矿大通信原理课件CH 5.3 角度调制

第六章 角度调制系统

6-1设角度调制信号0cos200cosmStAtt

①若St为FM波，且4FK，试求调制信号ft；

②若St为PM波，且4PK，试求调制信号ft；

③ 试求最大频偏max|FM及最大相位移max()|PMt。

解：①FM已调信号瞬时相位为0()200cosmttt，对其取导数得到瞬时角频率为

00()()(200)sin()mmFdtttKftdt

因此调制信号为

()50sinmmftt

② PM已调信号瞬时相位为

00()200cos()mPttttKft

因此调制信号为

()50cosmftt

③ 由FM信号瞬时频率0()(200)sinmmtt，可得最大频偏为

mFM200|max

由PM信号瞬时相位ttmcos200)(，可得最大相偏为

200|)(maxPMt

6-2用频率为10kHz，振幅为1V的正弦基带信号，对频率为100MHz的载波进行频率调制，若已调信号的最大频偏为1MHz，试确定此调频信号的近似带宽。如果基带信号的振幅加倍，此时调频信号的带宽为多少？若基带信号的频率加倍，调频信号的带宽又为多少？

解：①由题目可知6110fHz，4110mfHz。根据卡森带宽公式可以得到调频信号的带宽近似为

HzffBmFM61002.2)(2

② 以单音调制为例：mFAK。当Am加倍时，加倍，故此时调频信号最大频偏为Hzf6102'

其带宽近似为 HzffBmFM61002.4)'(2

③mf加倍，Hzffmm310202'，则调频信号带宽近似为

HzffBmFM61004.2)'(2

6-3将正弦信号m(t)=cos2πfmt进行角度调制，若载频fc=100 Hz，fm=fc/4。

3.1 模拟调制解调实验

3.1.1 常规调幅(AM)

一．概述

在连续波的模拟调制中，最简单的形式是使单频余弦载波的幅度在平均值处

随调制信号线性变化，或者输出已调信号的幅度与输入调制信号f(t)呈线性对应

关系，这种调制称为标准调幅或一般调幅，记为AM。本实验采用这种方式。

二．实验原理及其框图

1. 调制部分

标准调幅的调制器可用一个乘法器来实现。

2. 解调部分：

解调有相干和非相干两种。非相干系统设备简单，但在信噪比较小时，相干

系统的性能优于非相干系统。这里采用相干解调。

三．实验步骤

1．根据AM 调制与解调原理，用Systemview 软件建立一个仿真电路，如下图所

示：

2. 元件参数配置

Token 0: 被调信息信号—正弦波发生器 （频率=1000 Hz）

Token 1,8: 乘法器

Token 2: 增益放大器 （增益满足不发生过调制的条件）

Token 4: 加法器

Token 3,10: 载波—正弦波发生器 （频率=50 Hz）

Token 9: 模拟低通滤波器 （截止频率=75 Hz）

Token 5,6,7,11: 观察点—分析窗

3. 运行时间设置

运行时间=0.5 秒 采样频率=20,000 赫兹

4. 运行系统

在Systemview 系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察Token5,6,7,11 四个

点的波形。

总的波形图：

被调信息信号波形

载波波形

已调波形

解调波形

5. 功率谱

在分析窗绘出该系统调制后的功率谱。

总的功率谱图：

被调信息信号功率谱Sink5:

载波波形的功率谱

已调波形的功率谱

解调波形的功率谱

四．实验结果

3. 改变增益放大器的增益，观察过调制现象，说明为什么不能发生过调制。

答：增益小于1时，能不失真的恢复原信号。随着增益的增大会出现过调制现象。出现过调制会导致失真。

4. 观察AM的功率谱，分析说明实验结果与理论值之间的差别。

通信原理教学大纲

一、课程基本信息

课程名称：通信原理

课程类别：专业必修课

学分：＿____

总学时：＿____

适用专业：通信工程、电子信息工程等相关专业

二、课程性质与教学目标

（一）课程性质

通信原理是通信工程、电子信息工程等专业的一门重要的专业基础课程，是研究通信系统中信息传输基本原理和方法的课程。通过本课程的学习，使学生掌握通信系统的基本组成、基本原理和性能分析方法，为后续的专业课程学习和从事通信领域的工作打下坚实的基础。

（二）教学目标

1、 知识目标

掌握通信系统的组成、分类和性能指标。 理解模拟通信和数字通信的基本原理，包括模拟调制解调、数字基带传输和数字频带传输。

熟悉信道的特性、噪声对通信系统的影响以及信道编码和纠错编码的基本原理。

了解通信系统中的同步技术，包括载波同步、位同步和帧同步。

2、 能力目标

能够对简单通信系统进行性能分析和计算。

具备设计和实现基本通信系统的能力。

能够运用所学知识解决通信工程中的实际问题。

3、 素质目标

培养学生的工程思维和创新意识。

提高学生的自主学习能力和团队协作能力。

增强学生的职业道德和社会责任感。

三、教学内容与要求

（一）绪论

1、 通信的基本概念

通信的定义和目的。

通信系统的模型和组成部分。 2、 通信系统的分类

按传输媒介分类（有线通信和无线通信）。

按信号特征分类（模拟通信和数字通信）。

3、 通信系统的性能指标

有效性指标（传输速率、频带利用率）。

可靠性指标（误码率、误信率）。

（二）确知信号

1、 确知信号的分类

周期信号和非周期信号。

能量信号和功率信号。

2、 确知信号的频域特性

傅里叶变换的基本性质。

周期信号的频谱。

3、 确知信号的时域特性

信号的自相关函数和互相关函数。

（三）随机过程

1、 随机过程的基本概念 随机过程的定义和分类。

随机过程的数字特征（均值、方差、自相关函数）。

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A0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

AM0c0cc()()coscos()cos (4 - 1)stAmttAtmtt

如果调制信号m(t)的频谱为M(ω)，则调幅信号的频谱为

AM0cccc1()π()()()() (4 - 2)2SAMM

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)| A0 (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

00maxmin00maxmin()() (4 - 4)()()AmtAmtmAmtAmt

AM信号带宽BAM是基带信号最高频率分量fH的两倍。