通信原理第六版(樊昌信)第章 模拟调制系统

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1、通信原理第六版(樊昌信)第5章模拟调制系统第5章模拟调制系统第5章模拟调制系统?基本概念???????????调制－把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。广义调制－分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。狭义调制－仅指带通调制。在无线通信和其他大多数场合，调制一词均指载波调制。调制信号－指来自信源的基带信号载波调制－用调制信号去控制载波的参数的过程。载波－未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。已调信号－载波受调制后称为已调信号。解调（检波）－调制的逆过程，其作用是将已调信

2、号中的调制信号恢复出来。调制的目的?提高无线通信时的天线辐射效率。?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，提高信道利用率。?扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。调制方式?模拟调制?数字调制常见的模拟调制?幅度调制：调幅、双边带、单边带和残留边带?角度调制：频率调制、相位调制?5.1幅度调制（线性调制）的原理?一般原理?表示式：c(t)?Acos??ct??0?设：正弦型载波为式中，A—载波幅度；?c—载波角频率；?0—载波初始相位（以后假

3、定?0＝0）。则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示成mc式中，m(t)—基带调制信号。?频谱s(t)?Am(t)cos?t1第5章模拟调制系统设调制信号m(t)的频谱为M(?)，则已调信号的频谱为ASm(?)?M(???c)?M???c)2?由以上表示式可见，在波形上，已调信号的幅度随基带信号的规律而正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移(精确到常数因子)。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。但应注意，这里的“线性”并不意味着已调信号与

4、调制信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。???5.1.1调幅（AM）?时域表示式式中m(t)－调制信号，均值为0；A0－常数，表示叠加的直流分量。?频谱：若m(t)为确知信号，则AM信号的频谱为sAM(t)?[A0?m(t)]cos?ct?A0cos?ct?m(t)cos?ct1S(?)??A0[?(???c)??(???c)]?[M(???c)?M(???c)]AM2若m(t)为随机信号，则已调信号的频域表示式必须用功率谱描述。?调制器模型ctm?t??波形图由波

5、形可以看出，当满足条件：A

6、m(t)

7、?A00?m?时，其包络与调制信号波形相同，因此用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。?否则，出现“过调幅”现象。这时用包络检波将发生失真。但是，可以采用其他的解调方法，如同步检波。s?tAM??M???S?频谱图由频谱可以看出，AM信号的频谱由载频分量上边带下边带三部分组成。2第5章模拟调制系统tHtH上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。??AM信号的特性带宽：它是带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信号带宽fH的两倍：BAM?2f

8、H?功率：当m(t)为确知信号时，?2PAM?sAM(t)?[A0?m(t)]2cos2?ct2?[A0cos2?ct?m2(t)cos2?ct?2A0m(t)cos2?ct若m(t)?0则式中PAMPc=A02/2－载波功率，A02m2(t)???Pc?PS222Ps?m(t)/2－边带功率。?调制效率由上述可见，AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只?AMm2tPS??2PAMA0?m2t3第5章模拟调制系统有边带功率才与调制信号有关，载波分量并不携带信息。有用功率（用于传输有用信息的边

9、带功率）占信号总功率的比例称为调制效率：当m(t)=Amcos?mt时，代入上式，得到2m2(t)?Am/2当

10、m(t)

11、max=A0时（100％调制），调制效率最高，这时?max＝1/3??AM2Am??22222A?AA0?mt0mm2t5.1.2双边带调制（DSB）?时域表示式：无直流分量A0sDSB(t)?m(t)cos?ct?频谱：无载频分量曲线：1SDSB(?)?[M(???c)?M(???c)]2??HHsDSB?tcc调制效率：100％?优点：节省了载波功率?缺点：不能用包络检波，需用

12、相干检波，较复杂。?5.1.3单边带调制（SSB）?原理：?双边带信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频谱M(?)的所有频谱成分，因此仅传输其中一个边带即可。这样既节省发送功率，还可节省一半传输频带，这种方式称为单边带调制。4第5章模拟调制系统?产生SSB信号的方法有两种：滤波法和相移法。滤波法及SSB信号的频域表示?滤波法的原理方框图－用边带滤波器，滤除不要的边带:载波c?图中，H(?)为单边带滤波器的传输函数，若它具有如下理想高通特性：H(?)?