第四章模拟调制系统习题(30道)

第四章 模拟调制系统 习题(30道)
1. 已知调制信号 m(t)=cos(2000πt)+cos(4000πt),载波为cos104πt,进行单边带调制,
试确定该单边带信号的表达试,并画出频谱图。
解:方法一:若要确定单边带信号,须先求得m(t)的希尔伯特变换
m ’(t)=cos(2000πt-π/2)+cos(4000πt-π/2)
=sin(2000πt )+sin(4000πt )
故上边带信号为
S USB (t)=1/2m(t) cos w c t -1/2m ’(t)sin w c t
=1/2cos(12000πt )+1/2cos(14000πt )
下边带信号为
S LSB (t)=1/2m(t) cos w c t +1/2m ’(t) sin w c t
=1/2cos(8000πt )+1/2cos(6000πt )
其频谱如图所示。
方法二:先产生DSB 信号:s m (t)=m(t)cos w c t =···,然后经过边带滤波器,产生SSB 信号。
2. 将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。若次信号的传输函数H(w )如图所示。
当调制信号为m(t)=A[sin100πt
+sin6000πt ]时,试确定所得残留边带信号的表达式。 解:设调幅波sm(t)=[m 0+m(t)]coswct,m0≥|m(t)|max,且s m (t)<=>S m (w)
根据残留边带滤波器在f c 处具有互补对称特性,从H(w)图上可知载频f c =10kHz ,因此得载
波cos20000πt。故有
sm(t)=[m0+m(t)]cos20000πt
=m0cos20000πt+A[sin100πt+sin6000πt]cos20000πt
厂房屋顶光伏发电=m0cos20000πt+A/2[sin(20100πt)-sin(19900πt)
+sin(26000πt)-sin(14000πt)
Sm(w)=πm0[σ(w+20000π)+σ(W-20000π)]+jπA/2[σ(w+20100π)-
σ(w+19900π)+σ(w-19900π)+σ(w+26000π)-σ(w-26000π)
-σ(w+14000π)+σ(w-14000π)
残留边带信号为F(t),且f(t)<=>F(w),则F(w)=Sm(w)H(w)
故有:
F(w)=π/2m0[σ(w+20000π)+σ(w-20000π)]+jπA/2[0.55σ(w+20100π)
-0.55σ(w-20100π)-0.45σ(w+19900π)+ 0.45σ(w-19900π)+σ(w+26000π)          -σ(w-26000π)
f(t)=1/2m0cos20000πt+A/2[0.55sin20100πt-0.45sin19900πt+sin26000πt]
3.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.)该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性H(w)?
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,并用图型表示出来。
解:
1.)为了保证信号顺利通过和尽可能的滤除噪声,带通滤波器的宽度等于已调信号带宽,即
B=2fm=2*5=10kHz,其中中心频率为100kHz。所以
H(w)=K  ,95kHz≤∣f∣≤105kHz
0,其他
2.)Si=10kW
Ni=2B* Pn(f)=2*10*103*0.5*10-3=10W
故输入信噪比Si/Ni=1000制动减速度
3.)因有GDSB=2
故输出信噪比 S0/N0=2000
4.)据双边带解调器的输出嘈声与输出嘈声功率关系,有:
N0=1/4 Ni =2.5W
故Pn双(f)= N0/2fm=0.25*10-3W/Hz
=1/2 Pn(f)    ∣f∣≤5kHz
4若对某一信号用DSB进行传输,设加至接收机的调制信号m(t)的功率谱密度为
Pm(f)= nm/2*│f│/fm  , │f│≤fm
0│f│≥fm
试求:
1)接受机的输入信号功率
2)接收机的输出信号功率
3)若叠加于DSB信号的白噪声具有双边功率谱密度为n0/2,设解调器的输出端接有截止频率为fm的理想低通滤波器,那么输出信噪功率比为多少?
解:1).设双边带信号sm(t)=m(t)coswct,则输入信号功率
Si=s2m (t)=1/2 m2(t)=1/4 fm*nm
2)双边带信号采用相干解调的输出为m0(t)=1/2m(t),故输出信号功率
S0=m20(t)=1/4 m2(t)=1/8 fm*nm
3)因Ni=n0B,B=2fm,则N0=1/4Ni=1/4·n0B=1/2·n0fm
缘114故输出信噪比
S0/N0=1/4·nm/n0
5设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=5*10-3W/Hz,在该信道中传输抑制载
波的单边带信号,并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz。而载频是100kHz,已调信号功率是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,试问:
1)该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性。
2)解调器输入端信噪比为多少?
3)解调器输出端信噪比为多少?
解:1)H(f)= k  ,100kHz≤∣f∣≤105kHz
= 0  ,  其他
2)Ni=Pn(f)·2fm=0.5*10-3*2*5*103=5W
故  Si/Ni=10*103/5=2000
3)因有G SSB=1,S0/N0= S i/N i =2000
6某线性调制系统的输出信噪比为20dB,输出噪声功率为10-9W,由发射机输出端到调制
器输入端之间总的传输耗损为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。
解:设发射机输出功率为ST,损耗K=ST/Si=1010(100dB),已知S0/N0=100·(20dB),N0=10-9W
1)DSB/SC方式:
因为G=2,
Si/Ni=1/2·S0/N0=50
又因为Ni=4N0
Si=50Ni=200N0=2*10-7W
ST=K·Si=2*103W
2)SSB/SC方式:
因为G=1,
Si/Ni= S0/N0=100
ic卡考勤又因为Ni=4N0
Si=100Ni=400N0=4*10-7W
ST=K·Si=4*103W机读答题卡
7试证明:当AM信号采用同步检测法进行解调时,其制度增益G与公式 (4-37)的结果相同。
证明:设AM信号为
sm(t)=[A+m(t)]coswct
式中,A≥∣m(t)∣max输入噪声为
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
Si=A2/2+m2(t)/2,Ni=n2i(t)=n0B
设同步检测(相干解调)中,相干载波为coswct,则pigi
[sm(t)+ni(t)]coswct      LPF      A/2+m(t)/2+nc(t)
故输出有用信号和输出噪声分别为
m0(t)=m(t)/2,  n0(t)=nc(t)/2
所以
S0=m2(t)/4,  N0=n2c(t)/4=n0B/4
故:      G=2m2(t)/[A2+m2(t)]
8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,在该信道中传输振幅调
制信号,并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz,而且载频是100kHz,边带功率为10kW,载波功率为
40kW。若接收机的输入信号先经过一个合适的理想带通滤波器,然后再加至包络检波器进行调制。试求:
1)解调器输入端的信噪功率比
2)解调器输出端的信噪功率比
3)制度增益G
解:1).设sAM(t)=[A+m(t)]coswct,且m(t)=0,则
Si=1/2A2+1/2m2(t)=Pc+Ps=50kW
式中, Pc为载波功率, Ps为边带功率
又Ni=Pn(f)·2B= Pn(f)·4fm=10W
故S i/N i=5000(37dB)
2)假定[A+m(t)]>>ni(t),则理想包络检波输出为
E(t)≈A+m(t)+nc(t)则:S0=m2 (t)=2Ps=2*10=20kW;N0=n2c(t)=Ni=10kW
故S0/N0=2000(33dB)
3)G=2000/5000=2/5
9已知某单频调频波的振幅是10V,瞬时频率为 f(t)=106+104cos2π*103tHz,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)调制信号频率提高到2*103Hz,则调频波的频偏,调制指数和频带宽度如何变化?
解:
1)该调制博得瞬时角频率为
w(t)=2πf(t)=2π*106+2π*104cos2π*103t rad/s
此时,该调频波的总相位
θ(t)=∫w(τ)dτ=2π*106t+10sin2π*103t
因此,调频波的时域表达式sFM(t)为
sFM(t)=Acosθ(t)=20cos(2π*106t+10sin2π103t)V
2)根据频率偏移的定义
Δf=∣Δf(t)∣MAX=∣104cos2π*103t∣MAX=10kHz
调频指数为
mf=Δf/fm=104/103=10
这样可以得到调频波的带宽为
B≈2(Δf+fm)=2(10+1)=22kHz
3)现调制信号频率fm由103Hz提高到2*103Hz。因频率调制时已调波频率偏移与调

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