5.1 幅度调制的原理
第五章模拟调制系统PPT课件
1 m(t)
2
1 2
m(t
)
sin
c
t
1
sS S B (t)2m (t)co sct
1 2m ( t)sin ct
“-” 表示 上边带信号 , “+” 表示 下边带信号
m
(t)
是 m (t) 的 希尔伯特变换 。Leabharlann 黄超制作SSB技术实现难点:
第5章 模拟调制 第
12
页
➢ 滤波法:理想低通或高通滤波器难以实现
3、 改善系统抗噪声性能;
黄超制作
调制的分类
正弦波调制
调制
脉冲调制
模拟调制 数字调制
第5章 模拟调制 第
3 页
t
t
黄超制作
5.1 幅度调制原理 1、AM调制
m(t )
+
第5章 模拟调制 第
4 页
sAM (t )
A0
cosc t
AM 调制模型
s A M ( t ) A 0 m ( t ) c o sc t A 0 c o sc t m ( t ) c o sc t
sDSB (t )
+
SDSB(t)+ni(t)
BPF
×
第5章 模拟调制 第
18 页
解调器
LPF
噪声n(t)
从图中可以看出
cos ct m(t)n(t)
o
o
输出信号S功m率 2(t)
oo
输出噪声N功n率 2(t)
oo
输入信号S 功 s2率(t) 输入噪声N功n率 2(t)
i DSB
ii
黄超制作
(1)输入信号S功 s2率(t) i DSB
黄超制作
第 05 章 模拟调制系统.
5.1 幅度调制 (线性调制) 的原理 SSB
三、单边带调幅 (SSB)
1. SSB 调制:
• 滤波法 • 相移法
m(t) sDSB(t) 单边带 滤波器 sSSB(t)
coswct
频域表示及滤波法
• 功率: • 带宽:BSSB = fH
Sm(w) -wc
通信原理 第 5 章 模拟调制系统
通信原理 第 5 章 模拟调制系统
Page #12 Copyright © 2011 DyNE All rights reserved
5.1 幅度调制 (线性调制) 的原理 DSB
2. DSB 解调 DSB 相干解调:
• c(t):同频同相的本地载波 coswct • sp(t) = sDSB(t)⋅c(t) = m(t)cos2wct
通信原理 第 5 章 模拟调制系统
Page #19
Copyright © 2011 DyNE All rights reserved
希尔伯特变换 (Hilbert Transform)
希尔伯特变换是一个时域变换, 在信号处理等领域有重要意义和实用价值
m(t) hh(t)
^ m(t)
^ M(w) Hh(w) M(w)
Page #3
数字信号 数字调制 ( 7, 8 章) ASK, FSK, PSK 等 脉冲数字调制 ( 9 章) PCM, DM, DPCM 等
Copyright © 2011 DyNE All rights reserved
通信原理 第 5 章 模拟调制系统
5.0 引言
模拟调制系统:
线性调制:幅度调制,Amplitude Modulation
Page #16
幅度调制
模拟调制、解调电路原理一、正弦信号的幅度调制用低频调制电压去控制高频载波信号的幅度的过程称为幅度调制(或调幅)。
既然高频载波的幅度随低频调制波而变,所以已调波同样随时间而变。
即有式中m是调幅波的调制系数(调幅度)。
同时当m<1时,实现了不失真的调制,而当m>1时,调制后的波形包络线,将与调制波不同,即产生了失真,或称超调。
利用三角公式将调制波表达式展开,可得:式子表明,载波信号经单一信号调制后将出现三个频率分量,即载波频率分量fc,上边频分量fc+F,下边频分量fc-F。
其频谱图如图所示:由频谱图可见,幅度调制在频域上是将调制信号F搬移到了载频的两边,其实质是一种频率变换。
其带宽为:在实际应用中,调制信号不是单一频率,例如:我们的讲话的语音信号,其信号频率为几百至几千赫,经调制后,各个频率产生了各自的上边频和下边频,叠加后形成了上边带和下边带,如图所示:图中上下边频幅度相等,对称出现,这时调幅波的带宽为:是调制信号频率的二倍调幅波中各频率分量的功率关系:将已调波加在负载电阻两端时,可以得到载波功率PC和每个边频分量功率P1、P2。
这表明,在m=1时,包含信息的边频功率仅为不包含信息的载波功率的一半。
这将能量损失掉了,很不经济。
通常把这种调幅制称为普通调幅制(AM)。
这种调制对接收机可以简单,所以无线电广播仍采用。
由于载波只是一运动载信息的工具,不包含有用信息。
所以在发送时为节约功率,可以只发送边带信号,而不发送载波。
这种情况称为抑制载波的双边带(DSB)信号发送。
二、调幅波的解调电路(检波器)调幅波的解调过程(不失真地还原信息)通常称为检波,实现该功能的电路也称振幅检波器(简称检波器),它仍然是一种频谱搬移过程。
从原理上讲,要将包含调制波信息的已调波中还原出调制波信息,必须要有非线性器件,使之产生新的频率分量,并把高频载波的高频分量滤除,因此,振幅检波器的组成框图如图所示:对于DSB—双边带波和SSB—单边带波,它们的包络线不反映调制信号的变化规律,也就不能用包络线检波器。
幅度调制(线性调制)的原理
4.1 幅度调制(线性调制)的原理 4.2 线性调制系统的抗噪声性能 4.3 非线性调制(角调制)的原理 4.4 调频系统的抗噪声性能 4.5 各种模拟调制系统的性能比较
返回主目录
第 4章模拟调制系统
4.1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振幅,使其按 调制信号的规律而变化的过程。 幅度调制器的一般模型如图 4 - 1 所示。
由频谱图可知,DSB信号虽然节省了载波功率,功率利用 率提高了,但它的频带宽度仍是调制信号带宽的两倍,与AM 信号带宽相同。由于DSB信号的上、下两个边带是完全对称的, 它们都携带了调制信号的全部信息,因此仅传输其中一个边带 即可,这就是单边带调制能解决的问题。
4.1.3单边带调制(SSB)
DSB信号包含有两个边带,即上、下边带。由于这两个边 带包含的信息相同,因而,从信息传输的角度来考虑,传输一 个边带就够了。这种只传输一个边带的通信方式称为单边带通 信。单边带信号的产生方法通常有滤波法和相移法。
1. 用滤波法形成单边带信号
H( )
1
- c
0
c
(a)
H( )
1
- c
0
c
(b)
图 4 –5 形成SSB信号的滤波特性
M( )
- H O H
上边带 下边带
SM( ) 下边带 上边带
- c
O
c
上边 带频谱
- c
O
c
下边 带频谱
- c
O
c
图 4 - 6 SSB信号的频谱
2.
sDSB (t) Am cos wnt cos wct
- c
O
c
cp5_1幅度调制
输出=输入信号的包络
5-1-14
第1节 幅度调制
5.1
幅度调制
基本概念 调幅AM
双边带调制DSB
单边带调制SSB
残留边带调制VSB
《 通信原理》第五章 模拟调制系统
5-1-15
第1节 幅度调制
双边带调制(DSB
模型: 时域表示式:
Double-sideband Modulation
优点:不需要滤波器具有陡峭的截止特性。 缺点:宽带相移网络难用硬件实现。
《 通信原理》第五章 模拟调制系统 5-1-23
《 通信原理》第五章 模拟调制系统
5-1-4
第1节 幅度调制
常见的模拟调制方式
幅度调制:信息加载在正弦载波的幅度上,称为幅度调制。 幅度调制属于线性调制,是基带信号频谱的搬移。 sm (t ) A(t)cos[ct (t )] 常见幅度调制方式:□调幅AM □双边带DSB 幅度 角度 □单边带SSB □残留边带VSB 角度调制:信息加载在正弦载波的角度上,称为角度调制。 角度调制属于非线性调制,不是基带信号频谱的简单搬移,产 生新的频率分量。 常见角度调制方式:□频率调制FM □相位调制PM 《 通信原理》第五章 模拟调制系统 5-1-5
扩展信号带宽,提高系统抗干扰、抗衰落能力,还可实现传输带
宽与信噪比之间的互换。
调制分类
模拟调制--对模拟信号进行调制,基带信号是模拟信号;
数字调制--对数字信号进行调制,基带信号是数字信号;
《 通信原理》第五章 模拟调制系统 5-1-3
第1节 幅度调制
广义调制
狭义调制
- 分为基带调制和带通调制(也称载波调制)。
m(t)
简述幅度调制的调制与解调的过程
简述幅度调制的调制与解调的过程幅度调制(Amplitude Modulation,AM)是一种古老的且广泛使用的通信方式。
它通过改变载波信号的幅度来携带信息。
本文将详细介绍幅度调制的调制与解调的过程。
首先,我们需要了解什么是幅度调制。
幅度调制是指在载波信号上加入低频的信息信号,使得载波信号的幅度随着信息信号的变化而变化。
这样,我们就可以通过接收和检测这种幅度变化来恢复原始的信息信号。
这种方式简单易行,因此被广泛应用在广播、电视等领域。
接下来,我们来看看幅度调制的具体过程。
首先,我们需要一个载波信号,通常是高频正弦波。
然后,我们将要传输的信息信号乘以这个载波信号,得到的结果就是幅度调制后的信号。
在这个过程中,信息信号的频率远低于载波信号的频率,这就是所谓的“低频”信息信号。
最后,我们将这个幅度调制后的信号通过天线发送出去。
接收到幅度调制信号后,我们需要进行解调才能恢复出原始的信息信号。
解调的过程其实就是在幅度调制的逆过程。
首先,我们使用一个与发射端相同的载波信号,然后将接收到的幅度调制信号与这个载波信号相乘。
由于这两个信号都是正弦波,所以他们的乘积会是一个包含两个频率分量的信号:一个是两者的和,另一个是两者的差。
其中,两者的差就是我们要恢复的信息信号。
然而,在实际应用中,我们通常无法准确地知道发射端的载波信号是什么样的。
因此,我们需要采用一种叫做相干解调的方法。
这种方法需要先从接收到的幅度调制信号中提取出一个与载波信号同频同相的参考信号,然后再用这个参考信号进行解调。
这个提取参考信号的过程就叫做同步或锁定。
总的来说,幅度调制是一种非常实用的通信方式。
它的优点是实现简单,设备成本低,可以同时传输多个信息信号。
但是,它的缺点是抗干扰能力较差,而且对于信息信号的带宽要求较高。
尽管如此,幅度调制仍然在很多场合得到了广泛的应用。
以上就是关于幅度调制的调制与解调的过程的介绍。
希望对你有所帮助。
幅度调制(线性调制)的原理
保留上边带, 则
1 2
Am
cos(wc
wm )t
1 2
Am
sin
wmt
1 2
Am
sin
wnt
1 sLSB (t) 2 Am cos(wC wm )t
1 2
Am
coswmt
cosw t c
1 2
Am
sin
wmt
把上、下边带合并起来可以写成
sssB
(t)
1 2
Am
cosm
t
coswmt
1 2
Amt
sin
Ni=n0B
(4.2 - 4)
为了使已调信号无失真地进入解调器, 同时又最大限度 地抑制噪声,带宽B应等于已调信号的频带宽度,当然也是窄 带噪声ni(t)的带宽。
评价一个模拟通信系统质量的好坏,最终是要看解调器 的输出信噪比。
|H( f )|
B
1.0
-f0
0
f0
f
图 4- 13 带通滤波器传输特性
- c
O
c
(a)
HVSB( - c)
O
c
(b)
HVSB( + c)
- c
O
(c)
HVSB( - c)+ HVSB( + c)
- c
O
c
(d)
图 4 – 11 残留边带滤波器的几何解释
4.2线性调制系统的抗噪声性能
4.2.1分析模型
分析解调器的抗噪声性能的模型如图 4 - 12 所示。图中, sm(t)为已调信号,n(t)为传输过程中叠加的高斯白噪声。
(4.2 - 11)
ni(t) cosωct=[nc(t) cosωct-ns(t) sinωct]cosωct
模拟调制南京
m(t - ) cos c (t - ) h( )d
-
-
= h( ) cos( c )m(t - )d cos ct
h( ) sin( c )m(t - )d sin ct
-
-
= h(t) cos( ct) * m(t) cos ct h(t) sin( ct) * m(t) sin ct
=sI (t) cos ct sQ (t) sin ct
双边带信号的包络仍然是随调制信号变化的,但它 的包络已不能准确地反映低频调制信号的变化规律。
双边带信号在调制信号的负半周时,已调波高频与 原载频反相,而在调制信号的正半周时,已调波高 频与原载频同相。也就是双边带信号的高频相位在 调制电压过零点处要突变180度。
3. 单边带调幅(SSB)
DSB信号虽节省 了载波发射功率, 但仍有两个边带, 频带宽度与普通 调幅AM信号相同。
傅里叶变换一些数学关系:
F[m0 cos ct] m0F[cos ct] m0是常数
F cos ct
c
c
F sin ct j
c
c
1
F m t cos ct
M 2
cM
c
f t e j ct F
c
f (t)* g(t) f ( )g(t )d F ( ).G( )
1. 调幅(AM)
调幅(常规双边带调制):是指m(t)的均值等于0,但将 其叠加一个直流分量A0后与载波相乘后的信号。
m(t)。
sd t A0 m(t)
5.2 线性调制系统的抗噪性能
既然信道加性噪声主要取决于起伏噪声,而起伏噪声 又可视为高斯白噪声。因此本节讨论信道存在加性高 斯白噪声时的各种线性调制系统的抗噪声性能。
第5章模拟调制系统ppt课件
t
状完全一样,因此用包络检波 A 0 m ( t )
的方法就很容易从已调信号中
O
恢复出原始调制信号;
cos ct
t
O
如果调制信号
m(t) max
A0,
t
就会出现“过调幅”现象,这 s A M ( t )
时用包络检波将会发生失真,
O
需要采用其他的解调方法。
t
s(5t).1T li 幅m T1度TT调/2/2s(制t)d(t线性cos调2c制t )1原co理2s2ct
5.1 幅度调制(线性调制)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 :
m(t )
×
h(t )
sm (t )
c(t ) Acos(ct 0 )
图 5-0 幅度调制器的一般模型
图中,m(t) 是 基带信号,h(t) 是 滤波器 的 冲激响应 ;
A0 m(t )
O
cosc t
O
sAM (t )
H
载频
A0
O H
SAM ( )
载频
A0
1
t
c
2 O
下边带
c
t
上边带
O
t
BAM 2fH
图5-2 AM 信号的 波形 和 频谱
5.1 幅度调制(线性调制)原理
通过调制信号的波形可以
看出,如果
m(t) max
A0
,则AM
m (t)
O
பைடு நூலகம்
波的包络与调制信号 m(t)的形
S m ()1 2[M (c)M (c)]
华理通信原理、第五章(线性调制)
2
1 A
2 2 0
( AM )max 50%
m (t )
1
单音调制: ( AM )max 33.3%
DSB 100%
23
4.2.3 单边带调制(SSB)
m( t)
hSSB(t)
HSSB()
sSSB(t)
cos(ct)
滤波法
sssb t mt cosct hssb t
sP (t ) 2sVSB (t )cos ct
S P ( ) SVSB ( c ) SVSB ( c )
Sd ( )
1 1 M ( 2 ) M ( ) H ( ) M ( 2c ) M () H ( c ) c c 2 2
5
5.1 幅度调制原理
线性调制器的原理模型
m(t)
×
sm(t)
s ( t) h ( t)
sm (t ) Am(t ) cosct 0
A S m [ M ( c ) M ( c )] 2
6
A cosct
mt M f mt A cos c t S m f
相移法中各点频谱
35
残留边带调制(VSB)
36
残留边带调制(VSB)
VSB信号的产生 m(t)
×
cos ct
sDSB(t)
H(w)
sVSB (t)
VSB信号的相干解调
sVSB(t) sp(t) LPF s d( t )
2cos(ct)
37
残留边带调制(VSB)
SVSB ( ) S DSB ( ) H ( ) 1 M ( c ) M ( c )H ( ) 2
通信原理第5章 模拟调制系统
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
.
3
第5章 模拟调制系统
5.1幅度调制(线性调制)的原理
一般原理
表示式: c(t)Acosct0
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)。
通信原理
.
1
通信原理
第5章 模拟调制系统
.
2
第5章 模拟调制系统
调制的目的 提高无线通信时的天线辐射效率。 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处,以实 现信道的多路复用,提高信道利用率。 (调频)扩展信号带宽,提高系统抗干扰、抗衰落 能力,还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
常见的模拟调制
t
时,其包络与调制信号波形相同, A0 mt
因此用包络检波法很容易恢复出原
始调制信号。
t 载波
否则,出现“过调幅”现象。这时用 t
包络检波将发生失真。但是,可以
采用其他的解调方法,如同步检波。sAM t
t
.
7
第5章 模拟调制系统
频谱图 由频谱m 可t 以看出,AM信号的频谱由
载频分量
t
上 下边 边A0 带 带mt
sm t
s p t LPF sd t
c t cosct
.
14
第5章 模拟调制系统
相干解调器性能分析
已调信号的一般表达式为
s m (t) s I(t)c o sc t s Q (t)sinc t
与同频同相的相干载波c(t)相乘后,得
sptsm(t)cosct
樊昌信,通信原理(第七版)通信原理-第5章-模拟调制系统-20191129_更新
当满足条件m (t)max A0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 m (t) max >A0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
频谱
AM信号的频谱包含: ➢载频分量 ➢上边带 ➢下边带
M()
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
AM信号的缺点 总结
AM信号功率:
PAM
A02 2
m2 (t) 2
Pc
Ps
载波功率 边带功率
调制效率(功率利用率):
m(t) max A0 m2 (t) A02 故AM 50% AM功率利用率低!
AM信号:普通调幅波
AM
Am A0
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。
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。例如,调幅、双边带、单边带及残留边带信号
等
频谱的变化:
已调信号与输入信号频谱之√间
适用条件:AM信号,且要求|m(t)|max A0 , 包络检波器结构:
通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。例如,
D AM信号 R
C A0 m t
性能分析 设输入信号是 sAM (t) [ A0 m(t)] cosct 选择RC满足如下关系 fH 1/ RC fc
式中fH - 调制信号的最高频率
4. 要求A0 + m(t) ≥ 0,否则,“过调幅”,使包 络失真。称|m(t)|max/A0为调幅指数
通信原理第5章(樊昌信第七版)剖析
DSB调制器
sDSB t m t cos ct
条件: m t 0
m t
cos ct
sDSB t
1 SDSB M c M c 2
m
m(t ) max A0
m<1 正常调幅 m>1 过调幅
m=1 临界状态,满调幅(100 )
A m(t )
A
0
A m(t )
A m(t )
A
A
t
0
t
0
t
sAM (t )
sAM (t )
sAM (t )
0
t
t
t
m 1
m 1
m 1
高调幅度的重要性!
AM
Ps m 2 (t ) PAM A02 m 2 (t )
AM
m(t ) max A0 m 2 (t ) „ A0 2 故AM „ 50% AM功率利用率低!
载波 ---不含有用信息 ,却“浪费”大部分的发射功率。 当然,
AM正是利用这种“浪费”去换取解调的“便宜”,即包检。
边带 ---包含有用信息m(t), 满调幅时,边带功率最大。
定义调幅系数 m(用百分比表示时,又称调幅度) ——反映基带信号改变载波幅度的程度:
12
AM信号的缺点
sAM t A0 cos c t m t cos ct
AM信号功率:
PAM
A02 m 2 (t ) Pc Ps 2 2 载波功率 边带功率
Ps m 2 (t ) PAM A02 m 2 (t )
调制效率(功率利用率):
各种调制方式_解调门限_解释说明
各种调制方式解调门限解释说明1. 引言1.1 概述在通信系统中,信息的传输需要经过调制和解调的过程。
调制是将要传输的信息转换成适合在信道中传播的模拟或数字信号的过程,而解调则是将接收到的信号转换回原始信息的过程。
在这个过程中,解调门限起着关键的作用。
1.2 文章结构本文将首先介绍各种常见的调制方式,包括幅度调制(AM)和频率调制(FM)等。
然后我们将详细探讨解调门限的概念以及它在通信系统中的作用。
最后,我们将对不同调制方式下解调门限的应用进行说明。
1.3 目的本文旨在帮助读者了解不同调制方式以及解调门限在通信系统中的重要性。
通过阐述解释这些概念和原理,读者将能够更好地理解和设计通信系统,并能够正确地应用和配置解调门限来实现可靠和高效的信息传输。
2. 调制方式2.1 调制概念调制是在信号传输过程中改变信号的某些特性的过程。
通过调制,我们可以将原始信号转换为适合传输的模拟或数字信号。
调制的目的是增强信号的抗干扰能力和传输距离。
2.2 幅度调制(AM)幅度调制(AM)是一种常见的调制方式。
在AM中,载波信号的振幅根据待传输信息进行变化。
当待传输信息对应的信号值为高时,振幅较大;而当待传输信息对应的信号值为低时,振幅较小。
这样可使得待传输信息通过改变振幅而被编码到载波中。
2.3 频率调制(FM)频率调制(FM)是另一种常见的调制方式。
在FM中,载波信号的频率根据待传输信息进行变化。
当待传输信息对应的信号值高时,频率增加;而当待传输信息对应的信号值低时,频率减小。
这样可使得待传输信息通过改变频率而被编码到载波中。
注意:以上只介绍了两种常见的调制方式- 幅度调制和频率调制,并且仅涉及了它们的基本概念。
在实际应用中,还存在其他调制方式,如相位调制(PM)和正交振幅调制(QAM),它们有各自特定的应用场景。
接下来的部分将说明解调门限的概念、作用以及在不同调制方式中的应用。
3. 解调门限概念解调门限是指在通信系统中用于判断接收信号的电平高低的阈值。
调幅波波形.ppt
5.1 幅度调制/线性调制的原理
cos 2 f0t 设载波为 c(t) Acos 0t A
(t) 调制信号为 m 已调信号为 s(t)
调制 信号 m(t) S’(t) H(f) 已调 信号 s(t)
Acosw0t 线性调制器的原理模型
s' (t) m(t) Acos0t m(t) M( f ) m(t) Acos0t S' ( f ) A S' ( f ) [M( f f0 ] M[ f f 0 ] 2
调制的目的:
– 第一,通过调制可以把基带调制信号的频谱搬移到 载波频率附近,这就将基带信号变换为带通信号。 选择不同的载波频率,就可以将信号的频谱搬移到 希望的频段上,这样的频谱搬移或者是为了适应信 道传输的要求,或者是为了将多个信号合并起来用 做多路传输。 – 第二,通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗 干扰能力。 – 第三,调制不仅影响抗干扰能力,还和传输效率有 关。具体地说就是不同调制方式产生的已调信号的 带宽不同,因此影响传输带宽的利用率。
10年之后,也就是1856年,凯尔文 (Kelven)用微分方程解决了这个问题, 他阐明了这实际上是一个频率特性的问 题。频率较低的成分可以通过信道,而 频率高的成分则被衰减掉了。从此,人们 开始认识到,信道具有一定的频率特性, 并不是信号中所有的频率成分都能通过 信道进行传输,而且这时人们也将注意 力转移到了怎样才能有效地在信道中传 输信号而不导致出现频率失真,同时也 提出问题,就是怎样才能节约信道,这就 导致了调制技术的出现。
二、调制的分类 调制器模型如图所示。
调制信号 m(t)
调制器
c(t)
已调信号 s(t)
其中: m(t):源信号,通常用于调制载波c(t)的幅度、 频率、相位,也称为调制信号; c(t):载波信号; s (t):已调信号,可能是调幅信号,也可能是 调频信号等。
5.1 幅度调制的原理
m2 t
当“满调幅”时,|m(t)|max = A0时,调制效率最高
max = 1/3
调幅指数:
AM
Am A0
AM
2 AM 2 2 AM
AM信号的功率利用率很低。 应用:中短波段AM广播。
23
5.1.1 AM信号:普通调幅波 AM
Am 0.707 A0
严格同步 的本地载 波
sDSB (t ) m(t )cos ct
s p (t ) S DSB (t ) cos c t m(t ) cos c t cos c t 1 m(t )[1 cos 2c t ] 2 1 sd (t ) m ( t ) 2
28
5.1.2 双边带调制(DSB)
【例5.1】 已知一AM广播电台输出功率为50KW,采用单频 余弦信号进行调制,调幅指数为0.707,计算调制效率和载波功率。
AM
2 2 Am 1 AM 2 2 2 2 2 A0 m t 2 A0 Am 2 AM 5
m2 t
AM
PS PAM
12
5.1 幅度调制(线性调制)的原理
设调制信号m(t)的频谱为M(),则已调信号的频谱为: A Sm ( ) M ( c ) M ( c ) 2
M(ω)
Sm(ω)
0
ω
-ωc
0 (b) 输出信号频谱密度
ωc
ω
(a) 输入信号频谱密度
已调信号的频谱是基带信号频谱在频域内的简单搬移(精确到常数 因子)。由于这种搬移是线性的,因此,幅度调制又称为线性调制。 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。
第5章模拟调制系统1
由 m(t) 0
c os2
ct
1 2
(c os2 c t
1)
可得: pAM =
A02 + 2
m2 (t) =
2
pc +
ps
边带功率 载波功率
25
定义调制效率:边带功率与总平均功率的
比值,用符号AM表示
AM
Ps
PAM
m2 (t) A02 m2 (t)
一般情况下,AM都小于1,调制效率很低,
载波的振幅随调制信号的变化而变化 设 载波为 c(t) Acos(ct 0 )
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)。
调制信号(基带信号)为 m( t )
则 已调信号为: sm (t) Am(t) cos(ct 0 )
频谱 sm (t) Am(t) cosct
M( )
AM 频谱示意图:
0
H
c
0
c
SAM () 下边带
上边带
c H
c
c H
0
c H
c
c H
2 H
从频谱结构上看,SAM ( t ) 的频谱是m( t )的频 谱在频域内的线性搬移,称之为线性调制。
- H 0 H
(t)
M( )
22
SAM( )
1
A0
A0
1
O
2
- H 0 H t
33
功率与效率
功率 PDSB sD2 SB(t) m2 (t) cos2 (ct)
1 2
m2 (t)
1 2
m2 (t) cos(2ct)
1 m2 (t) 2
通信原理第5章(樊昌信第七版)
s p t sVSB t 2 cos ct
sVSB t
sp t
LPF
sd t
S p S VSB c S VSB c
S VSB
c(t ) 2 cos c t
1 M c M c H 2
SSB信号的特点
优点之一是频带利用率高。传输带宽为AM/DSB的一半:
BSSB BAM / 2 f H
因此,在频谱拥挤的通信场合获得了广泛应用,尤其在 短波通信和多路载波电话中占有重要的地位。
优点之二是低功耗特性,因为不需传送载波和另一个边 带而节省了功率。这一点对于移动通信系统尤为重要。
m
m(t ) max A0
m<1 正常调幅 m>1 过调幅
m=1 临界状态,满调幅(100)
A m(t )
A
0
A m(t )
A m(t )
A
A
t
0
t
0
t
sAM (t )
sAM (t )
sAM (t )
0
t
t
t
m 1
m 1
m 1
高调幅度的重要性!
AM
Ps m 2 (t ) PAM A02 m 2 (t )
幅度调制 频率调制 相位调制
m(t )
调制器
sm (t )
按载波信号 c(t)的类型分
连续波调制 脉冲调制
c(t )
7
本章研究的模拟调制方式:
——是以正弦信号 c(t ) A cos(c t ) 作为载波的
幅度调制的包络-概述说明以及解释
幅度调制的包络-概述说明以及解释1.引言1.1 概述幅度调制(AM)是一种在通信领域广泛应用的调制技术,通过调节信号的幅度来传输信息。
在AM中,载波信号的幅度会根据原始信号的大小进行调节,从而在接收端恢复出原始信号内容。
幅度调制是传统调制技术中最简单的一种,但在许多领域仍然具有重要的应用。
在本文中,我们将深入探讨幅度调制的基本概念、原理与应用以及其优缺点。
通过对AM技术的详细介绍,希望读者能对该技术有更深入的了解,并了解其在实际通信中的作用。
通过本文的阐述,读者将能够更好地理解和应用幅度调制技术,为相关领域的研究与工作提供参考。
1.2 文章结构本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将介绍本文的主题,简要概述幅度调制的基本概念和重要性,同时介绍文章的结构和目的。
正文部分将详细讨论幅度调制的基本概念,包括其定义、原理和应用领域。
随后将探讨幅度调制的优缺点,分析其在实际应用中的影响和局限性。
结论部分将对全文进行总结,回顾文章的主要内容并探讨未来幅度调制技术的发展方向。
最后给出结语,对本文进行总结和展望。
1.3 目的本文旨在深入讨论幅度调制的包络,探究其基本概念、原理与应用以及优缺点。
通过对幅度调制的详细分析,读者将能够更好地了解这一调制技术在通信领域的作用和意义。
同时,本文还旨在帮助读者对幅度调制有一个全面的认识,从而为他们在实际应用中做出更准确的决策和选择。
通过本文的阐述,读者可以对幅度调制的包络有一个清晰的认识,并更好地理解其在通信系统中的重要性和应用前景。
2.正文2.1 幅度调制的基本概念幅度调制是一种调制方式,通过改变载波信号的幅度来传输信息。
在幅度调制中,需要有一个载波信号和一个调制信号。
载波信号是一种高频信号,它的幅度由调制信号的变化而变化,从而携带了信息。
调制信号则是需要传输的信息信号,例如音频信号或视频信号。
在幅度调制中,调制信号会影响到载波信号的幅度,但不会影响频率或相位。
这意味着在解调时,只需关注幅度的变化即可获得原始的调制信号。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
A cos(ct 0 )
正弦型载波为 c(t ) A cos ct 0 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
s(t ) Am(t ) cos ct
式中, m(t)— 基带调制信号。
7 应用
FM立体声中的差信号调制,彩色TV系统中的色差信号调制,以 及正交调制等。
29
5.1.3 SSB信号:单边带信号
原理:因为DSB上、下边带都包含了M()的所有频谱成 分,因此传一个边带即可。这样既节省发送功率,还可节省 一半传输频带,这种方式称为单边带调制。 产生SSB信号的方法有两种:滤波法和相移法。
14
5.1.1 AM信号:普通调幅波
3 信号波形
m (t )
t
A0 m(t )
A0
cos c t
t t
S m (t )
包络
由波形可以看出, 当满足条件 |m(t)|max A0 时,其包络与调制 信号波形相同,因 此用包络检波法很 容易恢复出原始调 制信号。
过调幅
t
15
5.1.1 AM信号:普通调幅波
2 频谱:无载频分量
1 S DSB ( ) [ M ( c ) M ( c )] 2
3 信号带宽
BDSB 2 f H
25
5.1.2 双边带调制(DSB)
DSB 信号表达式
Sm ( t ) S DSB ( t ) m( t ) cos c t
DSB 频谱结构
S DSB ( ) 1 M ( c ) M ( c ) 2
2
5.0 基本概念
调制的目的
提高无线通信时的天线辐射效率。 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处,以实现信道的多
路复用,提高信道利用率。
扩展信号带宽,提高系统抗干扰、抗衰落能力,还可实现传
输带宽与信噪比之间的互换。
3
5.0 基本概念
调制模型
m (t )
调制信号
S (t )
调制器
已调信号
M ( )
波形:
A
频谱图:
m( t )
t0fຫໍສະໝຸດ 0cosct
H
t
c
0
0
S DSB ( )
下边带
c
上边带
Sm ( t )
包络
t
c f H
0
c
c f H
0
c f H
c
2 fH
c f H
26
5.1.2 双边带调制(DSB)
4 解调方法 相干解调:同步检波法
13
5.1.1 AM信号:普通调幅波
1 调制器模型
m(t )
A0
A0 m(t )
S m (t )
cos c t
2 信号表达式
sAM (t ) [ A0 m(t )]cos ct A0 cos ct m(t ) cos ct
m(t) - 调制信号,均值为0; A0 - 常数,表示叠加的直流分量。
1 sd (t ) m(t ) 2
28
5.1.2 双边带调制(DSB)
4 调制效率
DSB信号的总功率只包括边带功率,不含有载波功率,所以DSB 信号的调制效率是100%,即全部功率都用于信息传输。
5 优点
功率利用率较高(与AM相比),节省了载波功率 6 缺点
不能用包络检波,需用相干解调,较复杂。但频带与AM信号 同,是调制信号带宽的2倍。
m2 t
当“满调幅”时,|m(t)|max = A0时,调制效率最高
max = 1/3
AM信号的功率利用率很低。 应用:中短波段AM广播。
23
5.1.1 AM信号:普通调幅波 AM
Am 0.707 A0
【例5.1】 已知一AM广播电台输出功率为50KW,采用单频 余弦信号进行调制,调幅指数为0.707,计算调制效率和载波功率。
若m(t ) 0, 则PAM
2 A0 m 2 (t ) Pc PS 2 2
载波功率
边带功率
21
5.1.1 AM信号:普通调幅波
调制效率 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:
下边带频谱图
SDSB
c
0
H USB
c
c
0
H USB
c
c
0
SUSB
c
c
0
SUSB
c
c
0
c
c
包络检波
低通滤波
隔直
17
5.1.1 AM信号:普通调幅波
4 解调方法
sAM(t)
相干解调:同步检波法
sp(t)
LPF
sd(t)
严格同步的 本地载波
c t cos ct
sm (t ) [ A0 m(t )]cos ct
s p (t ) S AM (t ) cos(ct ) [ A0 m(t )]cos ct cos ct 1 [ A0 m(t )][1 cos 2c t ] 2 1 sd (t ) [ A0 m(t )] 2
载波 c(t )
4
5.0 基本概念
调制的分类
根据调制信号、载波类型、载波参数变化的不同进行分类。
模拟连续波调制 (简称模拟调制)
AM DSB-SC 幅度调制 SSB 幅度调制:正弦波的幅度随输入信 VSB 号的变化而变化,包括调幅、双边
带、单边带和残留边带;
连续波调制
FM
数字连续波调制 角度调制 PM (简称数字调制) 正弦波的瞬时角频率或相位随 模拟脉冲调制
19
5.1.1 AM信号:普通调幅波
AM 频谱示意图
M( )
fH
0
c
载频分量
c
0
载频分量
S AM
上边带
c f H c
下边带
c f H
下边带
上边带
0
c f H
c
c f H
2 fH
SAM(t) 的频谱是 m(t) 的频谱在频域内的线性搬移称之为线性调制
20
5.1.1 AM信号:普通调幅波
6 AM信号的特性
带宽:它是带有载波分量的双边带信号,带宽是基带信号带宽 fH 的两倍:
BAM 2 fH
功率: 当m(t)为确知信号时,
2 PAM s AM ( t ) [ A0 m ( t )] 2 cos 2 c t 2 A0 cos 2 c t m 2 ( t )cos 2 c t 2 A0 m( t )cos 2 c t
18
5.1.1 AM信号:普通调幅波
5 频谱:若m(t)为确知信号,则AM信号的频谱为 因为
m(t ) M ( ) cos c t ( c ) ( c ) A0 2 A0 ( )
Sm (t ) S AM (t ) A0 m(t ) cos ct
2 2 Am AM 1 2 2 2 2 2 2 AM 5 A0 m t 2 A0 Am
AM
m2 t
AM
PS PAM
Pc PAM PS PAM (1 AM ) 40 ( KW )
24
5.1.2 双边带调制(DSB)
30
5.1.3 SSB信号:单边带信号
1、滤波法原理—— 用边带滤波器,滤除不要的边带:
m t
sDSB t
H
sSSB t
载波 c t
SSB信号的频谱 SSSB ( ) SDSB ( ) H
单边带滤波器的 传输函数
若具有如下理想高通特性,则可滤除下边带。
双边带调制原理: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调制模型中将直流去掉,即可得到一 种高调制效率的调制方式——抑制载波双边带调制,简称双边带 调制(DSB)
1 信号表达式:无直流分量A0
Sm ( t ) S DSB ( t ) m( t ) cos c t
第五章 模拟调制系统
5.0 基本概念
5.1 幅度调制的原理
5.2 线性调制系统的抗噪性能 5.3 非线性调制的原理 5.4 调频系统的抗噪性能 5.5 各种模拟系统的比较 5.6 频分复用(FDM)
1
5.0 基本概念
基本概念
调制信号-指来自信源的基带信号(低频) 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(高频) 调制-用调制信号去控制载波信号的某个参数,使参数随调 制信号的变化而变化,把信号转换成适合在信道中传输的形式的一 种过程。 已调信号-载波受调制后称为已调信号,调制信号和载波的合 成信号(高频) 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。
m(t )
过调幅失真
0
t
A0 m(t )
A0
0
t
cosct
用其他的解调方法, 如同步检波。
0
t
包络
S AM (t )
包络检波将 发生失真
t
16
0
5.1.1 AM信号:普通调幅波