3.1.4學習難點
1.調制信號、載波和已調信號
調制信號即基帶信號,指來自信源的消息信號。當基帶信號是模擬信號時通常稱為模擬調制信號,當基帶信號是數字信號時通常稱為數字基帶信號。
載波指未受調制的周期性振蕩信號,如正(余)弦波或周期性脈沖信號。第3章使用的是正(余)弦波,相應的調制稱為連續波調制。
已調信號是載波經過調制后的信號,通常以調制方式作為已調信號的名稱,例如幅度調制信號、頻率調制信號等。
2.線性調制和非線性調制
線性調制指的是已調信號頻譜是基帶信號頻譜的線性搬移,非線性調制指的是已調信號頻譜不是基帶信號頻譜的線性搬移。
線性調制又稱為幅度調制,包括常規調幅、雙邊帶調制、單邊帶調制和殘留邊帶調制。
非線性調制又稱為角度調制,包括相位調制和頻率調制。
3.相干載波和相干解調
在調制中使用的載波稱為調制載波。在線性調制信號的解調時,為了實現已調信號的頻譜搬移,接收機中使用的載波和調制載波同頻同相,所以接收機中的載波稱為相干載波,相應的解調方法稱為相干解調。
一般來說相干載波要從接收信號中提取。對接收信號進行處理,使之具有載波分量(或載波倍頻分量)后進行提取。提取的方法有直接提取和鎖相環提取。直接提取載波的方法簡單,但提取的載波不夠穩定。鎖相環提取載波的方法復雜,但提取的載波比較穩定。
有些發射機在發送已調信號的同時發送導頻信號,接收機用濾波器濾出導頻信號后將其放大作為解調載波使用。
4.非相干解調方法和門限效應
相干解調沒有門限效應。相干解調器由相乘器和低通濾波器組成,在解調過程中信號和噪聲可以分開處理,所以沒有門限效應。
常規調幅信號的非相干解調指的是包絡檢波,寬帶調頻信號的非相干解調指的是鑒頻器解調。在非相干解調過程中信號和噪聲無法分開處理。只有當輸入信噪比較高時解調器的輸出信噪比才能達到使用要求。當輸入信噪比低于一定數值時,解調器的輸出信噪比急劇惡化,這種現象稱為門限效應。出現門限效應時的輸入信噪比稱為門限值。門限效應由解調器的非線性解調作用引起,原則上說是無法避免的。在某些場合可通過技術手段降低門限值,也稱為門限值的擴展。
5.寬帶調頻信號的功率分配
對于調頻信號信號來說,已調信號和未調制載波的幅度是相同的,所以調頻信號的功率和未調載波的功率相同。也就是說,調頻信號的功率與調制過程及調頻指數無關。
寬帶調頻信號的功率包括載波分量的功率和邊頻分量的功率,調制信號改變時載波分量的功率和邊頻分量的功率隨之變化,但總功率保持不變。調制信號對調頻信號的功率沒有貢獻,其作用是改變調頻信號功率的分配。
6.總結寬帶調頻信號的特點
寬帶調頻信號是非線性調制信號,已調信號頻譜不是基帶信號頻譜的線性搬移。寬帶調頻信號的帶寬大于基帶信號帶寬的2倍,而且帶寬隨調頻指數增大而增大。寬帶調頻信號的抗噪聲性能明顯優于模擬線性調制信號,增加傳輸帶寬可得到信噪比的改善,具有以帶寬換取信噪比的重要特性。
……