王兴亮数字通信原理

《王兴亮数字通信原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2章模拟信号的调制与解调2.1模拟信号的线性调制2.2模拟信号的非线性调制2.3模拟调制方式的性能比较目的使基带信号经过调制后可以在有线信道上同时传输多路基带信号，同时也适合于在无线信道中实现频带信号的传输。调制在发射端把基带信号频谱搬移到给定信道带宽内的过程。解调在接收端把已搬移到给定信道内频谱还原为基带信号频谱的过程。调制解调系统包含调制和解调的系统。2.1模拟信号的线性调制2.1.1常规双边带调制（AM）常规双边带调制就是标准幅度调制，它用调制信号去控制高频载波的振幅，使已调波的振幅按照调制信号的振幅规律线性变化。A

2、M调制器模型如图所示。线性调制：频谱之间呈线性搬移关系的调制方式。假设调制信号为x(t)，滤波器H(ω)=１，是全通网络，载波信号为c(t)=cosωct,调制信号x(t)叠加直流A0后与载波相乘，经过滤波器后就得到标准调幅（AM）信号。AM信号的时域和频域表示式分别为图2-2AM信号的波形和频谱(a)调制信号；(b)叠加直流的调制信号；(c)载波信号；(d)已调波信号由图2-2可以看出：（1）调幅过程使原始频谱X(ω)搬移了±ωc，且频谱中包含载频分量πA0［δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)］和边带分量（1/2）［X(ω+

3、ωc)+X(ω－ωc)］两部分。（2）AM波的幅度谱

4、X(ω)

5、是对称的。在正频率区域，高于ωc的频谱叫上边带（USB），低于ωc的频谱叫下边带（LSB）；又由于幅度谱对原点是偶对称的，所以在负频率区域，上边带应落在低于-ωc的频谱部分，下边带应落在高于-ωc的频谱部分。（3）AM波占用的带宽BAM（Hz）应是基带消息信号带宽fm（fm=ωm/2π）的两倍，即BAM=2fm。（4）要使已调波不失真，必须在时域和频域满足以下条件：在时域范围内，对于所有t，必须已调波的包络和x(t)的形状完全相同，用包络检波的方法很容易恢复出原

6、始的调制信号。否则将会出现过调幅现象而产生包络失真。在频域范围内，载波频率应远大于x(t)的最高频谱分量，即若不满足此条件，则会出现频谱交叠，此时的包络形状一定会产生失真。（2-3）（2-4）调幅度ma(2-5)一般情况，ma小于1,只有A(t)为负值时，出现过调幅现象，ma才大于1。平均功率PAMsAM(t)的均方值。当调制信号无直流分量时，x(t)=0，且当x(t)是与载波无关的较为缓慢变化的信号时，有式中，Pc=A20/2为载波功率，为边带功率。AM信号的平均功率是由载波功率和边带功率组成的，而只有边带功率才与调制

7、信号有关。载波功率在AM信号中占有大部分能量，即使在满调制(ma=1)条件下，两个边带上的有用信号仍然只占很小能量。因此，从功率上讲，AM信号功率利用率比较低。调制效率定义为边带功率与总平均功率之比，即对于调制信号为单频余弦信号的情况x(t)=Amcos(ωmt+θm)，x2(t)=A2m/2,(2-7)“满调制”ma=1时，调制效率达到最大值,ηAM=1/3。2.1.2抑制载波双边带调幅(DSB-SC)将直流分量A０取掉，得到抑制载波的双边带信号，简称双边带信号(DSB)。DSB信号的时域表示为当调制信号x(t)为确知信号时

8、，DSB信号的频谱为(2-9)(2-8)图2-3DSB信号的波形和频谱(a)调制信号；(b)载波信号；(c)已调波信号由于DSB频谱中没有载波分量，Pc=0。因此，信号的全部功率都包含在边带上，即(2-10)这就使得调制效率达到100％，即ηDSB=1。带宽BDSB=2fm2.1.3单边带调幅(SSB)1.滤波法产生单边带信号所谓滤波法，就是在双边带调制后接上一个边带滤波器，保留所需要的边带，滤除不需要的边带。边带滤波器可用高通滤波器产生USB边带信号，也可用低通滤波器产生LSB信号。图2-4产生SSB信号的滤波和频谱

9、特性（a）边带滤波特性；(b)频谱特性2.移相法产生单边带信号任一调制基带信号，可用n个余弦信号之和来表示，即经双边带调制如果通过上边带滤波器HUSB(ω),则得到USB信号如果通过下边带滤波器HLSB(ω),则得到LSB信号式中　　是将x(t)中所有频率成分均相移90°后得到的。把上、下边带信号合并起来，单边带信号就可写成(3-11)式中，“－”号表示上边带，“＋”号表示下边带。图2－7相移法产生单边带信号原理图单边带信号的解调和双边带一样，不能采用简单的包络检波，因为它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以仍然需要采用

10、相干解调。单边带信号的带宽BSSB=fm2.1.4残留边带调幅(VSB)当调制信号x(t)的频谱具有丰富的低频分量时，如电视和电报信号，已调信号频谱中的上、下边带就很难分离，这时用单边带就不能很好地解决问题。那么，残留边带就是解决这种问题一个折衷的办法。在VS