通信原理基础教程 教学课件 作者 黄葆华ch4.ppt

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1、通信原理第4章　模拟调制沈忠良7/21/20211CP第4章　模拟调制第4章　模拟调制4.1引言4.2幅度调制（线性调制）4.3角度调制（非线性调制）4.4频分复用（FDM）7/21/20212CP第4章　模拟调制4.1引言调制主要作用：可缩小天线的尺寸可实现频率分配可实现频分多路复用可减小噪声和干扰的影响调制可分为：模拟调制和数字调制正弦载波调制和脉冲载波调制7/21/20213CP第4章　模拟调制4.2幅度调制（线性调制）原理：用调制信号去控制载波的振幅，使载波的振幅随调制信号的变化而变化。一般模型如下图：适当选择滤波器的特性，可以得到多种幅度调制信号：完全调幅（ＡＭ）：滤

2、波器为全通网络抑制载波双边带调制（ＤＳＢ）：滤波器为全通网络单边带调制（ＳＳＢ）：滤波器是高通或低通网络残留边带调制（ＶＳＢ）：滤波器为特定的具有互补特性的网络7/21/20214CP第4章　模拟调制4.2.1完全调幅（AM）－信号的产生滤波器是一个全通网络，即，故可省略：时域表达式：（a）（b）（c）（d）图4.2.3AM信号波形图00007/21/20215CP第4章　模拟调制4.2.1完全调幅（AM）－信号的产生AM要求　　　，此时的最小振幅总是大于等于零，从而保证了完全调幅信号的包络与调制信号的变化规律一致。调幅度：式中，是已调信号的振幅。，当时称为满调幅。7/21/2

3、0216CP第4章　模拟调制4.2.1完全调幅（AM）－信号的产生例4.2.1已知调幅波，求该调幅波的调幅度。7/21/20217CP第4章　模拟调制4.2.1完全调幅（AM）－频谱及带宽AM信号在载波频率处有冲激，说明已调信号的频谱中有载波分量。且频谱由上下两个边带组成。故带宽是调制信号带宽的两倍，即：图4.2.4AM信号的频谱7/21/20218CP第4章　模拟调制4.2.1完全调幅（AM）－功率和效率归一化功率：由于，可得AM信号的平均功率为式中，为载波功率，不携带信息；为边带功率，等于调制信号功率的一半，携带信息。调制效率:7/21/20219CP第4章　模拟调制4.2

4、.1完全调幅（AM）－功率和效率例4.2.2设调制信号为正弦信号，调幅度，求此时的调制效率。例4.2.3设调制信号为双极性方波，调幅系数，求此时的调制效率。7/21/202110CP第4章　模拟调制4.2.1完全调幅（AM）－解调可采用相干解调和包络解调。由于包络解调电路简单，所以，实际应用中AM信号常用包络解调。7/21/202111CP第4章　模拟调制4.2.2抑制载波双边带（DSB）调制DSB信号是AM信号抑制载波分量后的信号：（a）（b）（c）图4.2.7DSB信号波形图0007/21/202112CP第4章　模拟调制4.2.2抑制载波双边带（DSB）调制频谱：带宽：功

5、率：调制效率：100%图4.2.8DSB信号的频谱7/21/202113CP第4章　模拟调制4.2.2抑制载波双边带（DSB）调制解调：只能采用相干解调（同步解调）：相干解调需要一个与接收DSB信号同频同相的载波　　，称为本地载波。带通滤波器低通滤波器图4.2.9DSB信号解调器7/21/202114CP第4章　模拟调制4.2.3单边带（SSB）调制滤波方法原理简单，但是要求边带滤波器在载波频率附近具有陡峭的截止特性，当载波频率较高时，这种滤波器的制作是十分困难的，有时甚至无法实现。因此，在工程实现中往往采用多级调制滤波的方法产生单边带信号。边带滤波器图4.2.10SSB调制器

6、7/21/202115CP第4章　模拟调制4.2.3单边带（SSB）调制频谱：图4.2.11SSB信号的频谱（a）上边带上边带下边带下边带上边带上边带上边带上边带下边带下边带下边带下边带（b）7/21/202116CP第4章　模拟调制4.2.3单边带（SSB）调制－时域表达式单频调制信号为，载波为，则:从而：，“+”号为上边带进一步：式中　　可以看成是调制信号相移后得到的信号，这种变换称为希尔伯特（Hilbert）变换，记为“^”，则有从而：式中，为调制信号的希尔伯特变换7/21/202117CP第4章　模拟调制4.2.3单边带（SSB）调制－相移法由公式：相移法的困难在与希尔

7、伯特变换器的设计和实现，该变换器要对调制信号中的所有频率分量严格相移。图4.2.12相移法产生SSB信号希尔伯特变换7/21/202118CP第4章　模拟调制4.2.3单边带（SSB）调制－解调SSB信号也是抑制载波的，它的包络与调制信号的变化不一致，所以也需要采用相干解调：带通滤波器低通滤波器7/21/202119CP第4章　模拟调制4.3角度调制（非线性调制）幅度调制属于线性调制，它是用调制信号控制载波的幅度，以实现调制信号频谱的线性搬移。用调制信号控制载波频率或相位，使载波的频率或相位