第三章 模拟调整系统

这是一篇关于第三章 模拟调整系统的思维导图，主要内容包括：3.1 引言，3.2 线性调制的原理，3.3 线性调制系统的解调，3.4 线性调制系统的抗噪声性能分析，3.5 非线性调制系统的原理及抗噪声性能。

第三章 模拟调整系统

• 3.1 引言
  • 基带信号：低频信号，不适宜在信道中传输
  • 调制
    • 定义：使基带信号（调制信号）去控制载波信号的某个参数，使该参数随调制 信号变化。调制后的信号成为已调信号。
    • 目的
      • （1）实现频谱搬移，将基带信号搬移到适合于信道传输的频段上，便于信号传输。
      • （2）提高抗干扰能力，通过调制使信号更难被干扰。
      • （3）使天线更容易辐射信号。
    • 分类
      • 线性调制和非线性调制
        • 线性调制
          • 定义：输出信号的频谱和调制信号的频谱之间呈线性搬移关系
          • 分类
            • 幅度调制（AM、ASK）
              • 模拟调制：AM
              • 数字调制：ASK
            • 抑制载波双边带调制（DSB）
            • 残留边带调制（VSB）
            • 单边带调制（SSB）
        • 非线性调制（角度调制）
          • 频率调制
            • 模拟调制：FM
            • 数字调制：FSK
          • 相位调制
            • 模拟调制：PM
            • 数字调制：PSK、DPSK
      • 模拟调制和数字调制对比
        • （1）模拟调制处理连续信号，抗干扰能力相对较弱。
        • （2）数字调制处理离散信号，抗干扰能力强，适合现代通信。
  • 调制
• 3.2 线性调制的原理
  • 3.2.1 幅度调制（AM）
    • 数学模型：
    • 时域表达式
      • 通常取
    • 频域表达式：
      • 频谱特性图：
    • 需满足的条件：
      • 调制效率总<1：调幅指数
      • 调制信号中无直流分量
    • 带宽：
    • 结论
      • （1）AM波的频谱与基带信号的频谱呈线性关系，将基带信号频谱搬移到载波频率处，无新的频率成分
      • （2）AM信号波形的包络与基带信号成正比，所以AM信号的解调既可采用相干解调，也可采用非相干解调（包络检波）：
      • （3）AM的频谱中含有载频和上、下两个边带，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息，故已调波的带宽为原基带信号带宽的两倍
      • （4）AM的频谱中含有载波成分，表现为其频谱在载波频率处有一个冲激函数。
    • 例题：3.2.2
  • 3.2.2 抑制载波双边带调制（DSB）
    • 数学模型：
    • 时域表达式：
    • 频域表达式：
    • 频谱图：
    • 结论：
  • 3.2.3 单边带调制（SSB）
    • 数学模型
      • 滤波法：
    • 时域表达式：
    • 结论：
  • 3.2.4 残留边带调制（VSB）
    • 残留边带滤波器需满足的条件：
• 3.3 线性调制系统的解调
  • 解调
    • 定义：将位于载频的信号频谱再搬回来，并不失真恢复出原始基带信号。
    • 分类
      • 相干解调：DSB、SSB、VSB
        • 定义：从接收的已调信号中，不失真地恢复原调制信号，要求本地载波和接收信号的载波同频同相。
        • 数学模型：
        • 时域表达式：了解
      • 非相干解调（包络检波）：AM，调幅系数
• 3.4 线性调制系统的抗噪声性能分析
  • 3.4.1 抗噪声性能分析模型
    • 模型图（了解）：
    • 信噪比增益：
    • 高斯窄带噪声的计算公式：
  • 3.4.2 相干解调的抗噪声性能
    • 三种线性调制的信噪比增益
      • AM调制：
      • DSB调制：
      • SSB调制：
      • 结论：不能通过调制制度增益判断解调系统的抗噪声性能优劣，以上三种线性解调中，SSB解调最好，DSB次之，AM最差。
  • 3.4.3 非相干解调的抗噪声性能
    • 大信噪比：AM包络检波的抗噪声性能与相干解调的抗噪声性能几乎相同。
    • 小信噪比：”门限效应“：当输入信噪比低于特定阈值时，输出信噪比急剧恶化，信号被噪声“淹没”的现象。
• 3.5 非线性调制系统的原理及抗噪声性能
  • 3.5.1 非线性调制的概念
    • 调相（PM）
      • 定义：载波幅度不变，用调制信号控制载波的相位，使载波的相位随着调制信号的变化而变化。
      • 相关概念：
      • 时域表达式：
      • 调相指数：
    • 调频（FM）
      • 定义：载波幅度不变，用调制信号控制载波的频率，使载波的频率随着调制信号的变化而变化。
      • 相关概念：
      • 时域表达式：
      • 调频指数：
    • PM和FM之间的关系：
  • 3.5.3 调频信号的产生和解调
    • 窄带调频（NBFM）定义：
    • 宽带调频（WBFM）定义：
    • 带宽
      • FM：
      • NBFM：
      • WBFM：
      • 频偏比：
      • 调频信号平均功率：
    • 解调：相干解调只适合于NBFM
  • 3.5.4 调频系统的抗噪声性能
    • 大信噪比
    • 小信噪比：”门限效应“-解调器的信号与噪声相混合，以致不能从噪声中分辨信号出来，此时的输出信噪比急剧恶化，这种情况与幅度调制包络检波时相似，称之为门限效应。
  • 3.6 各种模拟调制方式的比较
  • 3.7 频分复用
    • 多路复用定义：在同一个信道上同时传输多路信号而互不干扰的一种技术。
    • 频分复用：在发送端利用不同频率的载波将多路信号的频谱调制到不同频段，以实现多路复用。
    • 分类：频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、码分复用（CDM）
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