通信原理-第五章-模拟调制系统.ppt

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1、第三章模拟调制系统引言1幅度调制的原理及抗噪声性能2非线性调制的原理及抗噪声性能3各种模拟调制系统的比较4本章内容:频分复用(FDM)5复合调制及多级调制的概念62本章重点模拟通信系统的原理，各种模拟调制方式及抗噪声性能比较！模拟调制:线性调制:AM,DSB,SSB,VSB非线性调制:FM,PM35.1引言调制：用调制信号去控制载波某个参数(幅度、频率、相位)。调制信号m(t)（信息信号）调制器已调信号s(t)（传输信号）载波信号c(t)(单音正弦波)连续变化的模拟量模拟调制离散的数字量(二进制数字脉冲)数字调制(单频正弦波)连续波形

2、连续波调制脉冲波形脉冲调制(矩形周期脉冲)4调制的分类载波信号不同：调制信号不同：模拟调制：调制信号是连续变化的模拟信号√数字调制：调制信号是离散的数字信号连续波调制：载波信号是连续波形√脉冲调制：载波信号是脉冲波形5调制的分类被调制载波参数不同：幅度调制：载波幅度随调制信号变化√频率调制：载波频率随调制信号变化√相位调制：载波相位随调制信号变化√频谱的变化：已调信号与输入信号频谱之√间呈线性搬移已调信号与输入信号频谱之间呈非线性搬移线性调制：非线性调制：sm(f)线性调制非线性调制m(f)sm(f)频谱之间呈线性搬移关系：AM、AS

3、K频谱之间没有线性对应关系：FM、PM、FSK65.2.1幅度调制的原理设正弦型载波为:式中，A—载波幅度；c—载波角频率；0—载波初始相位。幅度调制信号(已调信号)可表示成:式中，m(t)—基带调制信号。7假设m(t)<->M()，则已调信号的频谱为:结论:已调信号的幅度随基带信号正比变化,频谱是基带信号频谱的简单搬移。由于这种搬移是线性的，因此幅度调制又称为线性调制。注意:“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系。8Otm’(t)调制信号叠加直流m0Ot0m0+m’(t)OtAmaxOtsAM(t)Amin时

4、域表示（1）标准调幅AM9时域波形当m0≥

5、m’(t)

6、max时已调信号包络与调制信号波形相同，用包络检波法可以恢复出原始调制信号。否则,出现“过调幅”现象，包络检波失效。AminAmax10m’(t)max>m0将会出现过调幅现象而产生包络失真,不能用包络检波器进行解调，为保证无失真解调，可以采用相干解调当满足条件m’(t)maxm0时，AM信号的包络与调制信号成正比，可以用包络检波法很容易恢复出原始的调制信号重要参数：调幅指数AM调制波形分析Otm’(t)AmaxOtsAM(t)Amin满调幅,=1，此时m’=m0欠调幅

7、，一般小于1过调幅，大于1，Amin为负值11频谱AM信号的频谱包含:载频分量上边带下边带上边带与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。载频分量下边带上边带单音调制12带宽与功率分配调制信号功率：调制信号带宽是基带信号带宽fH的两倍：所以载波功率边带功率13调制效率有用功率（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。AM调制方式调制效率低！“满调幅”时，如果m’(t)为矩形波形，则最大可得到AM=50%，而m’(t)为正弦波时可得到AM=33.3%。一般情况下，调幅指数都小于1，调制效率很低，即载波分量

8、占据大部分信号功率，有信息的两个边带占有的功率较小。14优点：可以采用包络检波法解调，不需本地同步载波信号，接收机成本很低。缺点：AM信号的调制效率比较低AM调制的优缺点问题：能否去掉不带信息的载波，提高调制效率？抑制载波双边带调制15（2）双边带调制（DSB）时域表示式：无直流分量A0频域表达式：无载频分量16时域表示抑制载波OtOtm(t)DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致需采用相干解调（同步检波）调制信号m(t)的过零点处高频载波相位有180o突变（2）双边带调制（DSB）17DSB信号频谱分析DSB信号节省了载波功率

9、，调制效率为100％频带宽度仍是调制信号带宽的两倍上、下两个边带是完全对称的问题：能否只传输其中一个边带，节省带宽？单边带调制18（3）单边带调制（SSB）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()的所有频谱信息，因此可以只传输其中一个边带。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。19F+(w)/2F-(w)/2F+(w-wc)/4F-(w+wc)/4F+(w+wc)/4F-(w-wc)/4低通滤波器高通滤波器20SSB信号的频域表示式滤除下边带:滤除上边带:21以下边带为例：其中，22SSB信号

10、的时域表示SSB的时域表示式：所以:上边带下边带23SSB时域波形一般情况：单音调制：24SSB调制小结SSB信号DSB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，所以需采用相干解调。工程实现困