线性调制系统的抗噪声性能
分析前的假设
1,噪声主要是起伏噪声
2,起伏噪声可视为高斯白噪声
3,加性噪声只对信号接收产生影响
所以，调制系统的抗噪声性能用解调器的抗噪声能力来衡量
噪声平均功率
信号平均功率?
N
S
+ BPF 解调器
Sm(t)
n(t)
Sm(t)
n i(t)
Mo(t)
n o(t)
解调器噪声模型
说明,
1,Sm(t)为已调信号,m(t)为调制信号
2,经带通后，白噪声变成了带通型噪声
输入噪声模型分析
ni为高斯白噪声
ttnttntn cxcci ?? s i n)(c o s)()( ??
)(tni )(tnc )(tns
的平均功率相同
BntnN ii 02 )( ??
引入参数：调制制度增益
输入信噪比
输出信噪比?G
1,DSB系统 × LPF
Wc
Sm(t) m(t)
同步解调器
设 Sm(t)=m(t)cosωct
（ 1）解调器的输入
Bn
ttm
Bn
tS
N
S cm
i
i
0
2
0
2 ]c o s)([)( ?
??
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02c o s ?tc??
)(21 2 tm?
Bntm
N
S
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2
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（ 2）解调器输出
根据同步解调原理,
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被滤掉其中 )(2c o s21 tmtc ??
)(21)( tmtm o ?? 输出信号 )(41)( 22 tmtmS oo ??
ttntn cio ?c o s)()( ?
对于输出噪声：
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ttnttn cscc ?? 2s in)(21)2 2c o s1)(( ???
的部分被滤波器滤掉含有 c?2 )(21)( tntn co ??
)(41)( 22 tntnN coo ?? )()( 22 tntn ic ??又
io NN 4
1??
DSB的系统性能
Bn
tm
N
tm
N
S
o
i
o
o )(
4
1
)(
4
1
)1(
2
2
??输出信噪比
2)2( ?G
)3( 了一倍，原因是信号解调后信噪比改善D S B
)( tn s量消除了噪声中的正交分
SSB的 系统性能
注意,SSB的带宽只有 DSB的一半
噪声,BnNN
oio 4
1
4
1 ?? 不同表达式不变，但是 B
信号,ttmttmtS
ccm ?? s i n)(?2
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2
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以 上边带为例
22 ]s in)(?c o s)([
4
1)( ttmttmtSS
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功率也相同功率谱密度相同，平均只是相移关系与又 ?)()(? tmtm
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Bn
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N
S
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1?G
注,SSB和 DSB的性能对比,>,<,=?
声性能是一样的。在相同的带宽下的抗噪和所以
的一半）不同，只有（因为
D S BS S B
D S BS S BB
AM的系统性能
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2
)(
2
22 tmA
S i ??? BntnN ii 0)( ??
)( tmAM 络，输出的信号应该是包经过正常的包络检波后
)()( tntS im ?但实际的信号是：
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ttnttntmA cscc ?? s i n)(c o s)]()([ ????
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时噪声，即当信号 intmA ????? )(
为噪声是需要的，，其中包络 )()()()( tntmtntmA cc???
Bn
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tn
tm
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）调制（即为正弦波，且假设,Atmtm ?)](m ax [%1 0 0)(
3
2
2)(
22 ??? GAtm,此时
例 1
假设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度 Pn(f)=0.5× 10-3W/Hz，在该
信道中传输 DSB-SC信号，并设调制信号 m(t)频带限制在 5kHz，
C=100kHz，已调信号 10kW。若接受机输入信号加至解调器之前，先要
滤除带外噪声。求,
1、滤波器的理性传输特性 H(w) 2、输入信噪比
3、输出信噪比 4、输出的噪声功率谱密度
1、滤波器特性
（ 1）带宽
B=2fm=10kHz
（ 2）中心频率
fc=100kHz
所以,
o th e r
k H zfkKH 105||95
0)(
??
??
???
2、输入信噪比
Si=10kW
Ni=2B × Pn(f)=10W
Si/Ni=1000
3、输出信噪比
GDSB=2
所以,So/No=2 × Si/Ni=2000
4、输出功率谱密度
由 DSB的噪声功率关系
No=Ni/4=2fm × Pno双 (f)=2.5W
所以,Pno双 (f)=0.25 × 10-3W/Hz (|f|≤5Hz)
例 2
线性调制系统要求输出信噪比为 20dB，输出噪声功率为 10-9 W，发射机
输出端到解调器的输入传输损耗为 100dB，求,
1,DSB-SC的发射机功率
2,SSB-SC的发射机功率 解,
假设发射功率为 ST,
损耗 K=ST/Si=100dB=1010
已知,So/No=20dB=100,No=10-9W
1,DSB-SC
G=2
Si/Ni=(So/No)/2=50
Ni=4No
∴ Si=50Ni=200No=2× 10-7W
ST =K× Si=2× 103W
2,SSB-SC
G=1 Si/Ni=So/No=100
Ni=4No
∴ Si=100Ni=400No=4 × 10-7W
ST = K× Si=4× 103W
说明相同信噪比下 DSB
的发射功率小于 SSB
线性调制应用举例
1．模拟广播电视
电视的制式,
PAL（逐行倒相正交平衡调幅制）,
NTSC（正交平衡调幅制）,
SECAM（顺序传递彩色与存储制、也称行轮换调频制）
PAL制的特点,
对相位误差不敏感,
干扰较小,
有, 百叶窗, （行顺序）效应
（ 1）电视信号的特点,
图像信号频带很宽,
含有丰富的低频成分、难以使用 SSB；
采用 VSB，且插入载波
（ 2）接收,
使用包络检波接收图像
（ 3）黑白电视的频谱
伴音载波图像载波
上边带部分
下边带
f(MHz)
8
0.75
6.5
1.25
图像载波与伴音载波相差 6.5M
总带宽 8M
（ 4）彩色电视的频谱
因为，考虑到兼容黑白（可互相接收）
彩色电视传输,
1）、三色（红、蓝、绿）线性组合的亮度信号（黑白
电视）
2）、传二路色差（ R-Y（红、亮度色差）,B-Y（蓝、
亮度色差）
在 PAL制中,
色差采用 4.43361875M的彩色副载波正交的抑制载波的
双边带调制。
伴音载波图像载波
f(MHz)1.25
彩色副载波
4.43361875
2,FM立体声的形成
立体声,
在调频前采用 DSB-SC（抑制载波的双边带），将左右
声道信号之差（ L-R）和左右声道之和（ L+R）频分复用。
国外的立体声广播中还开辟有辅助通信用信道
f(KHz)
L+R
L-R
下边带
L-R
上边带
辅助通信通道载波导频
15 19 23 38 53 59 75
DSB-SC
(1)0-15k,L+R
(2)23-53k,L-R、载波 38k
(3)59-75k：辅助通信
(4)19k：一个单频信号，作为收端提取相干载波用、立体声指示
立体声产生电路
+
+
×
38KHz ÷2 衰减 ∑
L
R
+
-
+
+
L-R
L+R
+
+
+
去调频发射
立体声的解调
LPF
0-15k
BPF
23-53k
导频滤波
19k
× 2
×
LPF
0-15k
+
+
鉴频器输出
立体声指示
L
R
-
+
+
+
(L+R)/2
(L-R)/2
分析前的假设
1,噪声主要是起伏噪声
2,起伏噪声可视为高斯白噪声
3,加性噪声只对信号接收产生影响
所以，调制系统的抗噪声性能用解调器的抗噪声能力来衡量
噪声平均功率
信号平均功率?
N
S
+ BPF 解调器
Sm(t)
n(t)
Sm(t)
n i(t)
Mo(t)
n o(t)
解调器噪声模型
说明,
1,Sm(t)为已调信号,m(t)为调制信号
2,经带通后，白噪声变成了带通型噪声
输入噪声模型分析
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引入参数：调制制度增益
输入信噪比
输出信噪比?G
1,DSB系统 × LPF
Wc
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同步解调器
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（ 1）解调器的输入
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（ 2）解调器输出
根据同步解调原理,
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对于输出噪声：
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注意,SSB的带宽只有 DSB的一半
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例 1
假设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度 Pn(f)=0.5× 10-3W/Hz，在该
信道中传输 DSB-SC信号，并设调制信号 m(t)频带限制在 5kHz，
C=100kHz，已调信号 10kW。若接受机输入信号加至解调器之前，先要
滤除带外噪声。求,
1、滤波器的理性传输特性 H(w) 2、输入信噪比
3、输出信噪比 4、输出的噪声功率谱密度
1、滤波器特性
（ 1）带宽
B=2fm=10kHz
（ 2）中心频率
fc=100kHz
所以,
o th e r
k H zfkKH 105||95
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2、输入信噪比
Si=10kW
Ni=2B × Pn(f)=10W
Si/Ni=1000
3、输出信噪比
GDSB=2
所以,So/No=2 × Si/Ni=2000
4、输出功率谱密度
由 DSB的噪声功率关系
No=Ni/4=2fm × Pno双 (f)=2.5W
所以,Pno双 (f)=0.25 × 10-3W/Hz (|f|≤5Hz)
例 2
线性调制系统要求输出信噪比为 20dB，输出噪声功率为 10-9 W，发射机
输出端到解调器的输入传输损耗为 100dB，求,
1,DSB-SC的发射机功率
2,SSB-SC的发射机功率 解,
假设发射功率为 ST,
损耗 K=ST/Si=100dB=1010
已知,So/No=20dB=100,No=10-9W
1,DSB-SC
G=2
Si/Ni=(So/No)/2=50
Ni=4No
∴ Si=50Ni=200No=2× 10-7W
ST =K× Si=2× 103W
2,SSB-SC
G=1 Si/Ni=So/No=100
Ni=4No
∴ Si=100Ni=400No=4 × 10-7W
ST = K× Si=4× 103W
说明相同信噪比下 DSB
的发射功率小于 SSB
线性调制应用举例
1．模拟广播电视
电视的制式,
PAL（逐行倒相正交平衡调幅制）,
NTSC（正交平衡调幅制）,
SECAM（顺序传递彩色与存储制、也称行轮换调频制）
PAL制的特点,
对相位误差不敏感,
干扰较小,
有, 百叶窗, （行顺序）效应
（ 1）电视信号的特点,
图像信号频带很宽,
含有丰富的低频成分、难以使用 SSB；
采用 VSB，且插入载波
（ 2）接收,
使用包络检波接收图像
（ 3）黑白电视的频谱
伴音载波图像载波
上边带部分
下边带
f(MHz)
8
0.75
6.5
1.25
图像载波与伴音载波相差 6.5M
总带宽 8M
（ 4）彩色电视的频谱
因为，考虑到兼容黑白（可互相接收）
彩色电视传输,
1）、三色（红、蓝、绿）线性组合的亮度信号（黑白
电视）
2）、传二路色差（ R-Y（红、亮度色差）,B-Y（蓝、
亮度色差）
在 PAL制中,
色差采用 4.43361875M的彩色副载波正交的抑制载波的
双边带调制。
伴音载波图像载波
f(MHz)1.25
彩色副载波
4.43361875
2,FM立体声的形成
立体声,
在调频前采用 DSB-SC（抑制载波的双边带），将左右
声道信号之差（ L-R）和左右声道之和（ L+R）频分复用。
国外的立体声广播中还开辟有辅助通信用信道
f(KHz)
L+R
L-R
下边带
L-R
上边带
辅助通信通道载波导频
15 19 23 38 53 59 75
DSB-SC
(1)0-15k,L+R
(2)23-53k,L-R、载波 38k
(3)59-75k：辅助通信
(4)19k：一个单频信号，作为收端提取相干载波用、立体声指示
立体声产生电路
+
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×
38KHz ÷2 衰减 ∑
L
R
+
-
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L-R
L+R
+
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去调频发射
立体声的解调
LPF
0-15k
BPF
23-53k
导频滤波
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×
LPF
0-15k
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鉴频器输出
立体声指示
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(L+R)/2
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