通信原理第5章模拟调制系统.ppt

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1、通信原理第5章模拟调制系统基带信号具有较低的频率分量，不宜通过无线信道传输。因此，在通信系统的发送端需要由一个载波来运载基带信号，也就是使载波信号的某一个(或几个)参量随基带信号改变，这一过程就称为调制。在通信系统的接收端则需要有解调过程。第5章模拟调制系统第5章模拟调制系统基本概念调制－把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。广义调制－分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。狭义调制－仅指带通调制。在无线通信和其他大多数场合，调制一词均指载波调制。调制信号－指来自信源的基带信号载波－未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。载波调制－用调制信号去控制载波的参数的过程

2、。已调信号－载波受调制后称为已调信号。解调（检波）－调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。第5章模拟调制系统调制的目的：1.将调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输的已调信号（频带信号）；提高无线通信时的天线辐射效率。2.把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，实现信道的多路复用，提高信道利用率；3.扩展信号带宽，减小干扰，提高系统抗干扰能力和抗衰落能力；4.实现传输带宽与信噪比之间的互换。调制方式：根据调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制；根据载波的选择可分为以正弦波作为载波的连续波调制和以脉冲串作为载波的脉冲调制。第5章模拟调制系统常见的模拟调制：幅度调制：调幅、双边带

3、DSB、单边带SSB和残留边带VSB角度调制：频率调制、相位调制本章重点讨论用取值连续的调制信号去控制正弦载波参数的模拟调制。本章主要内容：各种已调信号的时域波形和频谱结构；调制和解调的原理；系统的抗噪声性能。第5章模拟调制系统第5章模拟调制系统5.1幅度调制（线性调制）的原理5.2线性调制系统的抗噪声性能5.3非线性调制（角度调制）原理5.4调频系统的抗噪声性能5.5各种模拟调制系统的比较5.6频分复用和调频立体声5.1幅度调制(线性调制)的原理幅度调制是用调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。幅度调制器的一般模型如图所示：图中，m(t)是基带信号，h(t)是滤波器

4、的单位冲激响应；为载波幅度，为载波角频率；为载波初始相位；为方便分析，一般假定，。图5-0幅度调制器的一般模型正弦载波5.1幅度调制(线性调制)的原理幅度调制信号，在波形上，它的幅度(包络)随基带信号规律而变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱结构在频域内的简单搬移。更为一般的情况是滤波器的冲激响应，或者不采用滤波器。这时幅度调制信号可以表示为：如果调制信号m(t)的频谱为，则容易得到已调信号的频谱为：由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。这里的“线性”并不意味着已调信号和信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。5.1幅度调制(线性调

5、制)的原理在图5-0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。常规双边带调幅（AM）抑制载波双边带调幅（DSB-SC）单边带调幅（SSB）残留边带调幅（VSB）5.1.1标准调幅(AM)假设调制信号m(t)的平均值为0，将其叠加直流偏量A0后，与载波相乘，就可形成调幅(AM)信号。5.1幅度调制(线性调制)的原理图5-1AM调制模型其中，这里假设m(t)为确知信号；如果m(t)为随机信号，则已调信号的频域须用功率谱来描述。图5-2AM信号的波形和频谱下边带上边带载频载频5.1幅度调制(线性调制)的原理通过调制信号的波形可以看出，如果，则AM波的包络与调制信号m(t

6、)的形状完全一样，因此用包络检波的方法就很容易从已调信号中恢复出原始调制信号；如果调制信号，就会出现“过调幅”现象，这时用包络检波将会发生失真，需要采用其他的解调方法，如同步检波。调制效率已调信号中，有用功率（承载信息所用的功率）占信号总功率的比例称为调制效率，用表示。假定则式中，Pc为载波功率，Ps为边带功率。5.1幅度调制(线性调制)的原理5.1幅度调制(线性调制)的原理调制效率：若则式中为调幅指数（或调制幅度）5.1幅度调制(线性调制)的原理调制效率：，则在满调幅情况下，若调幅指数：βAM=Am/AoβAM<1：正常调制，一般在30-60%之间βAM=1：满调制/满调幅βAM>1：过调

7、制/过调幅m(t)为一般信号时5.1幅度调制(线性调制)的原理结论：AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分；载波分量不携带信息，仍占据大部分功率；AM信号的功率利用率比较低。AM的优点是系统结构简单，价格低廉，所以至今仍广泛用于无线电广播。5.1.2双边带调制(DSB)在AM信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。如果在AM调制模型中将直流A0去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式——抑制载波