通信原理-第4章-模拟调制系统.ppt

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1、第3章模拟调制系统——幅度调制（线性调制）1目标要求一、基本要求1.掌握模拟调制、载波、调制信号、已调信号、调制器的定义；2.掌握调制的目的及模拟调制的分类；3.掌握线性调制器的原理模型，会分析AM、DSB、SSB、VSB调制与解调特性；4.掌握非线性调制器的原理，及非线性已调信号的频谱和带宽特性。2目标要求二、重点和难点1.重点是：掌握线性调制与解调的原理模型，及其数学分析、波形分析、频谱分析，理解各种调制方式的特点。2.难点是：调制解调性能即抗噪声性能分析。3主要内容3.1幅度调制（线性调制）的原理3.2线性调制系统

2、的抗噪声性能3.3非线性调制（角调制）的原理3.4调频系统的抗噪声性能3.5各种模拟调制系统的性能比较4所谓调制，就是按调制信号的变化规律去改变载波某些参数的过程。通常，调制可以分为模拟调制和数字调制两种方式。由消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分量，这种信号大多不适宜直接传输。必须先经过在发送端调制才便于信道传输，而在接收端解调。5调制的作用：1.将基带信号频谱搬移到载频附近，便于发送接收；2.实现信道复用，即在一个信道中同时传输多路信息信号；3.利用信号带宽和信噪比的互换性，提高通信系统的抗干扰性。6模拟调

3、制线性调制非线性调制(角度调制)常规调幅AM双边带DSB调幅单边带SSB调幅残留边带VSB调幅相位调制频率调制73.1模拟信号线性调制线性(幅度)调制是高频正弦载波的幅度随调制信号作线性变化的过程。所谓线性调制：波形上，幅度随基带信号呈正比例变化；频率上，简单搬移。8幅度调制器的一般模型调制信号m(t)－自信源来的基带信号已调信号sm(t)－调制后的载波称为已调信号调制器－进行调制的部件9在该模型中，适当选择滤波器的特性H(ω)，便可以得到各种幅度调制信号。例如，调幅、双边带、单边带及残留边带信号等。101.常规调幅AM

4、定义：f(t)叠加直流分量A0后对载波的幅度进行调制。数学模型：4.1.1幅度调制11m(t)101+m(t)101+m(t)+1==t12震荡器平衡调制器放大器G=A0加法器f(t)13sAM(t)=［A0+f(t)］cosωct=A0cosωct+f(t)cosωct傅式变化过程如下：14ωωcωc0ttA0f(t)F(ω)ωωmωm0sAM(t)tSAM(ω)ωωcωc02ωm---15调幅AM示意图(波形和频谱)16AM的特点：（1）调制后频谱在形状上没有改变，只是位置搬移了±ωc，载频分量πA0[δ(ω

5、-ωc)+δ(ω+ωc)]边带分量1/2[F(ω-ωc)+F(ω+ωc)]（2）频谱包含两个相对于±ωc对称的频带。上边带(Upper-sideband,USB)下边带(Lower-sideband,LSB)17（3）AM波占用带宽是原信号带宽的2倍,即2ωm。（4）为了使调制不失真，必须满足两个条件:(a)对于所有t，必须满足A0+f(t)≥0，否则会出现包络失真。(b)载波频率应远大于f(t)的最高频率分量,即ωc>ωm，否则会出现频率交叠。18AM的性能分析：（1）平均功率调幅信号的平均功率由信号的均方值求出。前者

6、为载波功率，后者为边带功率通常假设调制信号没有直流分量，即19（2）调制效率边带功率与总功率之比为调制效率对于单频余弦来说所以：由此可见，AM的调制效率很低，这是因为载波分量不携带信息却占据了大部分的功率。20212.抑制载波双边带调制（DSB-SC）定义：在AM中不附加直流分量A0就可以得到DSB数学模型：22sDSB(t)=f(t)cosωct由前面很容易得到：即：23抑制载波的双边带调幅示意图-波形和频谱24DSB的特点：（1）调制后频谱在形状没有改变，位置搬移了±ωc，且频谱中只包含边带分量1/2[F(ω-ω

7、c)+F(ω+ωc)]。（2）DSB波占用的带宽是原始信号带宽的2倍,即2ωm。（3）由于出现了反相点，DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，所以不能采用包络检波的方式恢复原来的信号。25DSB的性能分析：（1）平均功率（2）调制效率由于边带功率就是信号的全部功率，则调制效率：DSB虽然去掉了载波功率，提高了效率，但调制后的频带宽度和AM一样，比基带信号增加一倍。263.单边带调制(SSB)定义：由于DSB信号的上、下两个边带是完全对称的，它们都携带了调制信号的全部信息，因而，从信息传输的角度来考虑，传输一个

8、边带就够了。这种方式称为单边带调制。27F(ω)ωωmωm0SSSB(ω)ωωcωc0SSSB(ω)ωωcωc0SDSB(ω)ω-ωcωc02ωmUSBUSBLSBLSB---(a)基带信号(b)DSB信号(c)SSB信号(USB)(d)SSB信号(LSB)28单边带信号的产生：（1）用滤波法形成单边带信号让双边带信