第六讲--光束调制原理PPT格式课件下载.ppt

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内调制和外调制,激光光波的电场强度是：

一、基本概念,29,光发调制（内调制）,指加载调制信号是在激光振荡过程中进行的，即以调制信号去改变激光器的振荡参数，从而改变激光输出特性以实现调制。

一、基本概念,28,内调制,一、基本概念,27,内调制,优点：

调制效率高。

缺点：

a.由于调制器放在腔内，等于增加腔内的损耗,降低了输出功率。

b.调制器带宽受到谐振腔通带的限制,指激光形成之后，在激光器外的光路上放置调制器，用调制信号改变调制器的物理特性，当激光通过调制器时，就会使光波的某参量受到调制。

一、基本概念,26,外调制,激光调制按其调制的性质可以分为调幅、调频、调相及调强等。

一、基本概念,25,优点：

a.使用方便，不影响激光器的输出功率；

b.调制器的带宽不受谐振腔通带的限制；

c.比内调的调制速率高（约一个数量级）。

调制效率低。

外调制,Am和m分别是调制信号的振幅和角频率。

振幅调制就是载波的振幅随着调制信号的规律而变化的振荡，简称调幅。

设激光载波的电场强度如：

如果调制信号是一个时间的余弦函数，即：

当进行光振幅调制时，激光振幅Ac不再是常量，而是与调制信号成正比。

二、振幅调制,24,其调幅波的表达式为：

利用三角公式：

得：

称为调幅比例系数。

二、振幅调制,23,知识延展,二、振幅调制,调制系数：

振幅的最大增量与振幅的平均值之比。

振幅的最大值,振幅的最小值,振幅的最大增量,22,知识延展,二、振幅调制,调制系数：

振幅的最大值,振幅的最小值,振幅的最大增量,m主要由k，Am决定（振幅比例系数k和调制信号的振幅Am）,21,对调制系数m的要求：

m1，保证调制信号在传输过程中不畸变。

m1时，使调制信号失真。

二、振幅调制,知识延展,调制系数：

20,二、振幅调制,19,调幅波频谱,调幅波的频谱是由三个频率成分组成的。

第一项是载频分量；

第二、三项是因调制而产生的新分量，称为边频分量。

二、振幅调制,18,调频或调相就是光载波的频率或相位随着调制信号的变化规律而改变的振荡。

因为这两种调制波都表现为总相角（t）的变化，因此统称为角度调制。

c不再是常数，而是随调制信号而变化，即：

、对于调频而言,三、角度调制,17,若调制信号是余弦函数，则调频波总相角为：

称为调频系数，kf称为比例系数。

则调制波的表达式为：

三、角度调制,16,称为调相系数。

则调相波的表达式为：

、对于调相而言，,不再是常数，而是随调制信号而变化，即：

三、角度调制,15,由于调频和调相实质上最终都是调制总相角，因此统一的形式,利用,进一步得到：

三、角度调制,14,将式中,知道调制系数m，就可从贝塞尔函数表查得各阶贝塞尔函数的值。

两项按贝塞尔函数展开：

三、角度调制,13,再利用三角函数关系式：

可得：

三、角度调制,12,在单频正弦波调制时，其角度调制波的频谱是由光载频与在它两边对称分布的无穷多对边频所组成的。

各边频之间的频率间隔是,各边频幅度的大小由贝塞尔函数决定。

三、角度调制,11,例题：

如m=1时，角度调制波的频谱,若调制信号不是单频正弦波,则其频谱将更加复杂。

另外，当角度调制系数较小（即m1）时，其频谱与调幅波有着相同的形式。

三、角度调制,10,强度调制是光载波的强度（光强）随调制信号规律而变化的激光振荡。

激光调制通常多采用强度调制形式，这是因为接收器（探测器）一般都是直接地响应其所接收的光强度变化的缘故。

激光的光强度定义为光波电场的平方，其表达式为（光波电场强度有效值的平方）:

四、强度调制,9,将其代入上式，并令,强度调制的光强表达式:

比例系数,设调制信号是单频余弦波,频谱分布除了载频及对称分布的两边频之外，还有低频和直流分量。

（强度调制系数）,则,四、强度调制,8,四、强度调制,7,当mp1时，,以上几种调制形式所得到的调制波都是一种连续振荡的波,称为模拟式调制。

另外,在目前的光通信中还广泛采用一种在不连续状态下进行调制的脉冲调制和数字式调制（也称为脉冲编码调制）。

它们一般是先进行电调制（模拟脉冲调制或数字脉冲调制）,再对光载波进行光强度调制。

五、脉冲调制,6,脉冲调制是用一种间歇的周期性脉冲序列作为载波，这种载波的某一参量按调制信号规律变化的调制方法。

五、脉冲调制,5,

（1）先用模拟调制信号对一电脉冲序列的某参量（幅度、宽度、频率、位置等）进行电调制，使之按调制信号规律变化，成为已调脉冲序列。

（2）再用已调电脉冲序列对光载波进行强度调制，就可以得到相应变化的光脉冲序列。

（1）先用模拟调制信号对一电脉冲序列的某参量（幅度、宽度、频率、位置等）进行电调制，使之按调制信号规律变化，成为已调脉冲序列。

五、脉冲调制,4,五、脉冲调制,3,脉冲调制的类型：

脉冲调幅（PAM）脉冲强度调制（PIM）脉冲调频（PFM）脉冲调位（PPM）脉冲调宽（PWM）脉冲编码调制（PCM）,图像通信系统主要由图像输入设备、（）等组成。

A、编码器B、调制器C、信道D、显示终端,ABCD,2,本讲小结,内调制、外调制、振幅调制、角度调制、强度调制、脉冲调制等概念、表达形式、应用领域,1,提示：

掌握基本概念是后续解决问题的前提。