1. 简答题:
(1) 用调制信号 m t Am cos 2 f m t 对载波 Ac cos 2 f c t 进行 AM 调制,得已调信号为
s t Ac m t cos 2 f c t 。
为了使包络检波器的结果无失真,A m 应满足什么条件?
答: Am Ac
(2)将 DSB-SC 信号通过一个传输函数为 H V f 的低通滤波器得到 VSB 信号,为了使相干
检测器的输出信号无失真, H V f 应当满足什么条件?
答: H V f fc HV f fc 常 数 f W ;
其中 f c 为载波频率,W 为信号带宽
(3)设到达接收端的已调信号功率和信道噪声的功率谱密度已经给定。降低调制指数后,FM
解调器的输入信噪比 ,输出信噪比 ;对于 AM,包络检波器输入的信噪比 ,
输出信噪比
答:提高,降低,不变,降低
(4)给出任何一种解调调频信号的方法(画出框图)。
略
(5)某个线性双端口网络的功率增益是 3dB,噪声系数是 3dB。若其输入端的噪声源是常温电
阻,那么它的输出噪声功率将是输入噪声功率的 倍。
答:4
计算题:
1.用调制信号 s t cos 2 *1000 t 对幅度为 1、频率为 4KHz 的正弦载波分别座 AM、
DSB、SSB(上边带)调制
(1)定性画出已调信号的时域波形
(2)画出它们的解调框图
略
2.已知零均值模拟基带 信号 m t 的带宽为 f m ,平均功率为 m t 1 ,取值范围为
2
5 , 5 。 用 m t 对 载 波 c o f c2
s t 进 行 调 制 得 到 已 调 信 号 为
2. s t 3 1 m t cos 2 f c t , f c f m 。
(1)求 s t 的平均功率;
(2)画出从 s t 中解调 m t 的框图;
11
解:(1)平均功率 3 2 9
2
(2)
3、某调角系统如下图示,已知 s 2 t 10 cos 2 * 10 5 t 2 sin 400 t 伏。
(1)对于调制信号 f t 来说, s1 t 和 s 2 t 是调相波还是调频波?
(2)写出已调信号 s1 t 的表达式;
(3)分别求出 s1 t 和 s 2 t 的调制指数、最大频偏及带宽;
(4)求出已调信号 s 2 t 的总功率。
答:(1)调频波;
(2) s1 t 10 cos 10 4 t 0.1sin 400 t ;
(3) f m 200 H z , 1 t 的调制指数为 0.1,
s 最大频偏是 20Hz,带宽近似为 400Hz 或 440Hz)
( ;
s 2 t 调制指数是 2,最大频偏是 400Hz,带宽近似为 1.2KHz。
(4)50W。
4.假定解调器输入端的信号功率比发送端的信号功率低 60dB,信道中加性高斯噪声的双边
N0 13
功率谱密度为 10 W / H z ,基带调制信号是频率为 15kHz 的正弦信号,输出信噪比
2
要求 30dB,求下列不同情况下的发送功率。
3. (1)DSB-SC 调幅;
(2)SSB 调幅;
(3)最大频偏为 60kHz 的调频。
S
答: N 0W 3 1 0 9 , 10 。
3
N o
1
(1)(2) PT 3 ,(3) f 4 , PT
8
5、已知某模拟基带系统中调制信号 m t 的带宽是 W 5 K H z 。发送端发送的已调信号功
率是 Pt ,接收功率比发送功率低 60dB。信道中加性白高斯噪声的单边功率谱密度为
13
N 0 10 W /H z 。
(1)如果采用 DSB-SC,请
S S
(a)推导出输出信噪比 和输入信噪比 的关系;
N o N i
(b)若要求输出信噪比不低于 30dB,发送功率至少应该是多少?
(2)如果采用 SSB,重做第(1)问。
解:(1)
(a)解调输入信号可写为
s t A m t cos 2 f c t n t
A m t cos 2 f c t n c t cos 2 f c t n s t sin 2 f c t
输入信噪比为
2 2
S A Pm A Pm
2 N 0W
N i 2 4 N 0W
解调输出为 Am t n c t ,输出信噪比为
A m t
2 2 2
S A Pm
N o nc t
2
2 N 0W
因此
S N o
2
S N i
4. 6
S Pr Pt 10
10 Pt
3
(b)输入信噪比 13
2 10 5 10
3
N i 2 N 0W
S S
输出信噪比 2 i 2000 Pt 10
3
N o Ni
故 Pt 0.5 瓦。
(2)
(a)解调输入信号可写为
s t A m t cos 2 f c t A m t sin 2 f c t n t
ˆ
A m t cos 2 f c t A m t sin 2 f c t n c t cos 2 f c t n s t sin 2 f c t
ˆ
输入信噪比为
A m t
2 2
S
N i N 0W
解调输出为 Am t n c t ,输出信噪比为
A m t
2 2 2
S A Pm
N o nc t
2
N 0W
因此
S N o
1
S N i
6
S Pr Pt 1 0
(b)输入信噪比 13
2 0 0 0 Pt
10 5 10
3
N i N 0W
S S
输出信噪比 i 2000 Pt 10
3
N o N i
故 Pt 0.5 瓦。
6、已知某调频系统中,调频指数是 f ,到达接收端的 FM 信号功率是 PR ,信道噪声的单
边功率谱密度是 N 0 ,基带调制信号 m t 的带宽是 W,还已知解调输出的信噪比和输入信
噪比之比为 3 f2 f 1 。
(1)求解调输出的信噪比;
(2)如果发送端把基带调制信号 m t 变成 2 m t ,接收端按照这种情形设计调制器,问输出
5. 信噪比将大约增大多少分贝?
S PR
解:(1)输入信噪比是
N i 2 N 0W f 1
3 f PR
2
S S
输出信噪比是 3 f2 f 1
N o N i 2 N 0W
(2)此时 f 变成了 2 f ,输出信噪比是原来的 4 倍,即增加了 6dB。
7、用模拟基带信号 m ( t ) 4 cos 2000 t 对频率为 104 Hz 的载波进行调制得到的已调信号为
s ( t ) 4 cos 2000 t cos 20000 t 4 sin 2000 t sin 20000 t
(1) 问该调制信号是什么调制方式,求已调信号的功率;
(2) 画出 s t 的频谱图;
(3) 画出能正确解调该信号的接收框图。
答:(1)上单边带调制, P 8 W;
(2) s t 4 cos 2200 t , S f 2 f 11000 2 f 11000
S(f)
f/KHz
-11 0 11
s(t) BPF LPF m(t)
(3)
2 cos 20000 t
载波提取
(载波提取可以不画)
8、用模拟基带信号 m ( t ) cos 2000 t 对频率为 10KHz 的载波进行上单边带的 SSB 调制,
请给出已调信号的表达式,画出其幅度频谱图
解.载波是 co s 2 0 0 0 0 t ,已调信号为
6. s t m t cos 20000 t m t sin 2000 t
ˆ
cos 2000 t cos 20000 t sin 2000 t sin 2000 t cos 22000 t
1 1
其傅氏变换是 S f f 11000 f 11000
2 2
O f (KHz)
-11 11
9、将速率为 1600b/s、幅度为 1 伏的二进制双极性 NRZ 信号加到一个中心频率为 280MHz,
调频灵敏度为 3.2Hz/mV 的 FM 调制器上,得到输出信号 s t
(1)求 s t 的近似带宽并画出其功率谱示意图;
(2)请画出非相干解调的原理框图。
解.(1)FM 信号的最大频偏是 3.2H z m V 1000m V =3.2K H z ,由卡松公式知带宽近似为
2 3.2 1.6 9.6K H z 。功率谱示意图如下:
f-fc
-3200 O 3200
(2)
鉴 鉴 鉴 鉴 0鉴 鉴
10、已知模拟基带信号 的最大幅度为 1V,最高频率分量为 1kHz。分别用 DSB-SC、
m t
SSB 及 FM 这样三种调制系统来传输此模拟信号,其中 FM 的调频灵敏度(频率偏移常
数)为 。这三个系统中已调信号到达接收机的功率都比发送功率低 80dB,
K f
5kH z/V
加性高斯白噪声的单边功率谱密度都是 14
。已知这三个系统的解调
N 0 3 10 W /H z
7. 器输入端的信噪比都是 时,解调器输出的信噪比分别是 , 及
i o , D SB 2 i o ,SSB i
。
o , F M 450 i
(1)这三个系统各自需要的信道带宽是多少 kHz?
(2)若要求三个系统的解调输出信噪比同为 30dB,那么它们需要的发送功率各为多
少 W?
解:(1)2kHz、1kHz、及 2 5 1 1 12 kH z
(2)记 0 为输出信噪比,则 0 30dB =1000 。
0 0 20
输入的信噪比分别是 5 0 0 、 0 1000 及
2 450 9
输入的噪声功率分别是
11 11 10
2000 N 0 6 10 W 、 1000 N 0 3 10 W 及 12000 N 0 3.6 10 W
输入的信号功率分别是
11 8 11 8 20 10 10
500 6 10 =3 10 W 、 1000 3 10 =3 10 W 及 3 .6 1 0 =8 10 W
9
发送功率分别是:3W、3W 及 0.08W
11、有 12 路话音信号,每路的带宽是 0.3-3.4KHz。今用两级 SSB 频分复用系统实现复用。
也即,先把这 12 路话音分 4 组经过第一级 SSB 复用,再将 4 个一级复用的结果经过第二级
SSB 复用。已知第一级复用时采用上边带 SSB,3 个载波频率分别为 0KHz, 4KHz 和 8KHz。
第二级复用采用下单边带 SSB,4 个载波频率分别为 84KHz, 96KHz,108KHz, 120KHz。试
画出此系统发送端框图,并画出第一级和第二级复用器输出的频谱(标出频率值,第一级只
画一个频谱)
。