信号的频谱图分别如下图。
【题3－4】将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。若此滤波器的传输函数)(ωH 。)如下图所示(斜线段为直线)。当调制信号为
[]t t A t m ππ6000sin 100sin )(+=时，试确定所得残留边带信号的表示式。
【答案3－4】
根据残留边带滤波器在c f 处有互补对称特性，从上图可得载频kHz f c 10=，故有
[][][]()()cos 20000cos 20000sin100sin 6000cos 20000 cos 20000sin 20100sin19900sin 26000sin140002
m o o o s t m m t t m t A t t t A
m t t t t t ππππππππππ=+=++=+
-+-
由于 ?)(t s m )(ωm S ，设残留边带信号为)(t f ，则)()()(ωωωH S F m =对应上图线性部分的频率与幅度的关系可得：
[]
[]()(20000)(20000)2
0.55(20100)0.55(20100)0.45(19900)2
0.45(19900)(26000)(26000)o F m j A
π
ωδωπδωππδωπδωπδωπδωπδωπδωπ=
++-+
+---++-++--
则
[]t t t A
t m t f o ππππ26000sin 19900sin 45.020100sin 55.0220000cos 21)(+-+=
【题3－5】已知()m t 的频谱如图（a ）所示，某系统调制部分方框图如图（b ）所示， 12ωω=，1H ωω>，且理想低通滤波器的截至频率为1ω，求输出信号()s t ，画出()s t 的频谱图。
H
图（a ） 图（b ）
【答案3－5】
设()m t 与1cos()t ω相乘后的输出为1()s t ，1()s t 为DSB 信号。1()s t 经截止频率为1ω的理想低通滤波器，所得输出信号'
1()s t 为下边带SSB 信号，其表达式为
'11111()()cos()()sin()22
s t m t t m t t ωω=
+ 同理，
'21111()()sin()()cos()22
s t m t t m t t ωω=
- []
''1222112112121212()()cos()()sin()
1111 ()cos()()sin()cos()()sin()()cos()sin()
222211 ()cos()cos()sin()sin()()sin()cos()co 22s t s t t s t t m t t m t t t m t t m t t t m t t t t t m t t t ωωωωωωωωωωωωωω=+????
=++-????????
=++-[]
122121s()sin()11 ()cos()()sin()22
t t m t t m t t
ωωωωωω=---
显然，()s t 是一个载波角频率为21ωω-的上边带信号。
【题3－6】某调制系统如下图所示。为了在输出端同时分别得到1()f t 及2()f t ，试确定接收端的1()c t 及2()c t 。
【答案3－6】
设发送端合成后的发送信号是1020()()cos ()sin f t f t w t f t w t =+，根据我们的假设，接收端采用的是相干解调，则可设相干载波10()cos c t w t =，解调后输出为
001020011020()()cos [()cos ()sin ]cos 111
()()cos 2()sin 2222
f t f t w t f t w t f t w t w t f t f t w t f t w t ==+=
++
通过低通滤波器后
021
()()2f t f t =
假设接收端的相干载波20()sin c t w t =，则解调后的输出为
010********()[()cos ()sin ]sin 111
()sin 2()()cos 2222f t f t w t f t w t w t f t w t f t f t w t =+=
+-
通过理想低通滤波器后
021
()()2f t f t =
【题3－7】设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度只HZ
W f p n /105.0)(3
-?=在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号)(t m 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，先经过带宽为10kHz 的一理想带通滤波器滤波，试问：
1）该理想带通滤波器中心频率为多大? 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? 【答案3－7】
1）为保证信号顺利通过和尽可能消除噪声，带通滤波器带宽
kHz f B M 102==
其中心频率为
kHz f c 100=
2）因为输入端的噪声和信号功率分别为
kw s i 10=
w f BP N n i 1010
5.010102)(23
3=????==- 故输入信噪比
1000=i
i
N S
3）因有2=DSB G ，故输出信噪比
2000=No So
【题3－9】某线性调制系统的输出信噪比为20dB ，输出噪声功率为10-9W 输出端到解调器输入端之间总的传输损耗为100dB ，试求：
1）DSB ／SC 时的发射机输出功率？ 2）SSB ／SC 时的发射机输出功率？ 【答案3－9】
设发射机输出功率为O P ，损耗为1010==i
O S P K ，已知
100=i
o
N S 。
1）DSB ／SC 时2G =，则
1502i o
i o
S S N N ==； 又因
94410i o N N W -==?
则
750210i i S N W -==?
故
100310
10
210o i P S W ==?
2）DSB ／SC 时1G =，则
100i o i o
S S
N N ==； 又因
94410i o N N W -==?
则
7100410i i S N W -==?
故
100310
10
410o i P S W ==?
【题3－10】设调制信号()m t 的功率谱密度()
20m m
m m n f
f f p t f else
≤=，若用SSB 调制方式进行传输（忽略信道的影响），试求：
1）接收机的输入信号功率； 2）接收机的输出信号功率；
3）若叠加于SSB 信号的白噪声的双边功率谱密度为0
2n ，设调制器的输出端
接有截止频率为m f Hz 的理想低通滤波器，那么，输出信噪功率比为多少？
4）该系统的调制制度增益G 为多少？ 【答案3－10】
1）设SSB 已调信号
1
?()cos ()sin 2SSB c c s m t w t m
t w t =
±
接收机输入信号功率
2211()()()441 428m m i SSB
m f m m m
f m S s t m t P f df
n n f f df f ∞
-∞-====?=??
2）相干解调后，接收机输出信号为
01
()()4m t m t =
所以接收机输出信号功率
2
2
001()()1632m m n f S m t m t ==
=
3）相干解调后，接收机输出噪声功率为
01
4i N N =
0001144m
N n B n f ==
所以，输出信噪比为
0000/32/48m m m m S n f n N n f n ==
4）
00
//SSB i i S N G S N =
因为
00/88i m m m
i m S n f n N n f n ==
所以
/81
/8m SSB m n n G n n =
=
【题3－11】 试证明：当AM 信号采用同步检测法进行解调时，其制度增益G 与
公式20022/2()/()
i i S N m t G S N A m t ==
+的结果相同。
【答案3－11】
设AM 信号为()AM s t 为：
()[()]cos AM c s T A m t w t =+
式中：|()|max A m t ≥
输入噪声
()()cos ()sin i c c s c n t n t w t n t w t =-
解调器输入的信号功率为
222
()()22i AM
A m t S s
t ===
解调器输入的噪声功率为
20()i i N n t n B ==
设同步检测时的相干载波为cos c w t ，则解调器的输出信号
0()[()()]cos [()]cos cos [()cos ()sin ]cos () [()]cos 2222()()()
cos 2sin 2222AM i c c c c c s c c c c c s c c s t s t n t w t A m t w t w t
n t w t n t w t w t A m t A
A m t w t n t n t n t w t w t
=+=++-=
+++++- 其中：[()]cos 22c A
A m t w t +，()cos 22c c n t w t ，()sin 22s c n t w t 被带通滤波器虑除，直流分量2A
也被去除。
因此解调器的输出信号功率为
201()4S m t =
解调器的输出噪声功率为
2011()44c i N n t N =
=
所以，在采用同步检测法进行解调时，AM 信号的调制制度增益为
220000222211()///2()44//()()/22
i
i i i i i
m t N S N S N m t G G S N S N A m t A m t N ====
++ 可知，AM 信号采用同步检测法进行解调时，其调制制度增益与大信噪比情况下AM 信号采用包络检波解调时的制度增益相同。
【题3－12】已知话音信号的频率范围限制在0～4000Hz ，其双边带调制信号的时域表达式为
()()cos m c S t m t t ω=，接收端采用相干解调，
1）画出接收端解调的原理框图；
2）当接收端的输入信噪比为20dB 时，计算解调的输出信噪比。 【答案3－12】
1）接收端解调原理框图如下：
2）因为输入信噪比
10
2010log i i S dB N =
所以
100i
i
S N =
又因为DSB 系统的调制制度增益为
00/2/i i S N G S N ==
所以
002200i i
S S
N N =?=
【题3－13】设一宽带频率调制系统，载波振幅为100V ，频率为100MHz ，调制
信号()m t 的频带限制于5kHz ，22
()5000V m t =，500f k π=rad 、（s V ?），最大频
偏75f ?=kHz ，并设信道中噪声功率谱密度是均匀的，其3
()10n P f -=W/Hz （单边带），试求：
1）接收机输入端理想带通滤波器的传输特性()H w ； 2）解调器输出端的新造功率比； 3）解调器输出端的新造功率比；
4）若()m t 以振幅调制方法传输，并以包络检波，试比较在输出信噪功率比和所需带宽方面与频率调制有和不同？ 【答案3－13】
1）由
f m f
m f ?=
有
75155f m =
=
得
2()2(1)2(151)5160m f m B f f m f =?+=+=?+?=kHz
理想带通滤波器的传输特性为
99.92kHz ||100.08kHz
()0 K f H w ≤≤?=?
?其他
其中：K 为常数。
2）设解调器输出端的信号为
()cos[()]
t
m c F S t A w t K m d ττ-∞
=+?
所以输出信号功率为
22
1005000W
22i A S ===
输入噪声功率为
33
()1016010160i n N P f B -==??=W
5000
31.2160i i S N ==
3）
222
22022233003()3100(500)5000375008810(510)f m A k m t S N n f πππ-???==???
4）若以振幅调制方法传输()m t ，则所需带宽为
210kHz AM B f ==<160kHz FM B =
包络检波器的输出信噪比为
22020033
0()()5000
50037500101010c i AM FM S m t m t N n N S N -??==
?????=
=<= ?????
可见，频率调制系统与振幅调制系统相比，是通过增加信号带宽来提高输出信噪比。 S
第四章模拟调制系统习题答案
第四章 模拟调制系统习题答案 4-1 根据图P4-1所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通 解 由包络检波后波形可知：DSB 解调信号已严重失真，而AM 的解调信号不失真。所以，AM 信号采用包络检波法解调，DSB 信号不能采用包络检波法解调。 4-2 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度P n (f)=×10-3 W/H Z ，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5kH Z ，而载波为100kH Z ，调制信号的功率为10kW 。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过带宽为10kH z 的一理想带通滤波器，试问 （1） 该理想带通滤波器中心频率为多大 （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，并用图形表示出来。 解 （1）为了保证信号顺利通过和尽可能的滤除噪声，带通滤波器的带宽等于已调信号宽度，即B=2f m =2×5=10kH Z ,其中心频率应选信号的载波频率100kH Z ,带通滤波器特性为 ()? ? ?≤≤=其它 010595Z z kH f kH k H ω (2) S i =10kW N i =2BP n (f)=2×10×103××10-3 =10W 故输入信噪比 S i ／N i ＝1000 (3) 因有G DSB ＝２，故输出信噪比 002210002000i i S S N N =?=?=
(4) 根据双边带解调器的输出噪声与输入噪声功率之间的关系，有 W N N i 5.24 10410=== 故 ()()Z n Z m n kH f f p H W f N f P 52 1 105.021/1025.010525.22333 00≤=??= ?=??== --双 其双边谱如右图所示 4-3某线性调制系统的输出信噪比为20dB ，输出噪声功率为10-9 W ，由发射机输出端到解调器输入端之间总的传输损耗为100dB ，试求： ⑴DSB/SC 时的发射机输出功率； ⑵SSB/SC 时的发射机输出功率。 解：设发射机输出功率为S F ，解调器输入功率为S r ，由题意，传输损耗 K ＝S F ／S r ＝1010 (100dB) 已知S 0/N 0=100 (20dB)，N 0=10-9 W ⑴对于DSB 方式，因为G ＝２， 则 00111005022 i i S S N N ==?= 又N i =4N 0 故S i =50×N i ＝50×4N 0=200×10-9 =2×10-7 W 所以发射功率S F =KS i =1010×2×10-7=2×103 W ⑵对于SSB ，因为G ＝１， 则 00 100i i S S N N ==，故S i =100×4N 0=400×10-9=4×10-7W 所以发射功率S F =KS i =1010 ×4×10-7 =4×103 W 4-4试证明：当AM 信号采用同步检波法进行解调时，其制度增益G 与公式的结果相同。 证明：设接收到的ＡＭ信号为s AM (t)=[A+m(t)]cos ωc t ，相干载波为c(t)=cos ωc t 噪声为：n i (t)=n c (t)cos ωc t-n s (t)sin ωc t 信号通过解调器 相乘输出：s AM (t) c(t)＝[A+m(t)]cos ２ ωc t ＝A ／２＋m(t)/2+１/2×[A+m(t)]cos2ωc t 低通输出：A/2 +m(t)/2 隔直流输出：s 0(t)=m(t)/2 噪声通过解调器 相乘输出: [n c (t)cos ωc t-n s (t)sin ωc t] cos ωc t=n c (t)/2+n c (t)/2×cos2ωc t-n s (t)/2×sin2ωc t 低通滤波器输出：n c (t)/2 隔直流输出：n 0(t)=n c (t)/2 输入信号功率：()[]()2 22222 t m A t s E s AM i +==， 输入噪声功率：B n t n N i i 02 )(== 输出信号功率：()()422 00t m t s S == ， 输出噪声功率：()()B n t n t n N c 0202 04 14== = () ()[] ()() t m A t m t m A B n B n N S N S G t m i i AM 2 2 22 2 2 1 00414002//2 += +?==∴ 证毕。 4-5 设一宽带频率调制系统，载波振幅为100V ，载频为100MH Z ，调制信号m(t)的频带限制在5kH Z , ()2 25000,500/(.)F m t V k rad sV π==,最大频偏Δf=75KH Z ，并设信道中噪声
第四章模拟通信分解
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: )(]cos )([)(t h t t m t s c m *=ω )()])([2 1 )(ωωωωωωH M M S c c m -++= 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)(ωH ，便可以得到各种幅度调制信号。 1. 调幅(AM) 在图4-1中，假设)()(t t h δ=，调制信号)(t m 叠加直流0A 后与载波相乘，就可形成调幅(AM)信号。
第四章 模拟调制系统习题答案教学文案
第四章模拟调制系统 习题答案
第四章 模拟调制系统习题答案 4-1 根据图P4-1所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比 解 由包络检波后波形可知：DSB 解调信号已严重失真，而AM 的解调信号不失真。所以，AM 信号采用包络检波法解调，DSB 信号不能采用包络检波法解调。 4-2 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度P n (f)=0.5×10-3 W/H Z ，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5kH Z ，而载波为100kH Z ，调制信号的功率为10kW 。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过带宽为10kH z 的一理想带通滤波器，试问 （1） 该理想带通滤波器中心频率为多大？ （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，并用图形表示出来。 解 （1）为了保证信号顺利通过和尽可能的滤除噪声，带通滤波器的带宽等于已调信号宽度，即B=2f m =2×5=10kH Z ,其中心频率应选信号的载波频率100kH Z ,带通滤波器特性为 ()???≤≤=其它 010595Z z kH f kH k H ω
(2) S i =10kW N i =2BP n (f)=2×10×103×0.5×10-3=10W 故输入信噪比 S i ／N i ＝1000 (3) 因有G DSB ＝２，故输出信噪比 002210002000i i S S N N =?=?= (4) 根据双边带解调器的输出噪声与输入噪声功率之间的关系，有 W N N i 5.24 10410=== 故 ()()Z n Z m n kH f f p H W f N f P 52 1105.021/1025.010525.2233300≤=??=?=??==--双 其双边谱如右图所示 4-3某线性调制系统的输出信噪比为20dB ，输出噪声功率为10-9W ，由发射机输出端到解调器输入端之间总的传输损耗为100dB ，试求： ⑴DSB/SC 时的发射机输出功率； ⑵SSB/SC 时的发射机输出功率。 解：设发射机输出功率为S F ，解调器输入功率为S r ，由题意，传输损耗 K ＝S F ／S r ＝1010 (100dB) 已知S 0/N 0=100 (20dB)，N 0=10-9W ⑴对于DSB 方式，因为G ＝２， 则00111005022 i i S S N N ==?= 又N i =4N 0 故S i =50×N i ＝50×4N 0=200×10-9=2×10-7W 所以发射功率S F =KS i =1010×2×10-7=2×103W ⑵对于SSB ，因为G ＝１， 则00 100i i S S N N ==，故S i =100×4N 0=400×10-9=4×10-7W 所以发射功率S F =KS i =1010×4×10-7=4×103W 4-4试证明：当AM 信号采用同步检波法进行解调时，其制度增益G 与公式(4.2-55)的结果相同。 证明：设接收到的ＡＭ信号为s AM (t)=[A+m(t)]cos ωc t ，相干载波为 c(t)=cos ωc t 噪声为：n i (t)=n c (t)cos ωc t-n s (t)sin ωc t 信号通过解调器 相乘输出：s AM (t) c(t)＝[A+m(t)]cos ２ωc t ＝A ／２＋m(t)/2+１ /2×[A+m(t)]cos2ωc t 低通输出：A/2 +m(t)/2
通信原理软件仿真实验报告-实验3-模拟调制系统—AM系统
成绩 西安邮电大学 《通信原理》软件仿真实验报告 实验名称：实验三模拟调制系统——AM系统院系：通信与信息工程学院 专业班级：通工 学生姓名： 学号：（班内序号） 指导教师： 报告日期：2013年5月15日
实验三模拟调制系统——AM系统 ●实验目的： 1、掌握AM信号的波形及产生方法； 2、掌握AM信号的频谱特点； 3、掌握AM信号的解调方法； 4*、掌握AM系统的抗噪声性能。 ●仿真设计电路及系统参数设置： 图1 模拟调制系统——AM系统仿真电路 建议时间参数：No. of Samples = 4096；Sample Rate = 20000Hz 1、记录调制信号与AM信号的波形和频谱； 调制信号为正弦信号，Amp= 1V，Freq=200Hz； 直流信号Amp = 2V； 余弦载波Amp = 1V，Freq= 1000Hz； 频谱选择|FFT|； 2、采用相干解调，记录恢复信号的波形和频谱； 接收机模拟带通滤波器Low Fc = 750Hz，Hi Fc = 1250Hz，极点个数6；接收机模拟低通滤波器Fc = 250Hz，极点个数为9；
3、采用包络检波，记录恢复信号的波形和频谱； 接收机包络检波器结构如下： 其中图符0为全波整流器Zero Point = 0V； 图符1为模拟低通滤波器Fc = 250Hz，极点个数为9； 4、在接收机模拟带通滤波器前加入高斯白噪声； 建议Density in 1 ohm = 0.00002W/Hz； 观察并记录恢复信号波形和频谱的变化； 5*、改变高斯白噪声的功率谱密度，观察并记录恢复信号的变化。 仿真波形及实验分析： 1、记录调制信号与AM信号的波形和频谱； 图1-1 调制信号波形 图1-2 AM已调信号波形
通信原理教案ch5模拟调制系统
系部：信电学院任课教师： 课时安排：理论6课时
正弦载波：s(t) = Acos(ω0t + φ0) 振幅调制表示式：sm(t) = Am(t) cos(ω0t + φ0) 若m(t) ?? M(ω), s(t) ?? S(ω), sm(t) ?? Sm(ω)，则 Sm(ω) = (1/2π)[M(ω) ? S(ω)] 由于S(ω) = AF(cos ω0t) = Aπ[δ(ω ? ω0) + δ(ω + ω0)]，因此 Sm(ω) = (A/2)[M(ω ? ω0) + M(ω + ω0)] M(ω)基带谱线性搬移至±ω0 频率处，谱形不变，因此称为线性调制。(但请注意；线性调制≠线性变换，任何调制都是非线性变换！) 由此可得出线性调制的一般模型—由乘法器+带通滤波器组成： 线性调制的一般模型 考虑到H(ω)的带通滤波作用，输出Sm(ω)可表示为(这里将幅度A归一化为1) Sm(ω) = (1/2)[M(ω ? ω0) + M(ω + ω0)] · H(ω) 适当选择H(ω)，可得到如下几种幅度调制方式与信号： 1. 抑制载波双边带信号(DSB) 输入调制信号无直流，即M(0) = 0，且为带宽2fH的理想带通滤波器， 输出为sm(t) = m(t) cos ω0t，为双边带抑制载波DSB-SC 时域 频域 2. 有载波的双边带调幅信号(AM) 输入调制信号含直流，即M(0)≠ 0，设m(t) = m0, m(t) = m0 + m′(t)，其中m′(t)为交流分量，sm(t) = [m0 + m′(t)] cos ω0t，H(ω)同上为理想带通滤波器，类似于上面的分析有 时域、频域波形
通信原理数字调制规律技巧
第一部分 二进制数字调制的规律及技巧 除2FSK 外，抽样判决器之前的部分与模拟线性调制有相同的规律和技巧。下面重点强调一下2PSK 和2DPSK ①关于矢量图的思考： 结论：在绝对调相中所有的参考相位都是未调载波cos c t ω的初相或末相。这个初相/末相可以是0相，也可以是π相，看是如何规定的。绝对调相的相位差是指每个绝对码的已调波初相/末相与该码元所对应未调载波的初相/末相之差。相对调相是指每个绝对码的已调波初相/末相与其相邻前一码元已调波初相/末相之差。（a ） “1”“0” （b ） “1” “0” 2DPSK 信号的矢量图 参考：前一 码元相位A 方式 B 2PSK 信号的矢量图 （ a ） “1” “0” （b ） “1” “0”码元所对应未调载波的初相/末相之差A 方式 0"0""1" ?π??=? ?－－表示代码－－表示代码/2"0"/2"1"π?π??=?-?－－表示－－表示0"0""1"?π--?=?--?表示代码表示代码/2"0"/2"1"π?π--?=?---?表示代码表示代码 绝对码与相对码之间的转换，一般绝对码用n a 表示，相对码用 n b 表示。
0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 {}n a {} n b 1 0 1 1 0 0 1 0 1 {}n b {} n a 1 n n n b a b -=⊕1 n n n a b b -=⊕
) 绝对码 )1 0101相对调相 “1”“0” “1”“0” ) 绝对码 )1 0101相 对调相 “1”“0”“1” “0” 未调载波的初相为0未调载波的初相为 ，矢量图反转即可 参考相位： 指前一码元已调波初相/末相，说明“0”码已调波初相/末相与前一码元已调波初相/末相一致；“1”码已调波初相/末相与前一码元已调波初相/末相相反 指各码元所对应未调载波的初相/末相，说明“0”码已调波初相/末相与其所对应未调载波的初相/末相一致；“1”码已调波初相/末相与其所对应未调载波的初相/末相相反。 总结：无论什么样的参考相位，只需记一在绝对调相中，只要“0与其所对应未调载波的初相/末相一致,就对应正电平；在相对调相中，只要“0”码已调波初相/末相与前一码元已调波初相/末相一致，在差分相干解调中，就对应正电平。相应的“1”码就对应负电平。 ②几种解调方法 2DPSK 相干解调<极性比较法）加码反变换法
第五章模拟调制
模拟调制系统 幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。幅度调制器的一般模型如图5-1所示。 图5-1 幅度调制器的一般模型 图中，为调制信号，为已调信号，为滤波器的冲激响应，则已调信号的时域和频域一般表达式分别为 （式5-1） （式5-2）式中，为调制信号的频谱，为载波角频率。 由以上表达式可见，对于幅度调制信号，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，相应地，幅度调制系统也称为线性调制系统。 在图5-1的一般模型中，适当选择滤波器的特性，便可得到各种幅度调制信号，例如：常规双边带调幅（AM）、抑制载波双边带调幅（DSB-SC）、单边带调制（SSB）和残留边带调制（VSB）信号等。 §5.2.2 常规双边带调幅（AM） 1. AM信号的表达式、频谱及带宽 在图5-1中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号叠加直流 后再与载波相乘，则输出的信号就是常规双边带调幅（AM）信号。AM调制器模型如图5-2所示。
图5-2 AM调制器模型 AM信号的时域和频域表示式分别为： （式5-3） （式5-4） 式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。 AM信号的典型波形和频谱分别如图5-3（a）、（b）所示，图中假定调制信号的上限频率为。显然，调制信号的带宽为。 图5-3 AM信号的波形和频谱 由图3-3（a）可见，AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。但为了保证包络检波时不发生失真， 必须满足，否则将出现过调幅现象而带来失真。 AM信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成（通常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。显然，无论是上边带还是下边带，
模拟调制系统.doc
第四章模拟调制系统 4.1 引言 由消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分量，这种信号大多不 适宜直接传输。必须先经过在发送端调制才便于信道传输。而在接收端解调。 所谓调制，就是按原始信号（基带信号、调制信号）的变化规律去改变 载波某些参数的过程。 ①将基带信号频谱搬移到载频附近，便于 发送接收； 调制的作用： ②实现信道复用，即在一个信道中同时传 输多路信息信号； ③利用信号带宽和信噪比的互换性，提高 通信系统的抗干扰性。 常用调制方式分类： 连续波调制 模拟调制 数字调制幅度调制 频率调制 振幅键控（ASK） 频移键控（FSK） 脉冲幅度调制 模拟调制脉冲宽度调制 脉冲位置调制脉冲调制 数字调制脉冲编码调制（PCM）增量调制（?M） 4.2 幅度调制（线性调制）原理 幅度调制是高频正弦载波的幅度随调制信号作线性变化的过程。 一、线性调制器的一般模型 所谓线性调制：波形上，幅度随基带信号呈正比例变化； 频率上，简单搬移。 但是，已调信号和基带信号之间非线性。
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s t A cos t c 正弦型载波： 振幅载波角频率 基带调制信号（消息信号）：m t M 用消息信号（调制信号）m t 去调制正弦型载波s t A cos c t ，或者说正弦载波的幅度随消息信号作线性变化。 已调信号：m t A cos A t c 2 M M c c 已调信号的频谱，s m t ~ 已调信号 可看出M 频率 搬移了。 第一章讲过，消息信号m t 类比货物，A t cos（可看成幅度 A 1） c 类比火车，货物m t 承载在火车带通滤波器 h t s m t c os t 上，发送给接收方，类比到 c cos t c 达站上海车站，到站后卸货，即接 图：线性调制器的一般模型 收机解调。 已调信号s t m 的产生方法如图：（即线性调制器的一般模型）带通滤波器的传递函数：H ，带通滤波器的冲激响应：H h t 线性调制器的输出： 时域表示： s m t m t cos c t h t 频域表示： 1 S m 2 M M H c c 在该模型中，适当地选择带通滤波器的传递函数，可得到不同的幅度调制信号： 普通调幅AM 双边带信号（DSB—SC）
中南大学通信原理实验报告实验二 数字调制
中南大学 《通信原理》 实验报告 学生姓名 学生学号 学院信息科学与工程学院 专业班级 完成时间
实验二数字调制 一、实验目的 1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。 2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。 3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。 4、了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。 二、实验内容 1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。 2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。 3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。 三、基本原理 本实验用到数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供数字基带信号（NRZ码）和位同步信号BS（已在实验电路板上连通，不必手工接线）。调制模块将输入的绝对码AK（NRZ码）变为相对码BK、用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号。调制模块内部只用+5V电压。 数字调制单元的原理方框图如图2-1所示，电原理图如图2-2所示（见附录）。 图2-1 数字调制方框图 本单元有以下测试点及输入输出点：
? CAR 2DPSK信号载波测试点 ? BK 相对码测试点 >0.5V ? 2DPSK 2DPSK信号测试点/输出点，V P-P >0.5V ? 2FSK 2FSK信号测试点/输出点，V P-P >0.5V ? 2ASK 2ASK信号测试点，V P-P 用2-1中晶体振荡器与信源共用，位于信源单元，其它各部分与电路板上主要元器件对应关系如下： ?÷2（A）U8：双D触发器74LS74 ?÷2（B）U9：双D触发器74LS74 ?滤波器A V6：三极管9013，调谐回路 ?滤波器B V1：三极管9013，调谐回路 ?码变换U18：双D触发器74LS74；U19：异或门74LS86 ? 2ASK调制U22：三路二选一模拟开关4053 ? 2FSK调制U22：三路二选一模拟开关4053 ? 2PSK调制U21：八选一模拟开关4051 ?放大器V5：三极管9013 ?射随器V3：三极管9013 将晶振信号进行2分频、滤波后，得到2ASK的载频2.2165MHZ。放大器的发射极和集电极输出两个频率相等、相位相反的信号，这两个信号就是2PSK、2DPSK的两个载波，2FSK信号的两个载波频率分别为晶振频率的1/2和1/4，也是通过分频和滤波得到的。 下面重点介绍2PSK、2DPSK。2PSK、2DPSK波形与信息代码的关系如图2-3所示。 图2-3 2PSK、2DPSK波形 图中假设码元宽度等于载波周期的1.5倍。2PSK信号的相位与信息代码的关系是：前后码元相异时，2PSK信号相位变化180?，相同时2PSK信号相位不变，
模拟调制系统概述
第四章数字信号的基带传输 由消息转换过来的原始信号所具有的频带称为基本频带（或基带）。对基带信号的频谱不做搬移的传输称为基带传输。 一、数字基带信号的基本波形 1．单极性不归零码 图例。 1和0分别对应于正电压（或负电压）和零电压，只能用于极短距离传送。 ①有直流成分；②判决电平在1/2处，较难稳定；③同步问题不能解决；④ 需要解决接地（零电平）问题。 2．双极性不归零码 图例。 1和0分别对应于正电压和负电压，可用于低速数据传送如RS-232。①统计平均1和0出现各一半时无直流成分；②判决电平为0电平，容易稳定；③不需要解决接地（零电平）问题；④同步问题仍然不能解决；⑤1和0不等概率分布时有直流成分。 3．单极性归零码 图例。 1对应于一个宽度τ小于码元宽度T的正脉冲，0无脉冲，τ/T称为占空比。 可提取同步信号。 4．双极性归零码 图例。 1和0分别对应于一个宽度τ小于码元宽度T的正脉冲和负脉冲。相邻脉冲必有零电平，可提取同步信号。 5．差分码 图例。 以相邻码元电平极性的改变表示1，否则表示0。（“1”差分码） 6．多进制码 每一个码元可表示若干二进制数。如四进制码。 图例。
二、数字基带信号的线路编码 对原始基带信号作编码转换时需要遵循的原则： ?无直流分量，尽量在中频带； ?包含定时信息； ?与信源统计特性无关； ?一定的错误检测能力； ?误码增殖小； ?转换设备简单； ?传输效率高。 1．曼彻斯特码 每个码元用两个连续且极性相反的脉冲来表示，比如用“正+负”脉冲表示1，用“负+正”脉冲表示0。直流分量被完全消除，在连续1和连续0都有码元间隔。 图例。 2．差分曼彻斯特码 图例。 每个码元用两个连续且极性相反的脉冲来表示，以相邻码元电平极性的改变表示0，否则表示1。（“0”差分双相码） 3．CMI码（Coded Mark Inversion） 用“负+正”脉冲（编码01）表示0，用“负+负”脉冲（00）“正+正”脉冲（11）表示1。规定接续的码元1（不管是否有0将它们隔开）须由交替反转的00或11表示。 图例。 4．Miller码（或延迟调制Delay Modulation） 1在码元周期中点跳变，单个零不跳变，连续两个0则在码元周期交界处跳变。 图例。 三、码间串扰 图例：基带信号的传输模型。
数字通信原理复习题解析
数字通信原理复习题单项选择题 1. 数字通信相对于模拟通信最显著的特点是 ( B 。 A . 占用频带小 B. 抗干扰能力强 C. 传输容量大 D.易于频分复用 2.以下属于数字信号是( D 。 A . PAM 信号 B. PDM 信号 C. PPM 信号 D. PCM 信号 3. 通信系统可分为基带传输和频带传输, 以下属于频带传输方式的是( C 。 A . PAM 传输方式 B. PCM 传输方式 C. PSK 传输方式 D.⊿ M 传输方式 4. 通信系统可分为基带传输和频带传输, 以下属于基带传输方式的是( B 。 A . PSK 传输方式 B. PCM 传输方式 C. QAM 传输方式 D. SS B 传输方式 5.以下属于码元速率单位的是( A 。 A .波特 B.比特 C.波特 /s D.比特 /s 6. PCM30/32系统发送复帧同步码的周期是 ( D A . 125s μB. 250s μ C. 1ms D. 2ms 7. PCM30/32系统发送 1帧同步码的周期是( A A . 125s μB. 250s μ C. 1ms D. 2ms 8.人讲话的语声信号为 ( A A. 模拟信号 B. 数字信号 C. 调相信号 D. 调频 信号 9.调制信道的传输特性不好将对编码信道产生影响, 其结果是对数字信号带来( B 。
A .噪声干扰 B.码间干扰 C.突发干扰 D .噪声干扰和突发干扰 10.连续信道的信道容量将受到“三要素”的限制, 其“三要素”是( B 。 A .带宽、信号功率、信息量 B.带宽、信号功率、噪声功率谱密度 C .带宽、信号功率、噪声功率 D.信息量、带宽、噪声功率谱密度 11. 以下不能无限制地增大信道容量的方法是 ( D 。 A .无限制提高信噪比 B.无限制减小噪声 C .无限制提高信号功率 D.无限制增加带宽 12.根据香农公式以下关系正确的是( A 。 A .信道容量一定,信道的带宽越宽信噪比的要求越小; B.信道的容量与信道的带宽成正比; C .信道容量一定,信道的带宽越宽信噪比的要求 越高; D.信道的容量与信噪比成正比。 13.以下不属于线性调制的调制方式是( D 。 补:非线性调制:频率调制 FM ,相位调制 PM A . AM B. DS B C. SSB D. FM 14. 设某传输码序列为 +1-10000+100-1+100-1+100-1, 该传输码属于( D 。 A . RZ 码 B. HDB3码 C. CMI 码 D. AMI 码 15. 设某传输码序列为 +1-100-1+100+1-1000-1+100-1, 该传输码属于 ( C 。
通信原理第4章课后习题答案
第四章 模拟调制 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A 0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 []()()()AM 0c 0c c ()()cos cos ()cos (4 - 1)s t A m t t A t m t t ωωω=+=+ 如果调制信号m (t )的频谱为M (ω)，则调幅信号的频谱为 [][]AM 0c c c c 1 ()π()()()() (4 - 2)2 S A M M ωδωωδωωωωωω=++-+ ++- 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 )| A 0 (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 [][][][]00max min 00max min ()() (4 - 4)()()A m t A m t m A m t A m t +-+=+++ 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 ()DSB c ()()cos (4 - 5)s t m t t ω= 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 []DSB c c 1 ()()() (4 - 6)2 S M M ωωωωω= ++-
第四章模拟通信分解
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)二[m(t)cos M h(t) 1 S m C') [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 o后与载波相乘，就可形成调幅(AM)信号。
模拟调制系统
调制的作用： ① 将基带信号频谱搬移到载频附近，便于 发送接收； ② 实现信道复用，即在一个信道中同时传 输多路信息信号； ③ 利用信号带宽和信噪比的互换性，提高 通信系统的抗干扰性。 第四章 模拟调制系统 4.1 引言 由消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分量，这种信号大多不适宜直接传输。必须先经过在发送端调制才便于信道传输。而在接收端解调。 所谓调制，就是按原始信号（基带信号、调制信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程。 常用调制方式分类： 4.2 幅度调制（线性调制）原理 幅度调制是高频正弦载波的幅度随调制信号作线性变化的过程。 一、线性调制器的一般模型 所谓线性调制：波形上，幅度随基带信号呈正比例变化； 频率上，简单搬移。 但是，已调信号和基带信号之间非线性。 振幅键控（ASK ） 频移键控（FSK ） 连续波调制 模拟调制 数字调制 幅度调制 频率调制 脉冲调制 模拟调制 数字调制 脉冲编码调制 （PCM ） 增量调制 （?M ） 脉冲幅度调制 脉冲宽度调制 脉冲位置调制
正弦型载波： ()载波角频率 振幅 ↓↓ω=t A t s c cos 基带调制信号（消息信号）： ()()ω?M t m 用消息信号（调制信号）()t m 去调制正弦型载波()t A t s c ω=cos ，或者说正弦载波的幅度随消息信号作线性变化。 ()()()[] ()已调信号 ~cos t s M M A t A t m m c c c ↓ω-ω+ω+ω?ω2 第一章讲过，消息信号()t m 类比货物，t A c ωcos （可看成幅度1=A ）类比火车，货物()t m 承载在火车t c ωcos 上，发送给接收方，类比到 达站上海车站，到站后卸货，即接收机解调。 已调信号()t s m 的产生方法如图：（即线性调制器的一般模型） 带通滤波器的传递函数：()ωH ，带通滤波器的冲激响应：()()t h H ?ω 线性调制器的输出： 时域表示： ()()[]()t h t t m t s c m *ω=cos 频域表示： ()()()[]()ω?ω-ω+ω+ω=ωH M M S c c m 2 1 在该模型中，适当地选择带通滤波器的传递函数，可得到不同的幅度调 已调信号： 已调信号的频谱， 可看出()ωM 频率搬移了。 () t s m 带通滤波器c 图：线性调制器的一般模型
第四章 模拟调制系统习题答案培训资料
第四章 模拟调制系统习题答案 4-1 根据图P4-1所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别 解 由包络检波后波形可知：DSB 解调信号已严重失真，而AM 的解调信号不失真。所以，AM 信号采用包络检波法解调，DSB 信号不能采用包络检波法解调。 4-2 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度P n (f)=0.5×10-3 W/H Z ，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5kH Z ，而载波为100kH Z ，调制信号的功率为10kW 。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过带宽为10kH z 的一理想带通滤波器，试问 （1） 该理想带通滤波器中心频率为多大？ （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，并用图形表示出来。 解 （1）为了保证信号顺利通过和尽可能的滤除噪声，带通滤波器的带宽等于已调信号宽度，即B=2f m =2×5=10kH Z ,其中心频率应选信号的载波频率100kH Z ,带通滤波器特性为 ()???≤≤=其它 010595Z z kH f kH k H ω (2) S i =10kW N i =2BP n (f)=2×10×103×0.5×10-3=10W 故输入信噪比 S i ／N i ＝1000 (3) 因有G DSB ＝２，故输出信噪比 002210002000i i S S N N =?=?=
(4) 根据双边带解调器的输出噪声与输入噪声功率之间的关系，有 W N N i 5.2410410=== 故 ()()Z n Z m n kH f f p H W f N f P 521105.021/1025.010525.2233300≤=??=?=??== --双 其双边谱如右图所示 4-3某线性调制系统的输出信噪比为20dB ，输出噪声功率为10-9W ，由发射机输出端到解调器输入端之间总的传输损耗为100dB ，试求： ⑴DSB/SC 时的发射机输出功率； ⑵SSB/SC 时的发射机输出功率。 解：设发射机输出功率为S F ，解调器输入功率为S r ，由题意，传输损耗 K ＝S F ／S r ＝1010 (100dB) 已知S 0/N 0=100 (20dB)，N 0=10-9W ⑴对于DSB 方式，因为G ＝２， 则00111005022 i i S S N N ==?= 又N i =4N 0 故S i =50×N i ＝50×4N 0=200×10-9=2×10-7W 所以发射功率S F =KS i =1010×2×10-7=2×103W ⑵对于SSB ，因为G ＝１， 则00 100i i S S N N ==，故S i =100×4N 0=400×10-9=4×10-7W 所以发射功率S F =KS i =1010×4×10-7=4×103W 4-4试证明：当AM 信号采用同步检波法进行解调时，其制度增益G 与公式(4.2-55)的结果相同。 证明：设接收到的ＡＭ信号为s AM (t)=[A+m(t)]cos ωc t ，相干载波为c(t)=cos ωc t 噪声为：n i (t)=n c (t)cos ωc t-n s (t)sin ωc t 信号通过解调器 相乘输出：s AM (t) c(t)＝[A+m(t)]cos ２ωc t ＝A ／２＋m(t)/2+１/2×[A+m(t)]cos2ωc t 低通输出：A/2 +m(t)/2 隔直流输出：s 0(t)=m(t)/2 噪声通过解调器 相乘输出: [n c (t)cos ωc t-n s (t)sin ωc t] cos ωc t=n c (t)/2+n c (t)/2×cos2ωc t-n s (t)/2×sin2ωc t 低通滤波器输出：n c (t)/2 隔直流输出：n 0(t)=n c (t)/2 输入信号功率：()[]()222222 t m A t s E s AM i +==， 输入噪声功率：B n t n N i i 02)(== 输出信号功率：()()422 00t m t s S == ， 输出噪声功率：()()B n t n t n N c 02020414=== ()()[]()()t m A t m t m A B n B n N S N S G t m i i AM 222222*********//2+=+?==∴ 证毕。 4-5 设一宽带频率调制系统，载波振幅为100V ，载频为100MH Z ，调制信号m(t)的频带限制在5kH Z , ()225000,500/(.)F m t V k rad sV π==,最大频偏Δf=75KH Z ，并设信道中噪声
《通信原理》——现代数字调制技术
第9章现代数字调制技术 对数字调制技术的设计和改进，一般主要在以下几个方面： （1）在现有的带宽内，尽可能提高传输信息的速率，即提高频带利用率。 （2）压缩信号功率谱主瓣的宽度。数字信号很多具有无限的带宽，实际传输中只能对其进行带限，即保留信号功率谱的主瓣。压缩主瓣宽度能压缩信号占用带宽，同样也能提高频带利用率。 （3）提高功率谱集中程度，抑制旁瓣功率，减少带外辐射。即尽可能使信号功率谱集中在主瓣中，减少相互之间的频带干扰。 （4）抗多径效应，抗码间串扰，提高纠错能力等。多经效应指的是信号在传输过程中，通过了两条或更多的信道达到接收方（典型的，例如移动通信中无线电波的多点反射），这样接收方收到的信号实际上是经过多条路径传输来的信号的叠加。由于多条信道之间在距离、信道频率特性、衰减以及移动速度等方面存在的差别，造成多径信号各分量到达接收方时间和幅度、相位等都不同，由此造成了信号在时域上展宽、在频域上产生多普勒频移等失真。 （5）综合考虑系统的复杂程度、实现难度和成本等。
9.1 偏移四相相移键控 9.1.1 QPSK信号的缺点 理想方波信号带宽无限，带限信号引起包络起伏； 当信号发生相位跳变时，会造成包络起伏； QPSK的相位星座存在180度的跳变，造成零包络。 QPSK信号的星座图 滤波引起的包络起伏相位跳变
9.1.2 偏移四相相移键控（OQPSK）的特点 恒包络数字调制技术又称交错正交相移键控，参差四相相移键控，双二相相移键控。 用两路二进制信号合成一路四相信号，两路基带信号错开半个码元周期，其表达式为 因为码元周期，故而不会出现“对角线”的跳变，而是沿着四边变化，从而抑止了零包络现象。 OQPSK的星座图和相位变化 OQPSK的调制和解调电路
《通信原理》——数字调制信号
第8章数字调制信号 数字信号分为基带信号和带通信号（调制信号）。 在实际应用中，远距离的传输信道往往是带通型的，必须如模拟信号调制一样，用数字基带信号f(t)去调制载波，得到数字调制信号s(t)，然后通过带通信道进行传输。这称为数字信号的调制传输。 用数字信号f[n]去改变载波的幅度、频率和相位以进行调制，得到数字的调幅、调频和调相信号。 数字信号调制中的载波c(t)，也是模拟载波（通常是正弦波）。已调信号可表达为 s(t)=A(t)cos[ωc t+θ(t)] 用数字信号调制模拟载波，一种方法是直接把数字信号波形当作模拟信号波形，采用模拟调制的方法进行调制；另一种方法则是利用数字信号在时间和取值上的离散特性，对载波的振幅A(t)、瞬时频率偏移dθ(t)/dt和瞬时相位偏移θ(t)进行键位控制。键控可用数字电路来实现，具有变换速率快，调整方便，设备通用性和可靠性高等优点。 对载波的幅度、频率和相位进行调制得到的信号，分别称为幅度键控（ASK）、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)等。 二进制键控可分为二进制幅度键控(2ASK)，二进制频率键控(2FSK)和二进制相位键控(2PSK)等。
8.1 二进制幅度键控 8.1.1 二进制幅度键控（2ASK）的概念 用单极性的二进制信号对载波进行通断的开关调制。 8.1.2 2ASK信号的调制 直接调制法和键控法二进制幅度键控波形示意图
8.1.3 2ASK的频谱分析
方波二进制信号的2ASK功率密度
8.1.4 2ASK的解调 分为相干解调和非相干解调 二者均需要进行采样和判决 2ASK信号的包络检波解调模型