4.1频谱搬移的基本原理及组成模型

分类：
•按输出波形分
正弦波振荡器 非正弦波振荡器
•按选频回路元件分 R C 振 荡 器
L
C
振
荡
器
•按原理、性质分 反 馈 振 荡 器 负 阻 振 荡 器
一、振荡的建立
各信号电压具有如下关系
《高频电子线路》
A(
j
)
Vo Vi
A( )e jA ( )
k
f
(
j
)
Vf Vo
k f ( )e jk
5、噪声系数
2.2 高频小信号调谐放大器
《高频电子线路》
高频小信号调谐放大器的电路组成： 晶体管和LC谐振回路。
晶体管高频等效电路
一是物理模拟（混合 ）等效电路。
y 另一是形式等效电路（ 参数等效电路）。
2.2
单管单调谐放大器 一、电路组成及工作原理
《高频电子线路》
《高频电子线路》
二、电路性能分析
其中 为由调制电路决定的比例系数。
ka
（2）波形图和频谱图
《高频电子线路》
图4.1.5 单频调制的DSB信号的波形图和频谱图 （a） DSB波形图 （b） DSB频谱图
(3)双边带调幅信号的产生
《高频电子线路》
D SB(t)ka (t)c(t)
带通滤波器的中心频率为 f c ，带宽为 BW AM
试计算回路电感L和 Q e 的值。若电感线圈的
Q 0 =100，问在回路上应并联多大的电阻
才能满足要求？
常见典型滤波器 石英晶体滤波器 陶瓷滤波器 表面声波滤波器
《高频电子线路》
1.3
《高频电子线路》
高频小信号调谐放大器的主要质量指标 1、增益 2．通频带 B W 0.7 3、选择性 4、工作稳定性

一、非线性函数的级数展开分析法
1、非线性函数的泰勒级数 非线性器件的伏安特性,可用下面的非线性函数来表示:
i f (u)
(5-1)
式中, u为加在非线性器件上的电压。一般情况下,
u＝EQ+u1+u2, 其中EQ为静态工作点, u1和u2为两个输入电 压。用泰勒级数将式（5-1）展开, 可得
i a0 a1(u1 u2 ) a2 (u1 u2 )2 an (u1 u2 )n
3、正弦波振荡器
反馈式振荡器的平衡条件，三点式振荡器的起振判断条件，电路 结构，克拉泼，西勒电路的计算，晶体振荡器的特点等。
下面学习频率变换电路电路，包括频谱的线性搬移和非线 性搬移电路及其应用。
《高频电子线路》
1
第5章 频谱的线性搬移电路
第5章 频谱的线性搬移电路
5.1 非线性电路的分析方法 5.2 二极管电路 5.3 差分对电路 5.4 其它频谱线性搬移电路
即有
i I0(t) g(t)u1
（5-14)
可见，非线性器件的输出电流与输入电压的关系类似于线 性系统，但其系数却是时变的，故叫做线性时变电路。
2、线性时变参数分析法的应用
考虑u1和u2都是余弦信号, u1＝U1cosω1t, u2＝U2cosω2t, 故I0(t) 、g(t)也为周期性函数,可用傅里叶级数展开,得：
I0 (t) f (EQ U2 cos2t) I00 I01 cos2t I02 cos 22t （5-15） g(t) f (EQ U2 cos2t) g0 g1 cos2t g2 cos 22t (5-16)
《高频电子线路》
16
第5章 频谱的线性搬移电路
两个展开式的系数可直接由傅里叶系数公式求得

上,下边频分量的振幅 不超过载波振幅的一半
BW = 2F
13
例5.1
已知调制信号u (t) = Um cos t (V),AM波的振幅峰值
U AM (t ) max=1.9V,振幅谷值 U AM (t ) min =0.6V,比例常数 K a =0.9 (1/V),求已调波载频分量的振幅 U cm,原调制信号的振幅 U m以 及调幅系数 ma .
二,AM调幅电路组成模型 调幅电路组成模型 uc(t) uc(t) u(t) + UQ X AMXY Y uAM(t) 或 u(t) X AMXY Y uAM(t)
+ + – – UQ
uAM ( t ) = AM [U Q + u ( t )]U cm cos ω c t = [ AMU QU cm + AMU cm u ( t )] cos ω c t
15
2.抑制载波的双边带调幅 DSB) 2.抑制载波的双边带调幅(DSB)
1)表达式
uDSB (t ) = kau (t ) × cos ωct
"相乘"实现! 相乘"实现! 单频调制时 ka由调制电路和B (t ) = maU c cos t cos ωc t maU c = [cos(ωc + )t + cos(ωc )t ] 2
20
5.调幅波的功率 5.调幅波的功率 调幅波的
故载波分量功率 边频分量功率: 边频分量功率:
PSSB
1 Pc = T
1 = T
∫
∫
T 0
(U c m c o s ω c t ) 2 d t RL
1 U 2 cm = 2 RL
T
0
[

数字调制器的结构及工作原理侯体康S1207W301在实际的通信系统中不少都不能直接传送基带信号，必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使载波的某些参量随基带信号的变化而变化，即所谓调制。

用基带数字信号控制高频载波，把基带数字信号变换为频带数字信号的过程称为数字调制，把频带数字信号还原成基带数字信号的反变换过程称为数字解调。

通常把数字调制及数字解调合起来统称为数字调制。

下面我们大致来介绍一下数字调制器的结构及其工作原理。

（一）调制器的定义及结构原理调制器是邻频调制器的简称，也常被称作射频调制器或电视调制器,现也有俗被称为共享器、是有线前端电视机房的主要设备之一。

调制器是调制式直流放大电路中的一个重要环节。

由图1-1可见：欲放大的直流信号ui经过调制器后，变为交流信号UA；再经过交流放大器放大后，最后由解调器转换成直流输出信号UO；振荡器产生开关信号UC；用于控制调制器的取样动作。

由于信号的放大任务主要由交流放大器完成，而交流放大器的零点漂移小到可以忽略不计，调制器与解调器的零漂也可以做得很小，所以，调制式直流放大器可用来放大微弱的直流信号。

图1-1图1-2为调制器的原理图，如图所示：图1-2因为开关K 负载并联，故称为并联制器。

工作过程如下：若在0-T/2时间内K 断开，则A 点取得电平UmA ；若在（T/2）-T 时间内K 接通，则A 点接地；以后随差开关K 周期地通断动作，在A 点将得到一脉动的直流电压UA （如下图），UA 可以分解为直流分量UAO 和交流分量UA-O ，经过隔直电容C 后，UAO 降落在电容器上，而交流分UA-被送到负载RL 上去，即UO=UA-O调制器最基本功能是信号调制功能。

即将视频/音频信号尽可能不失真地调制到载波上，以满足长距离传送和分配的要求。

所以，国标规定正常的调制度为87.5%。

伴音信号要于图像信号同时调制。

为避免对图像信号的干扰，将伴音信号先调制在调频副载波上，然后放在图像频率的6.5MHz 频点上，组成一个完整的电视频道。

《高频电子线路》课程简介本课程是以通信系统为主要研究对象，研究构成发送、接收设备的各单元电路、典型线路对模拟通信方式的调制（调幅、调频）、解调（检波、鉴频）、混频、振荡的原理作了详细的理论分析；在此基础上对各种典型的实现电路作了详细的工作原理分析；提出了各种电路的性能要求。

它以理解概念、实现功能为主。

在讲述器件和电路特点的同时，重点介绍了各种电路的机理强调了概念的应用、功能的实现；同时理论与实践相结合，电路紧密围绕通信系统，使学生在学习理论的同时建立起整机的概念。

绪论：介绍了通信系统中接收设备、发送设备的组成框图及简单的工作原理。

无线电信号的传输方法。

第一章重点介绍了 LC 谐振回路的选频特性及其质量指标；介绍了阻抗变换网络以及其他形式的各种滤波器。

第二章讨论高频小信号放大器的电路组成及性能分析，给出了晶体管的高频小信号特性。

第三章介绍了高频功率放大器的基本电路组成，性能分析的方法与典型的高频功率放大器电路。

第四章讨论正弦波振荡器的电路组成，产生振荡的条件，以及各种正弦波振荡器的典型电路。

第五章重点介绍频谱搬移电路的基本原理；相乘器电路的分析，集成模拟相乘器的电路组成及其分析；振幅调制、振幅解调与混频电路的性能分析第五章主要介绍了角度调制与解调的基本原理，实现频率调制与解调的基本方法；典型的频率调制与解调电路的原理分析及性能指标的计算。

教学计划绪论（2课时）第一章选频网络与阻抗变换（2课时）第二章高频小信号放大器（6课时）§2.1 概述§2.2高频小信号放大器§2.2放大器的稳定性分析第三章高频功率放大器（6课时）§7.1谐振功率放大电路的工作原理§7.2谐振功率放大器的性能特点§7.3谐振功率放大器电路§7.4功率合成电路第三章正弦波振荡器（10课时）§3.1反馈振荡器的工作原理§3.2LC正弦波振荡器§3.3LC振荡器的频率稳定度§3.4晶体振荡器§3.5RC振荡器第四章频谱搬移电路（12课时）§4.1 频谱搬移电路的组成模型§4.2 相乘器电路§4.3混频电路§4.4 振幅调制与解调电路。

通信原理复习题五、作图题1．某调制方框图如图a所示。

已知m(t)的频谱如图b，载频且理想带通滤波器的带宽为。

试求：（1）理想带通滤波器的中心频率为多少；（2）说明s(t)为何种已调制信号；（3）画出s(t)的频谱图。

2．根据如图所示的调制信号波形，试画出DSB及AM波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。

3．请画出采用单边带调幅的调制器和解调器的组成框图？若基带信号的频谱如图所示，载波频率为64kHz，取下边带（滤波为理想），请画出已调信号的频谱？4．若有5个频谱围均为60kHz～108kHz的信号（已包括防护频带），现将这5个信号采用频分复用的方式合成一个频谱为312kHz～552kHz的信号。

试求：（1）对应于这5个信号所用的载波频率分别为多少（取上边带）；（2）画出该频分复用的原理框图；（3）试画出频谱搬移图。

5．设有12路信号，每路的带宽为4kHz（频谱0kHz～4kHz，已包括防护频带），现将这12路信号采用频分复用的方式合成一个频谱为60Hz～108kHz 的信号。

试问：（1）用于12路频谱搬移的载波频率分别为多少(取上边带)；（2）画出频分复用的频谱搬移图（4kHz的频谱用三角频谱表示）。

6．设通信系统的模型如下图所示，请在图中标出调制信道和编码信道。

请画出一对输入和一对输出时的调制信道数学模型图和二进制编码信道数学模型图。

7．设有三种传输通道分别如图a、图b和图c所示。

试求：（1）画出这三种传输通道的幅频特性示意图；（2）就失真问题对三种传输通道作简要讨论；（3）若三种传输通道的输入为一个矩形脉冲，请分别画出相应的输出波形草图。

8．设有一数字序列为1011000101，请画出相应的单极性非归零码（NRZ）、归零码（RZ）、差分码和双极性归零码的波形。

9．设有一数字序列为1011000101，请画出相应的NRZ码、RZ码、双极性归零码、AMI码和四电平码的波形。

10．设有一数字码序列为000001，试编为相关码、AMI码和HDB3码？并画分别出编码后的波形？（第一个非零码编为-1）11．设部分响应传输系统如图所示，若为1。

有用分量
2a2u1u2 a2U1U 2 cos 1 2 t a2U1U 2 cos 1 2 t
第 5章
16
频谱搬移通过提取两个信号的和频与差频实现。实现理想乘法 运算，减少无用组合频率数目和强度是重要目标。 (1)从非线性器件的特性考虑：选用具有平方律特性的场效应管； 选择器件工作特性接近平方律的区域。 (2)从电路考虑，采用平衡等措施，抵消无用分量，加强有用分量。 (3)从输入信号大小考虑，限制输入信号振幅，减小高阶项强度。
第五章 频谱的线性搬移电路
5.1 非线性电路的分析方法 5.2 二极管电路 5.3 差分对电路 5.4 其它频谱线性搬移电路
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系
高频电子线路
第 5章
1
概述
频谱搬移电路：将输入信号进行频谱变换，获得具有所需 频谱的输出信号，分为线性搬移电路和非线性搬移电路。 线性搬移电路：频谱搬移前后的频率分量的比例关系不变。 例如：幅度调制与解调，混频电路等。
u1
非线性 器 件 u2
滤波器
滤除无 用分量
n
uo
有用 信号
信号i f u
a u
n 0 n

1
u2 包含频率组合分量为：
p ,q p1 q2
经滤波器滤除无用分量后，有用频率分量(和频与差频分量)为
1,1 1 2 ，此时p=q=1
该频率分量由二个信号的二次乘积项/交叉项产生：
f U Q u1 u2
式中， u 为加在非线性器件上的电压，其中 UQ 为 静态工作点， 用泰勒级数将上式在静态工作点UQ展开：
i a0 a1 u1 u2 a2 u1 u2 an u1 u2

•
f (t)f
t
0u(t)dt
(4-27)
• 表示调频波瞬时相位与载波信号相位的偏
移量，简称相移
2021
39
4.3.2 调频信号分析
• 调频波的数学表达式为
• u F M U c m c o s c tf(t) U c m c o s c tf0 tu (t)d t (4-28)
• 以上分析表明，在调频时，瞬时角频率的 变化与调制信号成线性关系，瞬时相位的 变化与调制信号积分成线性关系。
• 信号调制实质是将基带信号搬移到高频载 波上去，也就是频谱搬移的过程
2021
5
• 4.1.2 信号调制方式与分类
• 正弦波一般可表示为
• u ( t) A c o s( t) A c o s (t0 )
（4-1）
• 正弦波都有三个参数：幅度、频率和相位
• 所谓调制，就是将调制信号加载在三个参 数中的某一个参数上，或幅值、或频率、 或相位随调制信号大小成线性变化的过程
• m 表示瞬时角频率偏离中心频率的 c 最 大值。习惯上把最大频偏 m 称为频偏。
• 根据瞬时相位与瞬时角频率的关系可知， 对式(4-24)积分可得调频波的瞬时相位
• (4-26) t
t
t
f( t ) 0( t ) d t 0 c fu ( t ) d t c t f0 u ( t ) d t
相位调制，简称PM（Phase Modulation）
2021
7
4.1.2 信号调制方式与分类
• 数字量对载波进行调制时，根据被调制的参数不 同，也有三种调制方式
• 被装载的参数为幅度时，称为幅移键控调制，简 称ASK调制（Amplitude Shift Keying）

现代通信原理 Principle of Modern Communications
现代通信原理
第四章 模拟调制系统
-1-
本章知识点
4.1 引言 调制的概念 调制的分类 调制的作用 4.2 幅度调制(线性调制） 幅度调制基本原理 线性调制系统性能分析 4.3 角度调制（非线性调制） 基本概念 调频信号表达式 调相信号表达式 单音调制 调频信号的产生与解调方法 4.5 频分复用FDM 4.6 复合调制与多级调制
用滤波发产生SSB信号
m(t) hSSB（t） sSSB(t)
cos(ct)
HSSB（）
滤波法
sssb t mt cosct hssb t
1 S SSB ( ) [ M ( c ) M ( c )]H SSB ( ) 2
-25-
现代通信原理 Principle of Modern Communications
-2-
现代通信原理 Principle of Modern Communications
现代通信原理 Principle of Modern Communications
4.1 引言
调制的基本概念 m(t) 调制信号
调制器 sm(t) 已调信号
c(t) 载波信号 调制：按 调制（基带）信号的变化规律去改变高频 载波某一（些）参数，把基带信号搬移到给定信道 通带（处在较高频段）内的过程。

T 2
T 2
m(t )dt
PAM
载波功率Pc
2 m0 m'2 t 2 2
边带功率PS
-19-
现代通信原理 Principle of Modern Communications

3/169 12:07
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

通过调制通过调制通过调制不仅可以进行频谱搬移不仅可以进行频谱搬移不仅可以进行频谱搬移把调制信号的频谱搬把调制信号的频谱搬把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上移到所希望的位置上移到所希望的位置上从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号从而将调制信号转换成适合于传播的已调信号而且它对系统的传输有效性和传而且它对系统的传输有效性和传而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响调制方式往往决定了一个通信系统的性能
方面应用较为广泛。 MC1496 是一款完全四通道四象限电压输出模拟乘法器，适用于电压控制放大器、
可变滤波器、 多通道功率计算以及低频解调器等电路。 非常适用于产生复杂的要求高的波形， 尤其适用
于高精度 CRT显示系统的几何修正，其内部结构及引脚排列如图
1.1 所示
图 1.1 MC1496 内部结构图
1.1 MC1496 内部结构及基本性能 .......................................................................................................................... 2 2 信号调制的一般方法 ............................................................................................................................................... 3
4.4.1 AM 解调与仿真实现 ................................................................................................................................. 10 4.4.2 DSB 解调与仿真实现 ................................................................................................................................ 11 5 小结与体会 ............................................................................................................................................................ 12 6 附录：总电路图 ...................................................................................................................................................... 12

组合频率干扰组合频率干扰是混频器中的特有现象coscospfqf混频器由非线性器件组成是形成干扰的源泉中频信号通过中频放大通道送入检波电路增大组合频率分量的振幅迅速减小无用的组合频率分量与接近组合频率分量pfqff为音频在检波电路中再次混频差拍出频率为f的哨叫声这种干扰称为干扰哨声pfqfpfqfpfqfpfqf在不同的处产生干扰哨声要形成干扰哨声取不同的正整数干扰信号pfqfqfpf最强的干扰?中频干镜像干扰信号有用信号例
id 2 a0 a1(v vc ) a2 (v vc )2
id1 id 2 2a1v 4a2vvc
组合频率分量进一步减小 载波分量被抵消 实现了抑制载波的双边带调制 为更好地抵消载漏
平衡调幅器要做得完全对称
3．斩波调幅
斩波调幅：
用载波频率的变化来通断 f (t) ，把信号 f (t) “斩”
成周期为 2
c
的间断信号，再通过中心频率 c 为
的带通滤波器取出调幅信号。
开关函数：当载波处于正半周时，它的幅度为1，
负半周时幅度为0。
S(t)
1 0
cosct 0 cosct 0
S(t)
1 2
2
cosct
2
3
cosct
va (t) f t S(t)
f
t[1
2
2
cosct
2
3
cosct
]
1）输入—输出关系是折线形式或开关段形式 2）形式是渐变形式——斜率无突变
某些器件的非线性特性不能用简单解析式表达，但 在理论上总可以用多项式来表示。
非线性电路不能用叠加原理来求解，这意味着输出 信号的直流(平均值)相交流(时间变量)分量是互相关 联的，这与线性电路不同。

金陵科技学院信息技术学院«高频电子线路»教学大纲适用专业：通信工程、电子信息课程编号：0806205097 总学时数：48学时一、本课程的性质, 任务和基本要求:性质: 必修课任务：使学生掌握通信电子线路的基本分析方法和基本部件的工作原理，为后续专业课程打下基础。

基本要求:掌握无线通信设备基础理论知识及典型电路原理，通过与实践课程的紧密配合，在提高对理论理解的同时，增强分析解决实际问题的能力。

二．教学内容：理论总学时：40学时绪论本课程以通信系统为主要研究对象，讨论无线电技术设备和系统中的高频放大，振荡，频率变换等电子线路的基本原理和应用。

本课程包含以下内容：高频小信号放大器，高频功率放大器，正弦波振荡器，混频器，调制与解调电路等；本课程重原理，应用性强，学生应认真对待实验。

要点：1、无线电波段的划分：粗略了解中波，短波，超短波及微波的频段范围；2、电波传播速度c，频率f，波长λ三者关系：c=λf；3、了解无线电波三种传播方式：沿地面传播（地波），直线传播（直线波），依靠电离层传播（天波）；了解中长波；短波，超短波，微波各自的传播方式及应用场合；4、了解无线通信系统的基本组成框图及各部分作用；5、了解调制的概念；为什么要调制；如何调制（即有哪三种调制方式）；6、了解模拟通信的发送设备和接收设备的组成框图及各部分作用；7、超外差接收机的基本组成框图及各部分作用。

重点：1、电波传播速度c，频率f，波长λ三者关系：c=λf2、无线电波三种传播方式：沿地面传播，直线传播，依靠电离层传播；中长波；短波，超短波，微波各自对应的传播方式；3、无线通讯系统的基本组成框图及各部分作用；4、调制的概念：为什么要调制，调制的三种方式；三种信号概念：基带信号、载波信号、已调波信号的含义。

5、模拟通信的发送设备和接收设备的组成框图及各部分作用6、超外差接收机的基本组成框图、各部分作用；与直接式接收机相比的不同和优势难点：超外差接收机的基本组成框图及各部分作用第一章选频网络与阻抗变换要点：1、了解选频与滤波电路的主要原理；2、掌握串联和并联谐振回路的如下概念：总阻抗Z（或总导纳Y），谐振频率ω0，固有品质因数Q0,通频带BW0.7，矩形系数Kr0.1；掌握谐振回路的单位谐振曲线特征，会由曲线定性看指标；3、串联和并联谐振回路的主要参数计算方法（ω0；Z；Kr0.1）及其应用；4、部分接入回路的阻抗变换；5、双耦合回路的基本概念：掌握双耦合回路的谐振曲线特征及其矩形系数Kr0.1；6、典型滤波器电路原理及其应用场合（含：LC谐振式、石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器）；重点：1、选频与滤波电路的基本原理；2、掌握串联和并联谐振回路的主要参数计算方法（ω0；Z；Kr0.1）及其应用场合；学会由单位谐振曲线定性看指标；3、阻抗变换的典型电路及原理；4、各类典型滤波器电路特点及其应用场合。

频谱搬移公式推导
频谱搬移公式通常用于描述信号经过频率偏移后的频谱位置的变化。

下面是频谱搬移公式的推导过程：
假设原始信号的频谱表示为：X(f)，其中f为频率。

我们假设原始信号经过频率为Δf的偏移。

1. 假设原始信号为x(t)，其傅里叶变换为X(f)。

2. 频率偏移后的信号为x_shifted(t) = x(t) * e^(j*2π*Δf*t)，其中*表示卷积操作，e^(j*2π*Δf*t)是一个相位旋转因子。

3. 对频率偏移后的信号进行傅里叶变换，得到X_shifted(f)。

4. 根据傅里叶变换的性质，我们知道对于一个频率偏移的信号，其傅里叶变换为原信号的傅里叶变换在频率上的移动：X_shifted(f) = X(f - Δf)。

5. 综上所述，频谱搬移公式可以表示为：X_shifted(f) = X(f - Δf)。

这就是频谱搬移的公式推导过程。

频谱搬移公式可以用于描述信号在
频率上的偏移和频谱位置的变化。

盲区采样频率为：
fSm
2m 2 2m3
fs，式中，m
=
0,
1,2,…,M-1对应盲区号。
主采样频率fs的确定主要取决于A/D器件的性能； 另外，还要考虑与后续DSP的处理速度相匹配。 为减少盲区采样频率的数量，在最高工作频率 fmax一定的情况下， fs应尽量选高。
本结构对A/D器件的要求是A/D需有足够高的工 作带宽。
这种结构模型必须首先确知在哪个信道上有信号。 其潜在问题是需要一个搜索或监视接收机的专用 设备对全频段进行搜索监视，如果搜索速度不够 快，就会遗漏或丢失信号。
通常，软件无线电采用宽带带通采样，采样的数 据包含多个信道的信息，如何同时处理这些信息？
引入并行多通道处理理论和软件无线电信道化结 构模型。
软件无线电可分为三大组成部分：
射频处 理前端
A/D D/A
数字处 理软件
3.1 软件无线电的三种结构形式
基于采样方式的不同，软件无线电的组 成结构可以分成以下3种：
1）射频全宽带低通采样软件无线电结构 2）射频直接带通采样软件无线电结构 3）宽带中频带通采样软件无线电结构
3.1.1 射频全带宽低通采样软件无线电结构
“盲区”采样数字谱与“盲区”频带信号谱的 对应关系取决于前置跟踪滤波器所处的位置，当 其位于偶数(m=0,2,4,6,…)“盲区”时，其对 应关系为：XD XA ,XD XA
当其为于奇数 (m=1,3,5,7,…)“盲区”时，其 对应关系为： XD XA ,XD XA
所以，无论主采样还是“盲区”采样都可以用 一个等效的基带数字谱来唯一地表示射频信号， 只要确知前置滤波器在射频频带上所处的位置。
功
窄带电调
“0”内插上

傅里叶变换的基本性质（一）傅里叶变换建立了时间函数和频谱函数之间转换关系。

在实际信号分析中，经常需要对信号的时域和频域之间的对应关系及转换规律有一个清楚而深入的理解。

因此有必要讨论傅里叶变换的基本性质，并说明其应用。

一、线性傅里叶变换是一种线性运算。

若则其中a和b均为常数，它的证明只需根据傅里叶变换的定义即可得出。

例3-6利用傅里叶变换的线性性质求单位阶跃信号的频谱函数。

解因由式(3-55)得二、对称性若则证明因为有将上式中变量换为x，积分结果不变，即再将t用代之，上述关系依然成立，即最后再将x用t代替，则得所以证毕若是一个偶函数，即，相应有，则式(3-56)成为可见，傅里叶变换之间存在着对称关系，即信号波形与信号频谱函数的波形有着互相置换的关系，其幅度之比为常数。

式中的表示频谱函数坐标轴必须正负对调。

例如：例3-7若信号的傅里叶变换为试求。

解将中的换成t，并考虑为的实函数，有该信号的傅里叶变换由式(3-54)可知为根据对称性故再将中的换成t，则得为抽样函数，其波形和频谱如图3-20所示。

三、折叠性若则四、尺度变换性若则证明因a＞0，由令，则，代入前式，可得函数表示沿时间轴压缩(或时间尺度扩展)a倍，而则表示沿频率轴扩展(或频率尺度压缩)a倍。

该性质反映了信号的持续时间与其占有频带成反比，信号持续时间压缩的倍数恰好等于占有频带的展宽倍数，反之亦然。

例3-8已知,求频谱函数。

解前面已讨论了的频谱函数，且根据尺度变换性，信号比的时间尺度扩展一倍，即波形压缩了一半，因此其频谱函数两种信号的波形及频谱函数如图3-21所示。

五、时移性若则此性质可根据傅里叶变换定义不难得到证明。

它表明若在时域平移时间，则其频谱函数的振幅并不改变，但其相位却将改变。

例3-9求的频谱函数。

解:根据前面所讨论的矩形脉冲信号和傅里叶变换的时移性，有六、频移性若则证明证毕频移性说明若信号乘以，相当于信号所分解的每一指数分量都乘以，这就使频谱中的每条谱线都必须平移，亦即整个频谱相应地搬移了位置。

实训报告 佳木斯大学信息电子技术学院 1 FM调制与解调系统 一、目的 FM在通信系统中的使用非常广泛。FM广泛应用于高保真音乐广

播、电视伴音信号的传输、卫星通信和蜂窝电话系统等。 本设计主要是利用MATLAB集成环境下的M文件，编写程序来实现FM调制与解调过程，并分别绘制出基带信号，载波信号，已调信号的时域波形；再进一步分别绘制出相干解调后解调基带信号的时域波形。该设计使用系统开发平台为Windows XP ,程序运行平台使用Windows XP,程序设计语言采用MATLAB，运行程序完成对FM调制和解调结果的观察。通过该本次设计，达到了实现FM信号调制和解调系统的仿真目的。 二、工作原理与计算 通信系统的作用就是将信息从信息源发送到一个或多个目的

地。对于任何个通信系统，均可视为由发送端、信道和接收端三大部分组成（如图1所示）。

图1 通信系统一般模型 信息源的作用是把各种信息转换成原始信号，发送设备的作用产

生适合传输的信号，信息源和发送设备统称为发送端。发送端将信息直接转换得到的较低频率的原始电信号称为基带信号。通常基带信号

信息源 发送设备 信 道 接受设备 信息源 噪声源

发送端 接收端 信道 实训报告

佳木斯大学信息电子技术学院 2 不宜直接在信道中传输。因此，在通信系统的发送端需将基带信号的频谱搬移（调制）到适合信道传输的频率范围内进行传输。这就是调制的过程。信号通过信道传输后，具有将信号放大和反变换功能的接收端将已调制的信号搬移（解调）到原来的频率范围，这就是解调的过程。 调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。而解调是将位于载频的信号频谱再搬回来，并且不失真地恢复出原始基带信号。在本仿真的过程中我们选择用非相干解调方法进行解调。 2.1 FM调制原理 调制在通信系统中具有十分重要的作用。一方面，通过调制可以把基带信号的频谱搬移到所希望的位置上去，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号。另一方面，通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力，同时，它还和传输效率有关。具体地讲，不同的调制方式产生的已调信号的带宽不同，因此调制影响传输带宽的利用率。可见，调制方式往往决定一个通信系统的性能 2.2 FM解调原理 调制信号的解调分为相干解调和非相干解调两种。相干解调仅仅适用于窄带调频信号，且需同步信号，故应用范围受限；而非相干解调不需同步信号，且对于NBFM信号和WBFM信号均适用，因此是FM系统的主要解调方式。。 实训报告 佳木斯大学信息电子技术学院 3 三、步骤 3.1调制过程