数字通信原理第4章-模拟调制系统.pdf

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1、第四章模拟调制系统¢调制的定义和分类¢幅度调制的原理及抗噪声性能¢角度调制的原理及抗噪声性能¢各种模拟调制系统的比较¢频分复用(FDM)11调制的定义和分类(1)¢调制¢目的：将原始电信号变换成频带适合信道传输的信号¢方式：按调制信号的变化规律去改变载波的某些参数¢作用：¢频谱搬移¢影响系统的传输有效性和可靠性¢调制信号：原始基带信号¢模拟调制：调制信号取值连续正弦波模拟调制¢数字调制：调制信号取值离散正弦波数字调制¢载波：携带调制信号的信号脉冲模拟调制¢正弦波调制：正弦型信号作为载波脉冲数字调制¢脉冲调制：脉

2、冲串作为载波21调制的定义和分类(2)¢正弦波模拟调制¢调制信号：模拟信号：mt()¢载波：连续正弦波：st()=+Acos(ωctϕ0)¢已调信号stAtmc()=+()(cos⎡⎣ωϕtt)⎤⎦At():已调信号的瞬时幅度ϕ()t:已调信号的瞬时相位■幅度调制：At()随mt()成比例变化~线性调制■相位调制：ϕ(tmt)随()成比例变化角度调制/dtϕ()非线性调制■频率调制：随mt()成比例变化dt32.1幅度调制的原理(1)¢幅度调制：正弦型载波的幅度随调制信号作线性变化的过程¢时域stAmc()=+

3、mt()cos(ωϕt0)，mt()基带调制信号A,,ωϕ常数c0¢频域(假定mt()↔M(ω))A−jjϕϕSM=++⎡e00M−e⎤mc()ωω⎣()ωω()ωc⎦2ϕ=0A0MM⎡⎣()()ωω++ccωω−⎤⎦2已调信号的频谱是调制信号频谱的线性搬移。线性调制42.1幅度调制的原理(2)¢幅度调制器的一般模型mt()st()mht()H()×ht()↔ωcos(ωct)smc()tm=∗⎡⎤⎣⎦(t)cos(ωth)(t)1SMMH()ω=+⎡⎤()()ωω+ωω−()ωmc⎣⎦c2双边带调幅(DS

4、B)mtht(),不()同标准调幅(AM)单边带调幅(SSB)残留边带调幅(VSB)52.1幅度调制的原理(3)mt():无直流分量¢双边带(DSB)信号ht():理想带通滤波器1stmDSB()(=t)cos(ωct)SMMDSB()ωω=+⎡⎣()()ωc+ω−ωc⎤⎦262.1幅度调制的原理(4)¢已调信号的包络与m(t)不同stAmc()=mt()cosωtAmt()提取包络¢反相点：当载波与m(t)同时改变极性时出现(不影响性能)s(t)m例.mt()=ΩcostAst()=Asin()ωt反相点cω

5、c=Ω4T2πtT=Ω反相点−A72.1幅度调制的原理(5)¢DSB信号的频谱特点■无载波分量，信号频谱搬移至±ω处.c■已调信号带宽扩展为调制信号带宽的倍：22ω→ω.HH■双边带频谱■ω∈+∈⎡ωωω,,⎤⎡ω−ωω−−ω⎤上边带⎣ccH⎦⎣或cHc⎦.■ωωωωωωωω∈−⎡,,⎤⎡∈−−+⎤下边带⎣cHc⎦⎣或ccH⎦.M()ωSm()ω2AA−ω0ω−ωcH−ω−ω−+ωcHω0ωcH−ωωcωcH+ωωHHωc¢上下边带分别包含调制信号的全部信息.82.1幅度调制的原理(6)¢DSB信号的解调—

6、—相干解调st()mt()mto()DSB×αLPFcos(ωct)mα()t==sDSB(tt)cos(ωωc)m()tttcos(c)cos(ωc)11=+mt()mt()cos2()ωtc2211MMMα()ωωω=++()⎡⎣()22ωωcc+M()−ω⎤⎦241mt()=mt()o2¢载波提取：发端加小功率导频stm'cDSB()=+(t)os(ωωctA)pcos(ct)92.1幅度调制的原理(7)mtmmt()=0+'()含直流分量¢调幅(AM)信号ht()理想带通滤波器sAM()tmm=+⎡

7、⎤⎣⎦0'c(t)os(ωct)=+mt0cos(ωωcc)m'(tt)cos()载波分量DSB分量stAM()mt'()m01SmAM()ωπ=+0⎡⎤⎣⎦δωωδωω()c+()−c++⎡⎣MM''()()ωωc+ωω−c⎤⎦2wheremt'()⇔M'(ω).102.1幅度调制的原理(8)¢调幅系数mt'()已调信号的包络与调maxβ=≤1AMm制信号成比例变化.0stAM()mmt0+'()stAM()mmt0+'()mt'()m0m0mmt<'()mmt>'()0max0max包络若β>1过调制AM1

8、12.1幅度调制的原理(9)¢AM信号的解调¢相干解调stAM()mtα()mto()mt'()×LPFcos(ωct)mtstα()==AM()cos(ωωct)⎡⎤⎣⎦mmt0+'()cos(ct)cos(ωct)1=+⎡⎤mmt'1()⎡+cos()2ωt⎤⎣⎦0⎣c⎦21去直流1mt()=+⎡mmt'()⎤mt'()o⎣0⎦22122.1幅度调制的原理(10)¢非相干解调~包络