《模拟通信系统简介》PPT课件

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1、第4章模拟通信系统简介模拟通信是数字通信的基础。作为通信原理的一个组成部分，本章简要介绍模拟信号调制与解调的基本原理与方法。具体内容包括：信号的频谱搬移概述、模拟信号的振幅调制与解调、角度调制、窄带调频、调频信号的产生与解调、超外差式调幅和调频发射机与接收机。通过对本章的学习，使读者对模拟通信系统有一个大概的了解。本章的内容仅作为一种辅助阅读材料，不再另外布置习题，目的是为学习数字通信打好基础。12345678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

2、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，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。9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

3、调制10幅度调制（线性调制）的原理一般原理表示式：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:式中，f(t)—基带调制信号。11频谱：设调制信号f(t)的频谱为F()，则已调信号的频谱为: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调制信号之间符合线性变换关

4、系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。121314151617波形图：由波形可以看出，当满足条件：

5、f(t)

6、A0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。18192021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。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。2223AM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：功率：当f(t)为确知信号时，若

7、则式中Pc=A02/2－载波功率，－边带功率。24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带功率）占信号总功率的比例称为调制效率：当f(t)=Amcosmt时，代入上式，得到当

8、f(t)

9、max=A0时（100％调制），调制效率最高，这时max＝1/325262728双边带调制（抑制载波双边带调制DSB）时域表示式：无直流分量A0频谱：无载频分量曲线：29调制效率：100％优点：节省了载波功率缺点：不能用包络检波，需用相干检波，较复杂。30313233

10、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。产生SSB信号的方法有两种：滤波法和相移法。34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: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：则可滤除下边带。若具有如下理想低通特性：则可滤除上边带。35SSB信号的频谱；上边带频谱图:3637383940相移法和SSB信号的时域表示：SSB信号的时域表示式设单频调制信号为：载波为则DSB信号的

11、时域表示式为：若保留上边带，则有：若保留下边带，则有：两式仅正负号不同！41将上两式合并：式中，“－”表示上边带信号，“+”表示下边带信号。希尔伯特变换：上式中Amsinmt可以看作是Amcosmt相移/2的结果。把这一相移过程称为希尔伯特变换，记“^”，则有：这样，上式可以改写为:42把上式推广到一般情况，则得到:式中，若F()是f(t)的傅里叶变换，则式中上式中的[-jsgn]可以看作是希尔伯特滤波器传递函数，即43补充：希尔伯特变换(HilbertTransform)正变换定义：反变换：1.定义44希尔伯特变换器实际上是一个90的相移器频率特性为

12、：幅频特性