第三章连续波调制系统

一．填空 1．对DSB —SC 信号，当采用插入导频法进行载波同步时，插入的条件是（ ）。

2．残留边带滤波器的传输特性H （w ）应该是（ ）。

3．AM 系统在（ ）情况下会出现门限效应。

4．什么是门限效应？AM 信号瞎用包络检波法为什么会产生门限效应？ 5．在残留边带调制系统中，为了不失真地恢复信号，其传输函数H （w ）应满足（ ）。

6．在解调过程中，（ ）的解调方式会产生门限效应，产生门限效应的原因是（ ）。

7．当调频指数满足（ ）时称为窄带调频。

8．相干解调器由（ ）和（ ）组成，信号与噪声可以分开处理，故没有门限效应。

9．门限效应是由包络检波器的（ ）作用所引起的。

10．什么是频分复用？ 填空答案：1．载频处、正交插入2．在载频两边具有互补对称特性 3．在包络检波时且小信噪比时4小信噪比时，解调输出信号无法与噪声分开，有用信号“淹没”在噪声中，这时候输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化。

这种现象称为门限效应。

5．H ()()c c H H ωωωωωω++-=≤常数， 6．非相干解调 非线性应用 7．1f m <<8．相乘器 低通滤波器 9．非线性解调 10．利用调制技术将各路信息信号调制到不同载频上，使各路信号的频谱搬移到各自的子通道内，合成后送入信道传输。

在接收端，采用一系列不同中心频率的带通滤波器分离出各路已调信号，解调后恢复各路相应的基带信号。

1.常见的幅度调制方式：（调幅<AM>)、(双边带<DSB>)、(单边带<SSB>)、(残留边带<VSB>)。

2.如果把语音信号0.3-3.4kHZ 直接通过天线发射，那么天线的长度为（22km ） 3.基带信号控制高频载波的过程叫（调制）4.要保证Ao+f （t ）总是正的，对于所有的t ，必须要求（ ）5.（ ）越大，说明这种调制制度的抗干扰性能越好。

3.7 窄带调角上面列举了单音调频与调相波的构成特征及主要参量。

虽然单音调制信号不能代表实际应用的其它含有多种频率成份的信号，但单音调角确对认识调角波特点将起有很大作用。

从另一方面，利用FM 信号传输，由式（3-81），随着设计的频偏FM f ∆的增大，即在同样信号频率m f 时，增大调制信号幅度m A ，以使信道带宽加大提高抗干扰性（后面将介绍），为此，如果直接进行较大频偏的调频，却很难稳定实现。

在实际设计中，往往先利用频偏FM f ∆很小的间接调频（图3-25（a ））——实际上是窄带调相来实现窄带调频，然后通过倍频与变频，来最后适配所指定的载波频点0f 及所设计的较宽的传输带宽。

本节主要讨论窄带调频（NBFM ）。

3.7.1 窄带调角时域分析1.窄带调频（NBFM ）由式（3-67）FM 信号通用时域表示式，可以展开为t t t f k A t t t f k A t s 0FM 00FM 0FM sin ]d )(sin[cos ]d )(cos[)(ωω⋅-⋅=⎰⎰ （3-83）当式（3-67）中⎰=∆t t f k t d )()(FMFM ϕ，当位偏最大值即maxFM)d (⎰tt f k 很小时，如 5.0d )(maxFM≤⎰tt f k 或6π（3-84）则式（3-83）可以化简，由1cos 0≈→x x ，及x x x ≈→0sin 两个关系式，可得t t t f k A t A t s 0FM 000NBFM sin ]d )([cos )(ωω⋅-≅⎰（3-85）设调制信号)(t f 及其积分的傅立叶变换对为：)()(ωF t f ↔，及ωωj F t t f )(d )(↔⎰式（3-85）第2项中t t t f k A 0FM 0sin ]d )([ω⋅⎰的频谱是两时间函数相乘的频谱，它的频谱为=⎭⎬⎫⎩⎨⎧--+*⋅)]()([j π)(2π100FM 0ωωδωωδωωj F k A ])()([20000FM 0ωωωωωωωω---++F F k A 因此式（3-85）的频谱为])()([2)]()([π)(0000FM 0000NBFM ωωωωωωωωωωδωωδω---+++-++=F F k A A S （3-86）这一结果表明，它与前面式（3-8）AM 的频谱非常近似。

高频雷达采用连续波信号主要基于两个因素：一是以最经济手段中最简单的制造技术产生大的发射机平均功率；二是对其他高频用户的干扰要比对同平均功率的脉冲雷达小的多。

这是因为雷达性能取决于平均发射功率，而射频干扰效应主要与峰值功率有关。

1. 频率调制连续波为了得到距离信息和一定的距离分辨力，对连续波一般采用频率调制，它可采用时频互换方法对不同延迟的回波信号进行脉冲压缩（谱分析），下面对频率域变换为距离信息的工作原理进行分析如下。

现讨论单个线性调频（LFM ）信号。

假设发射信号为()]22exp[][2⎪⎭⎫ ⎝⎛+=t K t f j T t rect t s c π 其中，c f 为载波频率，T B K /=，是调频频率，于是信号的瞬时频率为)22(T t T Kt f c ≤≤-+ 则t f j c e t S t s π2)()(= 式中2)()(Kt j e T t rect t S π=是信号)(t s 的复包络。

由傅里叶变换性质，)(t s 与)(t S 具有相同的幅频特性，只是中心频率不同。

信号)(t s 的匹配滤波器的时域脉冲响应为：)()(0t t s t h -*=0t 是使滤波器物可实现所附加的时延。

理论分析时，可令00=t ，则t f j Kt j c e e Tt rect t h ππ22)()(⨯=- 则输出信号为du e T u t rect e e T t rect e du u t h u s t h t s t s u t f j u t K j t f j Ku j c c )(2)(20)()()()()()()(22--∞∞--∞∞--⨯=-=*=⎰⎰ππππ可以推导出：t f j c e Tt rect KTt t T t KT T t s πππ20)2()1(sin )(-= 该式即为LFM 脉冲信号经匹配滤波器的输出，它是一固定载频为c f 的信号。

当T t ≤时，包络近似为辛克函数，即)2()(sin )2()(sin )(0Tt rect Bt c T T t rect KTt c T t S ππ==习惯上，将此时的脉冲宽度定义为压缩脉冲宽度。

连续波调制和脉冲调制连续波调制（Continuous Wave Modulation，简称CW）是一种通过改变载波的频率或幅度来传输信息的调制方式。

而脉冲调制（Pulse Modulation）则是一种将模拟信号转换为离散信号的调制技术。

本文将分别对连续波调制和脉冲调制进行介绍，并比较它们的特点和应用。

连续波调制是一种将低频信号嵌入到高频载波中的调制方式。

常见的连续波调制有幅度调制（Amplitude Modulation，简称AM）、频率调制（Frequency Modulation，简称FM）和相位调制（Phase Modulation，简称PM）。

在幅度调制中，通过改变载波的幅度来传输低频信号；在频率调制中，通过改变载波的频率来传输低频信号；在相位调制中，通过改变载波的相位来传输低频信号。

连续波调制具有传输距离远、传输质量高的特点。

它适用于广播电视、无线通信、雷达等领域。

例如，在广播电视中，AM调制常用于调幅广播，FM调制常用于调频广播；在无线通信中，GSM系统采用GMSK调制（一种相位调制方式）；在雷达中，常用脉冲调制方式。

脉冲调制是一种将模拟信号转换为离散信号的调制技术。

常见的脉冲调制有脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation，简称PAM）、脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，简称PPM）和脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）。

在脉冲幅度调制中，通过改变脉冲的幅度来传输模拟信号；在脉冲位置调制中，通过改变脉冲的位置来传输模拟信号；在脉冲宽度调制中，通过改变脉冲的宽度来传输模拟信号。

脉冲调制具有信号传输精确、抗干扰能力强的特点。

它适用于数字通信、音频处理、电力电子等领域。

例如，在数字通信中，脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，简称PCM）常用于将模拟信号转换为数字信号；在音频处理中，脉冲密度调制（Pulse Density Modulation，简称PDM）常用于数字音频的传输；在电力电子中，PWM调制常用于交流调速调压等应用。

第一章 调制解调的基本原理第一节 调制的基本原理“调制”就是使信号f(t)控制载波的某一个或某些参数（如振幅、频率、相位等），是这些参数按照信号f(t)的规律变化的过程。

载波可以是正弦波或脉冲序列。

以正弦型信号作载波的调制叫做连续波调制。

调制后的载波就载有调制信号所包含的信息，称为已调波。

对于连续波调制，已调信号可以表示为())(cos )()t (t ot t A ϑωϕ+=它有振幅频率和相位三个参数构成。

改变三个参数中的任何一个都可以携带同样的信息。

因此连续波的调制可分为调幅、调相、和调频。

调制在通信过程中起着极其重要的作用：无线电通信是通过空间辐射方式传输信号的，调制过程可以将信号的频谱搬移到容易以电磁波形势辐射的较高范围；此外，调制过程可以将不同的信号通过频谱搬移托付至不同频率的载波上，实现多路复用，不至于互相干扰。

按照被调制信号参数的不同，调制的方式也不同。

如果被控制的参数是高频振荡的幅度，则称这种调制方式为幅度调制，简称调幅；如果被控制的参数是高频振荡的频率或相位，则称这种调制方式为频率调制或相位调制，简称调频或调相（调频与调相又统称调角）。

振幅调制是一种实用很广的连续波调制方式。

幅度调制的特点是载波的频率始终保持不变，它的振幅却是变化的。

其幅度变化曲线与要传递的低频信号是相似的。

它的振幅变化曲线称之为包络线，代表了要传递的信息。

第二节解调的基本原理解调是调制的逆过程，它的作用是从已调波信号中取出原来的调制信号。

调制过程是一个频谱搬移的过程，它将低频信号的频谱搬移到载频位置。

如果要接收端回复信号，就要从已调信号的频谱中，将位于载频的信号频谱再搬回来。

解调分为相干解调和非相干解调。

相干解调是指为了不失真地恢复信号，要求本地载波和接收信号的载波必须保持同频同相。

非相干解调主要指利用包络检波器电路来解调的。

包络检波电路实际上是一个输出端并接一个电容的整流电路。

二极管的单向导电性和电容器的充放电特性和低通滤波器滤去高频分量，得到与包络线形状相同的音频信号，见图1.2.3 。

题目连续波2DPSK调制器通信系统的设计与仿真_ 班级_ __________________学号___________________姓名_________ _________________时间__________2011-1-1___________________ 景德镇陶瓷学院《通信原理课程设计》任务书目录1、设计要求 (1)2、2DPSK基本原理 (1)2.1 2DPSK信号原理 (1)2.2 2DPSK信号的调制原理 (2)2.3 2DPSK信号的解调原理 (3)2.3.1 2DPSK信号解调的极性比较法 (3)2.3.2 2DPSK信号解调的差分相干解调法 (3)3、建立模型 (4)3.1 差分和逆差分变换模型 (4)3.2 带通滤波器和低通滤波器的模型 (4)3.3 抽样判决器模型 (4)4.模型框图 (6)5 SystemView元件简介 (7)6 模块功能分析 (8)6.1 信号源source library (8)6.2 差分器 (8)6.3 调制和加噪模块 (9)6.4 解调模块 (9)7调试过程及结论 (12)7.1 极性比较法 (11)8心得体会 (15)9.参考文献 (16)1、设计要求1、整体框图设计：应完成整体构图的思想、设计与信号流程分析；2、单元电路设计：应标注元件符号、序号，主要元件应标注型号、参数，说明选用的理由，分析单元电路工作原理；3、整体电路设计：应实现各单元电路的衔接，完成整体电路原理图，列出整体电路的元件清单或者列出所需元素参数的清单；4、用Matlab或SystemView 实现该数字通信系统。

2、 2DPSK基本原理2.1、 2DPSK信号原理2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。

现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。

则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。