惠州学院彭文娟老师通信原理课件-第三章-模拟通信系统

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1、第三章模拟调制系统主讲人:彭文娟当代技术基本数字化为何还学模拟调制系统？模拟调制系统并未从世界上消失市局有线电话通信FM/AM电台为后面的数字通信系统打基础学习以正弦波为载波的调制过程3.1概述模拟通信：一般指的是信源发出的、信宿接收的和信道传输的都是模拟信号的通信过程或方式。因此，模拟通信系统可以说是以模拟信道传输模拟信号系统。图1-5模拟通信系统模型一、模拟调制的定义：1.定义用来自信源的基带模拟信号去调制某个载波。载波是一个确知的周期性波形。余弦波载波的表达式：式中，A为振幅；0为载波角频率；0为初始相位。3.1概述2.组成调制信号m(t)－自信源来的基带信号已调信号s(t)－

2、调制后的载波称为已调信号调制器－进行调制的部件3.1概述调制器已调信号s(t)调制信号m(t)二、调制的目的：1.频谱搬移：实现频率分配多路复用2.提高抗干扰性3.还与传输效率有关3.1概述三、模拟调制的分类：1.线性调制：已调信号的频谱结构和调制信号的频谱结构相同，其频谱是调制信号频谱沿频率轴平移的结果。包括：调幅、单边带、双边带、残留边带…2.非线性调制（角度调制）：已调信号的频谱结构和调制信号的频谱结构有很大的不同，除了频谱搬移外，还增加了许多新的频率成分。包括：频率调制、相位调制3.1概述返回一、基本概念设载波为：c(t)=Acos0t=Acos2f0t调制信号为能量信号m(

3、t)，则线性调制器的原理模型如图所示。3.2线性调制s(t)调制信号m(t)Acos0tH(f)已调信号s(t)s(t)调制信号m(t)Acos0tH(f)已调信号s(t)3.2线性调制-基本概念相乘结果：s(t)=m(t)Acos2f0t用“”表示傅里叶变换：又所以，s(t)调制信号m(t)Acos0tH(f)已调信号s(t)3.2线性调制-基本概念相乘器输入信号m(t)和输出信号s’(t)的频谱密度图0M(f)输入信号频谱密度0S’(f)f0-f0输出信号的频谱密度101+m(t)二、振幅调制（AM）1.基本原理设:m(t)=[1+m(t)]，

4、m(t)

5、1

6、，m(t)

7、max=m－调幅度，则有调幅信号：s(t)=[1+m(t)]Acos0t，式中，[1+m(t)]0，即s(t)的包络是非负的。+1==m(t)101+m(t)3.2线性调制AM(调幅度m=0.5)m=1m=1.52.频谱密度含离散载频分量;当m(t)为余弦波，且m＝100％时，两边带功率之和＝载波功率之半。3.2线性调制-振幅调制（AM）0M’(f)输入信号频谱密度0S’(f)f0-f0输出信号的频谱密度3.2线性调制-振幅调制（AM）-fmm(t)A-A2fmS(f)2fm-f0f0fC(f)f0-f0ft101+m(t)c(t)ts(t)t

8、M(f)fmf-fm调幅信号的波形与频谱分析3.AM信号的接收：包络检波（1）原理：整流器低通滤波器包络检波器解调调幅信号3.2线性调制-振幅调制（AM）（2）性能：设输入电压为：式中，为检波器输入噪声电压y(t)的包络：在大信噪比下检波后（已滤除直流分量）：3.2线性调制-振幅调制（AM）输出信号噪声功率比：∵在检波前的信号噪声功率比等于∴检波前后信噪功率比之比为由于m(t)1，显然上式比值r0/ri小于1，即检波后信噪比下降了。3.2线性调制-振幅调制（AM）三、双边带(DSB)调制1.原理：调制信号m(t)没有直流分量时，得到DSB信号。2.频谱：两个边带包含相同的信息。3.

9、2线性调制f双边带调制信号的频谱0M(f)0S’(f)f0-f0上边带下边带3.解调：需要本地载波设接收的DSB信号为接收端的本地载波为两者相乘后，得到3.2线性调制-双边带(DSB)调制r(t)接收信号s(t)cos0tH(f)基带信号m(t)双边带信号解调器原理方框图3.2线性调制-双边带(DSB)调制低通滤波后，得到仅当本地载波没有频率和相位误差时，输出信号才等于m(t)/2。[和调制信号仅差一个常数因子]4.DSB的优缺点：DSB信号可以节省发送功率，但接收电路较为复杂。四、单边带(SSB)调制1.原理：两个边带包含相同的信息只需传输一个边带：上边带或下边带要求m(t)中无

10、太低频率-f0HL(f)特性上边带(b)上边带滤波器特性和信号频谱f00f单边带信号的频谱上边带S(f)上边带下边带HH(f)特性HH(f)特性(a)滤波前信号频谱(c)下边带滤波器特性和信号频谱S(f)S(f)-f00f-f0f0f下边带f03.2线性调制上边带2.解调：需要本地载波由于若z(t)=x(t)y(t)，则有Z()=X()Y()单边带信号解调时，用载波cos0t和接收信号相乘，相当于在频域中载波频谱和信号频