《模拟调制系统》ppt课件

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1、第3章模拟调制系统石高涛shgt@tju.edu.cn天津大学计算机科学与技术学院前言低通和带通信号信号的频谱(频率成分)分布在零频附近的信号成为低通信号。带通信号的频谱常分布在远离零频的某个频率点fc附近，一般情况下fc远高于信号的带宽。因此，带通信号的带宽远小于fc，fc附近是信号频率分布范围。实际信道可以分为低通信道和带通信道。低通信道可用于传输低通(基带)信号，称为基带传输。带通信道可用于传输带通信号，称为频带传输。fc-fc低通信号带通信号我们需要将低通信号进行频带传输：采用较高的频率

2、可以简化信号发射机的结构：低频需要较大尺寸天线。可以把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道的利用率。扩展信号带宽，提高系统抗干扰能力、抗衰落能力，还可以实现传输带宽与信噪比之间的互换。问题基带信号不能直接通过带通信道和传输，要使基带信号能够通过带通信道进行传输，必须对基带信号进行变换，使其变换为适合带通信道传输的频带信号的形式。将基带信号变换为频带信号的过程称为调制调制的技术实现调制是让基带信号f(t)去控制载波的某个（或某些）参数，使该参数按照信号f(t)的规律变

3、化的过程。被控制的信号称为载波(carrier)－正弦波、脉冲序列。正弦信号作载波的调制叫连续波（CW）调制。可控制的参数：振幅f(t)、频率ω0和相位θ(t)。连续波调制分为幅度调制、频率调制和相位调制。频率调制和相位调制二者又统称为角度调制，简称角调。调制调制分类：模拟调制和数字调制。模拟调制中，调制信号是模拟信号。数字调制中，调制信号是数字信号。其它调制方式的基础调制器解调器m(t)数字或模拟信号模拟信号m(t)s(t)fcS(f)信号编码:数字信号承载模拟或数字信号称为编码数字信号编码成

4、数字信号。模拟信号编码成数字信号。编码器解码器g(t)数字或模拟信号数字信号g(t)x(t)fcx(t)载波提纲幅度调制：标准调幅(AM)抑制载波双边带调幅(DSB)单边带调幅(SSB)残留边带调幅(VSB)模拟调制系统提纲幅度调制：标准调幅(AM)抑制载波双边带调幅(DSB)单边带调幅(SSB)残留边带调幅(VSB)基本思想AM信号的波形与频谱AM波的调制AM波的产生AM波的解调标准调幅(AM)基本思想幅度调制的基本作用就是频谱搬移，使基带信号的频谱搬移到载频附近，以便信号能够有效地传输或者实

5、现信道的多路复用。标准调幅(AM)的实现：用信号f(t)去控制载波C(t)的振幅，使已调波的包络按照f(t)的规律线性变化。其中f(t)称为调制信号，C(t)称为载波。这种调制方式在无线电广播系统中占有主要地位。AM信号的波形及频谱调制信号:f(t)载波已调信号：一般假定因此根据傅里叶变换的性质可以得到已调信号的频域表达未调载波的振幅载波的角频率AM信号的波形及频谱清晰频谱图示参见附件动画调制信号波形与频谱A0+f(t)的波形及频谱USB：上边带LSB:下边带载波波形及频谱已调波波形及频谱标准调

6、幅的物理意义F(ω)搬移了±ω0，载波分量πA0[δ(ω-ω0)+δ(ω+ω0)]，边带分量[F(ω-ω0)+F(ω+ω0)]/2。

7、φAM(ω)

8、对于±ω0对称。高于ω0的频谱叫做上边带，低于ω0的频谱叫下边带。对于负频率，上边带低于-ω0，下边带高于-ω0。由频谱图可知，AM信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成。上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。USB：上边带LSB:下边带标准调幅的物理意义显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。故AM信号

9、是带有载波的双边带信号，它的带宽为基带信号带宽的两倍。即：2Wm。要求保证已调波的包络和f(t)的形状完全相同，否则出现过调制，产生包络失真。USB：上边带LSB:下边带要<=1幅度调制的示例波形和频谱【例】调制信号f(t)=Amcosωmt求已调信号表达式及频谱。解：ƒ(t)的频谱为：利用傅里叶频移性质得到已调信号的频谱AM波的产生数学模型：可利用加法器和乘法器运算实现f(t)调幅信号的解调调制的逆过程叫做解调。相干解调要求本地载波和发送载波必须相干或同步，即二者必须保持同频同相。相干解调也叫

10、做同步解调。非相干解调：使用包络检测电路从带有大载波的调幅信号中恢复出来原来的调制信号。检波效率高，几乎所有AM式接收机都采用这种解调方式。包络检测电路检测过程波形标准幅度相干调制输入信号为：与本地载波相乘输出当，即载波同步时：直流分量可以通过隔直元件消除，从而可以无失真地恢复原始信号低通滤波器滤除该分量波形及其频谱如图AM非相干调制包络检波器电路输出详细过程参见附件动画演示根据二极管的单向导电性，使用载波的周期变换给电容器冲、放电，使电容器两端电压呈现具有频率的波纹，并通过低通滤波器滤除。本节