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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
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;


                          11
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。
(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
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
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
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
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)
     。
第一级复用器输出的频谱为:




第二级复用器输出的频谱为:

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  • 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; 11 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) 。