第5章模拟调制系统ppt课件.ppt

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1、■调制的基本概念■幅度调制（线性调制）原理■线性调制系统的抗噪声性能■角度调制原理■调频系统的抗噪声性能■各种模拟调制系统比较■频分复用、复合调制及多级调制■课后习题和名校考研真题讲解第五章模拟调制系统一、调制1．调制的几个概念图5-1载波调制的基本模型（1）调制：用基带信号的变化规律去控制载波的某些参数。（2）解调：从已调信号的参数中提取基带信号的变化规律。（3）调制信号：来自信源的消息信号（基带信号）。（4）模拟/数字载波：未受调制的周期性振荡信号，适合在信道中传送,正弦波/周期性脉冲。（5）已调信号：载波调制后的信号，含有调制

2、信号的全部特征。2．调制的目的　　（1）无线传输中，把基带信号的频谱搬到较高的载波频率上，提高传输性能，降低发送功率，缩短天线尺寸。　　（2）把多个基带信号分别搬移到不同的载频，实现频分复用，提高信道利用率。　　（3）扩展信号带宽，实现带宽与信噪比之间的互换，提高抗干扰、抗衰落能力。　　调制对通信系统的有效性和可靠性都有影响。♣3．调制的分类　　（1）模拟调制：调制信号的取值是连续的。可分为幅度调制（AM、DSB、VSB、SSB）和角度调制（FM、PM）。　　（2）数字调制：调制信号的取值是离散的。　　调制的载波可以分为正弦波

3、和脉冲。4．常见的模拟调制　　幅度调制：调幅、双边带、单边带和残留边带　　角度调制：频率调制、相位调制二、幅度调制（线性调制）原理1．一般原理　　（1）调制表示式：　　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（以后假定0＝0）。则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示成式中，m(t)—基带调制信号♣频谱　设调制信号m(t)的频谱为M()，则已调信号的频谱为　由以上表示式可见，在波形上，已调信号的幅度随基带信号的规律而正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域

4、内的简单搬移(精确到常数因子)。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。但应注意，这里的“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。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。♣2．标准调幅AM时域表示式式中m(t)－调制信号，均值为0；A0－常数，表示叠加的直流分量。频谱：若m(t)为确知信号，则AM信号的频谱为若m(t)为随机信号，则已调信号的频域表示式必须用功率谱描述。调制器模型图5-2AM调制模型（AM信号典型波形和频谱如图5-3所示。图5-3AM信号的波形和频谱说明：　　①调制使频谱搬移，

5、但未改变形状。AM频谱波形关于±ωc对称，分上、下边带；　　②调制使已调信号带宽增加一倍，即③若m(t)为随机信号，频域使用功率谱描述,结论相同；　　④要求A0+m(t)≥0，否则，“过调幅”，使包络失真，称

6、m(t)

7、max/A0为调幅指数；　　⑤要求ωc≥ωH，否则，发生交叠失真。（2）解调——包络解调，属于非线性解调。AM信号在满足的条件下，其包络与调制信号m(t)的形状完全一样。因此，AM信号一般都用简单的包络检波法来恢复信号。包络检波器通常由半波或者全波整流器和低通滤波器组成。一个二极管峰值包络检波器如图5-4所示。　　当

8、Ao+m(t)≥0且fH≤1/(RC)≤fc时，式中fH－调制信号的最高频率,检波器输出mo(t)≈Ao+m(t)，经隔直电路得到m(t)。（3）效率当m(t)为确知信号时，若AM波的平均功率为：其中，Pc为载波功率，Ps为边带功率。调制效率：由上述可见，AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率才与调制信号有关，载波分量并不携带信息。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：当m(t)=Amcosmt时，代入上式，得到当

9、m(t)

10、max=A0时（100％调制），调制效率最高，这时max＝1

11、/3（4）缺点：AM信号中离散的载波分量不承载用户信息，只有边带功率承载用户信息。但载波要占一半以上的功率，发送功率的效率低。2．双边带调幅DSB（1）调制m(t)为直流为0的基带信号，若m(t)含有直流分量，通过隔直电路去掉，即可得到抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB）。其原理框图如图5-5所示。图5-5DSB调制模型其时域表达式为：DSB的频谱与AM的谱相似，只是没有了在处的δ函数，即其频谱如图5-6所示。图5-6DSB信号的频谱2）解调——相干解调　　相干解调也叫同步检波。解调是调制的反过程，即把在载频位置的已调信号的谱搬回

12、到原始基带位置。相干解调器的一般模型如图5-7所示。相干解调器原理：为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波（称为相干载波），