发布时间 : 星期四 文章模拟调制技术的仿真与实现 - 图文更新完毕开始阅读6bd92d7bd4d8d15abf234ed2
陕西理工学院毕业设计
sm?t??11?(t)sinwct m(t)coswct?m22 (4.21)
与相干载波相乘后，再经低通滤波可得解调器输出信号
1m0(t)?m?t?
4因此，输出信号平均功率
2so?mo(t)? (4.22)
12m?t? 16
(4.23)
输入信号平均功率
1Si?m2?t?
4单边带解调器的输入信噪比为
(4.24)
12m?t?Sim2?t?4 ??NinoB4n0B输出信噪比为
(4.25)
12m?t?Som2?t?16??No4n0B
n0B因而制度增益为
(4.26)
GSSB?So/No?1
Si/Ni (4.27)
这是因为在SSB系统中，信号和噪声有相同表示形式，所以相干解调过程中，信号和噪中的正交分量均被抑制掉，故信噪比没有改善。 4.2.4 AM包络检波的性能
Sm(t) BPF Sm(t) ni(t) 包络检波 mo(t) no(t) n (t) 图4.8 AM包络检波的抗噪声性能分析模型
如图4.8所示，设AM包络检波的抗噪声性能分析模型中解调器输入信号为
Sm?t???Ao?m?t??coswct
(4.28)
这里仍假设调制信号m(t)的均值为0，且m?t?max?Ao。 解调器输入噪声为
共 55页 第 23 页
陕西理工学院毕业设计
ni(t)?nc?t?coswct?ns(t)sinwct
则解调器输入的信号功率Si和噪声功率Ni分别为
(4.29)
Aom2?t?Si?s?t??? 222m (4.30)
Ni?ni2?t??noB
输入信噪比为
（4.31)
SiAo2?m2?t?? Ni2noB (4.32)
由于解调器输入是信号加噪声的混合波形，即
其中
sm?t??ni(t)??Ao?m?t??nc(t)?coswct?ns(t)sinwct?E(t)cos[wct??(t)] (4.33)
E?t???A0?m(t)?nc(t)?2?ns2(t)
?ns?t??
?Ao?m?t??nc?t???
(4.34) (4.35)
??t??arctan?很明显，E(t)便是所求的合成包络。为使讨论简明，我们来考虑两种特殊情况。
1)．大信噪比情况
此时，输入信号幅度远大于噪声幅度，即
?Ao?m?t????因而式(4.34)可简化为
2nc(t)?ns2(t) (4.36)
E?t??A0?m(t)?nc(t)
(4.37)
当直流分量Ao被电容器阻隔后，有用信号与噪声独立地分成两项，因而可分别计算它们的功率。
输出信号功率:
So?m2(t)
输出噪声功率:
(4.38)
2?t??ni2?t??n0B No?nc (4.39)
输出信噪比
共 55页 第 24 页
陕西理工学院毕业设计
Som2?t? ?N0noB调制制度增益
(4.40)
GAMSo/No2m2?t? ??22Si/NiAo?m(t) (4.41)
显然，AM信号的调制制度增益GAm随A0的减小而增加。但对包络检波器来说，为了不发生过调制现象，应有Ao?m?t?max，所以GAM总是小于l，这说明包络检波器对输入信噪比没有改善，而是恶化了.
2)．小信噪比情况
当输入信号幅度远小于噪声幅度，即
?Ao?m?t????则：
nc2(t)?ns2(t) (4.42)
E?t??R(t)1??R?t???A0?m(t)?cos??t??A?m(t)?2?Ao?m(t)?cos?(t)?R(t)?1?ocos??t??R(t)R(t)??
(4.43)
此时，E(t)中没有单独的信号项，只有受到cos??t?调制的m(t)cos??t?项。由于cos??t?是一个随机噪声，因而，有用信号m(t)被噪声扰乱，致使m?t?cos??t?也只能看作是噪声。这时候，输出信噪比不是按比例随着输入信噪比下降，而是急剧恶化，通常把这种现象称为解调器的门限效应。开始出现门限效应的输入信噪比称为门限值。这种门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的。而用相干解调的方法解调各种线性调制信号时不存在门限效应。原因是信号与噪声可分别进行解调，解调器输出端总是单独存在有用信号项[10]。
由以上分析可得如下结论：大信噪比隋况下，AM信号包络检波器的性能几乎与相干解调法相同。但当输入信噪比低于门限值时，将会出现门限效应，这时解调器的输出信噪比将急剧恶化，系统无法正常工作。
4.3角度调制系统的抗噪声性能分析 4.3.1加入噪声后的调频系统分析模型
调频信号的解调有相干解调和非相干解调两种。相干解调仅适用于窄带调频信号，且需同步信号，故应用范围受限[11]；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。
SFM(t) BPF 限幅器
SI(t) ni(t) 鉴频器 LPF mo(t) no(t)
n (t) 图4.9 FM非相干解调抗噪声性能分析模型
共 55页 第 25 页
陕西理工学院毕业设计
如图4.9所示，FM非相干解调抗噪声性能分析模型中的n(t)是均值为零，单边功率谱密度为n的高斯白噪声；BPF的作用是抑制调频信号带宽以外的噪声；限幅器的作用是消除信道中噪声和萁他原因引起的调频波的幅度起伏。 4.3.2输入信噪比
设输入调频信号为
sFM(t)?Acos[wct?Kf?m(t)dt]
故其输入信号功率为
A2Si?
2输入噪声功率为
(4.44)
Ni?noBFM
因此输入信噪比为
(4.45)
SiA2? Ni2noBFM (4.46)
在计算输出信噪比时，由于鉴频器的非线性作用，使得无法分别分析信号与噪声的输出。因此，也和AM信号的非相干解调一样，考虑两种极端情况，即大信噪比情况和小信噪比情况。 4.3.3大信噪比时的解调增益
在输入信噪比足够大的条件下，信号和噪声的相互作用可以忽略，这时可以把信号和噪声分开来计算。
设输入噪声为0时，解调输出信号为
mo(t)?KdKfm(t)
故输出信号平均功率为
2So?mo(t)?(KdKf)2m2(t)
(4.47)
式中：Kd为鉴频器灵敏度。
假设调制信号m(t)=0，则加到解调器输入端的是未调载波与窜带高斯噪声之和，即
Acoswct?ni(t)?Acoswct?nc(t)coswct?ns(t)sinwct?[A?nc(t)]coswct?ns(t)sinwct?A?t?cos[wct???t?]A(t)?[A?nc(t)]2?ns2(t)
n(t)??t??arctans 相位偏移
A?nc(t)在大信噪比时，即A??nc(t)和A??ns(t)，相位偏移?(t)可近似为
其中：包络
共 55页 第 26 页
(4.48)
(4.49) (4.50)