非线性模拟调制系统.pptx
《非线性模拟调制系统.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《非线性模拟调制系统.pptx(52页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、1 角度调制与线性调制不同,已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移,而是频谱的非线性变换,会产生与频谱搬移不同的新的频率成分,故又称为非线性调制。由于频率和相位之间存在微分与积分的关系,故调频与调相之间存在密切的关系,即调频必调相,调相必调频。鉴于FM用的较多,本节将主要讨论频率调制。2 4.3.1角调制的基本概念角调制的基本概念 任何一个正弦时间函数,如果它的幅度不变,则可用下式表示:c(t)=A cos(t)式中,(t)称为正弦波的瞬时相位,将(t)对时间t求导可得瞬时频率 (t)=(4.3-1)因此 (t)=(4.3-2)未调制的正弦波可以写成 c(t)=A cosct+03 相当于
2、瞬时相位(t)=ct+0,0为初相位,是常数。(t)=c是载频,也是常数。而在角调制中,正弦波的频率和相位都要随时间变化,可把瞬时相位表示为(t)=ct+(t),因此,角度调制信号的一般表达式为 sm(t)=A cosct+(t)(4.3-3)式中,A是载波的恒定振幅;ct+(t)是信号的瞬时相位(t),而(t)称为相对于载波相位ct的瞬时相位偏移;dct+(t)/dt是信号的瞬时频率,而d(t)/dt称为相对于载频c的瞬时频偏。4 所谓相位调制,是指瞬时相位偏移随调制信号m(t)而线性变化,即 (t)=Kpm(t)(4.3-4)其中Kp是常数。于是,调相信号可表示为 sPM(t)=Acosc
3、t+Kpm(t)(4.3-5)所谓频率调制,是指瞬时频率偏移随调制信号m(t)而线性变化,即其中Kf是一个常数,这时相位偏移为5 (t)=(4.3-7)代入式(4.3-3),则可得调频信号为 sFM(t)=Acosct+由式(4.3-5)和(4.3-8)可见,FM和PM非常相似,如果预先不知道调制信号m(t)的具体形式,则无法判断已调信号是调相信号还是调频信号。由式(4.3-5)和(4.3-8)还可看出,如果将调制信号先微分,而后进行调频,则得到的是调相波,这种方式叫间接调相;同样,如果将调制信号先积分,而后进行调相,则得到的是调频波,这种方式叫间接调频。直接和间接调相如图 4-16所示。直接
4、和间接调频如图 4-17 所示。6图 4-16直接和间接调相7图 4-17直接和间接调频8 由于实际相位调制器的调制范围不大,所以直接调相和间接调频仅适用于相位偏移和频率偏移不大的窄带调制情况,而直接调频和间接调相常用于宽带调制情况。从以上分析可见,调频与调相并无本质区别,两者之间可相互转换。鉴于在实际应用中多采用FM波,下面将集中讨论频率调制。9 4.3.2 窄带调频与宽带调频窄带调频与宽带调频 前面已经指出,频率调制属于非线性调制,其频谱结构非常复杂,难于表述。但是,当最大相位偏移及相应的最大频率偏移较小时,即一般认为满足 时,式(4.3-8)可以得到简化,因此可求出它的任意调制信号的频谱
5、表示式。这时,信号占据带宽窄,属于窄带调频(NBFM)。反之,是宽带调频(WBFM)。10 1.窄带调频(窄带调频(NBFM)调频波的一般表示式为 sFM(t)=A cosct+为方便起见,假设A=1,有 sFM(t)=cosct+=cosct cos -sinwctsin 当式(4.3-9)满足时,有近似式cos sin 11式(4.3-10)可简化为sNBFM(t)cosct-利用傅氏变换公式m(t)M()cosct (+c)+(-c)sinct j(+c)-(-c)可得窄带调频信号的频域表达式SNBFM()=(+c)+(-c)+12 将它与AM信号的频谱 SAM()=(+c)+(-c)+
6、M(+c)+M(-c)比较,可以清楚地看出两种调制的相似性和不同处。两者都含有一个载波和位于c处的两个边带,所以它们的带宽相同,都是调制信号最高频率的两倍。不同的是,NBFM的两个边频分别乘了因式1/(-c)和1/(+c),由于因式是频率的函数,所以这种加权是频率加权,加权的结果引起调制信号频谱的失真。另外,有一边频和AM反相。SNBFM()=(+c)+(-c)+13 m(t)=Amcosmt则NBFM信号为 sNBFM(t)cosct-AM信号为 sAM=(1+Amcosmt)cosct =cosct-Amcosm tcosct =cosct+cos(c+m)t+cos(c-m)t 下面以单
7、音调制为例。设调制信号14图 4 18 单音调制的AM与NBFM频谱M(w)15图 4-19 AM与NBFM的矢量表示16 它们的频谱如图 4-18 所示。由此而画出的矢量图如图 4-19 所示。在AM中,两个边频的合成矢量与载波同相,只发生幅度变化;而在NBFM中,由于下边频为负,两个边频的合成矢量与载波则是正交相加,因而NBFM存在相位变化,当最大相位偏移满足式(4.3-9)时,幅度基本不变。这正是两者的本质区别。由于NBFM信号最大相位偏移较小,占据的带宽较窄,使得调制制度的抗干扰性能强的优点不能充分发挥,因此目前仅用于抗干扰性能要求不高的短距离通信中。在长距离高质量的通信系统中,如微波
8、或卫星通信、调频立体声广播、超短波电台等多采用宽带调频。17 2.宽带调频(宽带调频(WBFM)当不满足式(4.3-9)的窄带条件时,调频信号的时域表达式不能简化,因而给宽带调频的频谱分析带来了困难。为使问题简化,我们只研究单音调制的情况,然后把分析的结论推广到多音情况。设单音调制信号 m(t)=Amcosmt=Amcos2fmt由式(4.3-7)可得调频信号的瞬时相偏18 (t)=Am式中,AmKf为最大角频偏,记为。mf为调频指数,它表示为 mf =(4.3-16)将式(4.3-15)代入式(4.3-8),则得单音宽带调频的时域表达式 sFM(t)=Acosct+mfsinmt (4.3-
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 非线性 模拟 调制 系统
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。