第5章 模拟调制系统
由于信息直接变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分量,这种信号在许多信道中不宜进行直接传输。因此,在通信系统的发端通常需要加一个调制过程,将低频信号搬移到高频分量上,而在接收端则需要有一个反调制------解调过程,再把高频分量上的信号搬移到原来的频率分量上。学习本章,应掌握如下:
1.调制在通信系统中的定义、目的、分类
2.模拟线性调制:振幅调制(AM)、双边带调制(DSB)、单边带调制(SSB)、残留边带(VSB)的时域、频域表示,调制与解调方法,抗噪声性能。
3.模拟角调制:角调制的一般概念,角调信号的调制与解调方法,角调信号的抗噪声性能,调频信号的门限效应。
4.频分复用(FDM)。
5-1.什么是调制信号、载波、已调信号。
5-2.相干解调是否存在门限效应?
5-3.填空题
(1)残留边带滤波器的传输特性H(?)应满足 (2)当调频指数满足 时称为窄带调频。
(3)在解调过程中, 的解调方式会产生门限效应,产生门限效应的原因是 5-4.已知线性调制信号表示式如下: (1)cos?tcos?ct (2)(1?0.5sin?t)cos?ct
式中,?c?6?。试分别画出它们的波形图和频谱图。
5-5.已知调制信号m(t)?cos(2000?t)?cos(4000?t),载波为cos(104?t),进行单边带调制,试确定该单边带信号的表达式,并画出频谱图。
5-6.已知调制信号m(t)?cos(2000?t),载波为2cos104?t,分别写出AM、DSB、USB、LSB信号的表示式,并画出频谱图。
5-7.根据下图所示的调制信号波形,试画出DSB及AM信号的波形图,并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。
5-8.某调制方框图如下图(b)所示。已知m(t)的频谱如下图(a)所示,载频?1???2,?1??H,且理想低通滤波器的截止频率为?1,试求输出信号s(t)为何种已调信号。
图(a) 图(b)
5-9.设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)?0.5?10?3WHz
,在该信道中传输抑制
载波的双边带信号,并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz,而载波为100kHz,已调信号的功率为10kW,若接收机的输入信号在加至解调器之前,先经过一理想带通滤波器滤波,试问:(1)该理想带通滤波器的中心频率和通带宽度为多少? (2)解调器输入端的信噪功率比为多少? (3)解调器输出端的信噪功率比为多少?
(4)求出解调器输出端的噪声功率谱密度,并用图形表示出来。
5-10. 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)?0.5?10?3WHz,在该信道中传输抑
制载波的单边带(上边带)信号,并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz,而载波为100kHz,已调信号的功率为10kW。若接收机的输入信号在加至解调器之前,先经过带宽为5kHz的理想带通滤波器滤波,试问:
(1)该理想带通滤波器的中心频率为多大? (2)解调器输入端的信噪功率比为多少? (3)解调器输出端的信噪功率比为多少?
5-11.某线性调制系统的输出信噪比为20dB,输出噪声功率为10?9W,由发射机输出端到解调器输入端之间总的传输损耗为100dB,试求: (1)DSB/SC时的发射机输出功率; (2)SSB/SC时的发射机输出功率。
5-12.已知某单频调频波的振幅是10V,瞬时频率为f(t)?106?104cos(2??103t)(Hz) 试求:(1)此调频波的表达式;
(2)此调频波的频率偏移、调频指数和频带宽度;
(3)若调制信号频率提高到2?103Hz,则调频波的频偏、调频指数和频带宽度如何
变化?
5-13.已知s(t)?cos(2??104t)?4cos(2.2??104t)?cos(2.4??104t)是某个AM已调信号的展开式。
(1)写出该信号的傅里叶频谱,画出它的振幅频谱图; (2)写出 s(t)的复包络sL(t); (3)求出调幅系数和调制信号频率; (4)画出该信号的解调框图。
※ 5-14.设m(t)?cos(4?fmt),载波c(t)?2Accos(4?fct),请分别求出下边带与双边带
调幅信号的时域表达式。(北京科技大学2007年)