第三章 模拟调制技术
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通信原理第3章模拟调制技术
VS
高数据速率的调制技术
随着数据业务需求的爆炸式增长，高数据 速率的模拟调制技术成为研究热点。例如， QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制）是一种常见 的高阶调制方式，通过增加星座点和调制 阶数，可以实现更高的数据传输速率。此 外，还有偏置QPSK、非线性调制等调制技 术，旨在提高频谱效率和数据传输速率。
通过调制将低频的模拟信号转换为高 频信号，以实现信号的远距离传输和 无线传输。
模拟调制技术的应用场景
广播通信
利用调频（FM）或调相（PM）技术， 将音频信号调制到载波上，实现广播 节目的传输。
电视信号传输
无线通信
在无线通信中，模拟调制技术被广泛 应用于移动通信、无线局域网 （WLAN）、无线广域网（WWAN） 等领域，以实现信号的无线传输。
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调频的缺点
占用带宽较宽，频带利用率较低。
调相的缺点
抗干扰能力较弱，对相位失真敏感，需要高 精度的相位控制系统。
03 模拟调制技术的分类
线性调制技术
01
调频（FM）
02
调相（PM）
03
调相而振幅不变（APM）
04
线性调制技术的特点：调制信号对载波的振幅、频率、相位同时进行 调制，使载波的振幅随调制信号的瞬时值呈线性变化。
软件定义无线电与模拟调制
软件定义无线电是一种新型的无线通信架构，通过软件编程的方式实现无线电功能的灵活配置和动态调整。在模 拟调制领域，软件定义无线电技术为调制方式的快速切换和自适应调整提供了可能。通过实时调整调制参数和算 法，可以根据信道状态和传输需求自适应地优化调制方案，提高通信系统的适应性。
第三章模拟调制系统
频谱图如图3-5（b）所示。
《通信原理课件》
图3-5 波形图和频谱图 《通信原理课件》
3.2.3 单边带调制（SSB）
DSB信号虽然节省了载波功率，调制效率提高了，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，这是单边带调制能解决的问题。
产生SSB信号的方法有很多，其中最基本的方法有 滤波法和相移法。
《通信原理课件》
一、SSB信号的产生 1、用滤波法形成单边带信号 由于单边带调制只传送双边带调制信号的一个边带。因 此产生单边带信号的最直观的方法是让双边带信号通过一 个单边带滤波器，滤除不要的边带，即可得到单边带信号。 我们把这种方法称为滤波法，它是最简单的也是最常用的 方法。滤波法产生SSB信号的数学模型如图3-6所示。
为
t
《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
图3-11 相移法形成SSB信号 《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
3.2.4 残留边带调制（VSB）
单边带传输信号具有节约一半频谱和节省功率的优点。 但是付出的代价是设备制作非常困难，如用滤波法则边带 滤波器不容易得到陡峭的频率特性，如用相移法则基带信 号各频率成分不可能都做到-的移相等。如果传输电视信 号、传真信号和高速数据信号的话，由于它们的频谱范围 较宽，而且极低频分量的幅度也比较大，这样边带滤波器 和宽带相移网络的制作都更为困难，为了解决这个问题， 可以采用残留边带调制（VSB）。VSB是介于SSB和DSB 之间的一个折中方案。在这种调制中，一个边带绝大部分 顺利通过，而另一个边带残留一小部分，如图3-12（d） 所示。
(信息与通信)第3章模拟调制系统
数字调制技术的发展对模拟调制系统的影响
要点一
总结词
要点二
详细描述
随着数字调制技术的不断发展，其对模拟调制系统的影响 越来越大。数字调制技术具有更高的抗干扰性能和频谱利 用率，可能会逐渐取代模拟调制系统。
数字调制技术如OFDM（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，正交频分复用）等在抗干扰和频谱利用率方 面具有明显优势。随着数字信号处理技术的不断进步，数字 调制系统的复杂度和成本也在逐渐降低。因此，未来数字调 制系统可能会逐渐取代模拟调制系统，成为主流的通信调制 方式。
THANKS
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调频（FM）
通过改变载波信号的频率来表示信息。
模拟调制系统的基本组成
调制器
将低频信号转换为高频信号。
载波信号
用于传输信息的信号。
信道
传输调制信号的媒介，可以是 无线电、有线等。
解调器
将调制信号还原为原始的低频 信号。
03
模拟调制系统的性能指标
调制效率
调制效率
调制效率是衡量模拟调制系统传输效率的重要指标，它表示了调制信号的功率与 载波信号的功率之比。调制效率越高，传输效率也越高。
详细描述
目前，低频段资源已经十分紧张，而高频段 资源相对丰富。利用高频段可以有效地缓解 频谱资源紧张的问题，同时高频段信号具有 传输速率高、传输时延低等优点，能够满足 未来通信对高速率和低时延的需求。
高效率调制技术
总结词
高效率调制技术是提高模拟调制系统性能的关键。通过采用先进的调制方式，可以有效地提高频谱利用率和传输 效率。
卫星通信
卫星电视广播
模拟卫星电视广播使用模拟调制技术将视频和音频信号调制到卫星信号上，然后传输给地面接收站和 电视机。
第03章 模拟调制系统(FM_PM)
频
调 制
器
器
sWBFM (t)
A cosct
间接调频框图
t
sNBFM (t) Acosct AK f m( )d sin ct
积分器应该有Kf的增益量
m(t)
积分器
Asin ct
sNBFM (t)
/2
A cosct
NBFM产生原理框图
窄带调频信号的调频指数一般都很小，为了实现宽带 调频，就采用倍频法提高调频指数。
dm(t) dt
max
f
Kp
2
d m(t)
dt
max
一般 与 f 都称为频率偏移，除非特别强调，一般不
区别。
②调制指数 m
定义：角度调制信号的总相角偏离未调载波总相角的 最大偏移量，即已调信号最大相位偏移。
m (t) max
对FM信号
t
m m f k f m( )d
对PM信号
0
max
m mp
窄带调频（NBFM）
K f
t
m(
)d
6
(或0.5)
窄带调相（NBPM）
K pm(t)
6
(或0.5)
1．窄带调频（NBFM）
FM信号的一般表示式为
sFM (t) Acos 2 fct K f
t
m(
)d
0
A1 0 0
t
sFM (t) cos[2 fct k f m( )d ] t cos 2 fct cos[k f m( )d ] t sin 2 fct sin[k f m( )d ]
4. 4. 3 调频信号的功率
FM信号是频率随基带信号变化的等幅高频振荡信号，其幅 度就是未调载波的幅度，所以，调频信号的平均功率为
调 制
器
器
sWBFM (t)
A cosct
间接调频框图
t
sNBFM (t) Acosct AK f m( )d sin ct
积分器应该有Kf的增益量
m(t)
积分器
Asin ct
sNBFM (t)
/2
A cosct
NBFM产生原理框图
窄带调频信号的调频指数一般都很小，为了实现宽带 调频，就采用倍频法提高调频指数。
dm(t) dt
max
f
Kp
2
d m(t)
dt
max
一般 与 f 都称为频率偏移，除非特别强调，一般不
区别。
②调制指数 m
定义：角度调制信号的总相角偏离未调载波总相角的 最大偏移量，即已调信号最大相位偏移。
m (t) max
对FM信号
t
m m f k f m( )d
对PM信号
0
max
m mp
窄带调频（NBFM）
K f
t
m(
)d
6
(或0.5)
窄带调相（NBPM）
K pm(t)
6
(或0.5)
1．窄带调频（NBFM）
FM信号的一般表示式为
sFM (t) Acos 2 fct K f
t
m(
)d
0
A1 0 0
t
sFM (t) cos[2 fct k f m( )d ] t cos 2 fct cos[k f m( )d ] t sin 2 fct sin[k f m( )d ]
4. 4. 3 调频信号的功率
FM信号是频率随基带信号变化的等幅高频振荡信号，其幅 度就是未调载波的幅度，所以，调频信号的平均功率为
第3章模拟调制系统
ω-ωc) )
t
c
0
c
m(t) 0
M() )
t
m 0
m
SDSB(t) 0
M(＋ωc )/2 )
SDSB() )
M(ωc )/2 )
t cm c c+m 0 cm c c+m
)
)
DSB信号的带宽
BDSB 2m
3. DSB信号的功率及效率 DSB信号的功率定义为已调信号的均方值
PDSB sD2SB (t) m2 (t) cos2 ct
M
()[HVSB
(
c
)
HVSB
(
c
)]
只要在 M ()的频谱范围内，有 HVSB ( c ) HVSB ( c ) 常数.
C(ω)
πδ(ω-ωc)
t
-ωc
0
ωc
(a)
2πA0δ(ω)
M(ω)
t
(b)
-ωm 0 ωm
SAM(ω)
M(ω+ωc)/2 USB
πA0δ
LSB
LSB
M(ω－ωc)/2 USB
t
-ωc-ωm -ωc -ωc+ωm
0
ωc-ωm
ωc ωc+ωm
(c)
*几点结论：
①调幅使原来的 M () 形状没有改变，而位置搬移到 c 处，
① SSB信号的频域表达式
设得到SSB信号为下边带信号，其频谱可以表示成
S SSB
()
1 2
M
(
C
)
M
(
C
)
H
SSB
()
边带滤波器的特性在此用符号函数表示：
H SSB
t
c
0
c
m(t) 0
M() )
t
m 0
m
SDSB(t) 0
M(＋ωc )/2 )
SDSB() )
M(ωc )/2 )
t cm c c+m 0 cm c c+m
)
)
DSB信号的带宽
BDSB 2m
3. DSB信号的功率及效率 DSB信号的功率定义为已调信号的均方值
PDSB sD2SB (t) m2 (t) cos2 ct
M
()[HVSB
(
c
)
HVSB
(
c
)]
只要在 M ()的频谱范围内，有 HVSB ( c ) HVSB ( c ) 常数.
C(ω)
πδ(ω-ωc)
t
-ωc
0
ωc
(a)
2πA0δ(ω)
M(ω)
t
(b)
-ωm 0 ωm
SAM(ω)
M(ω+ωc)/2 USB
πA0δ
LSB
LSB
M(ω－ωc)/2 USB
t
-ωc-ωm -ωc -ωc+ωm
0
ωc-ωm
ωc ωc+ωm
(c)
*几点结论：
①调幅使原来的 M () 形状没有改变，而位置搬移到 c 处，
① SSB信号的频域表达式
设得到SSB信号为下边带信号，其频谱可以表示成
S SSB
()
1 2
M
(
C
)
M
(
C
)
H
SSB
()
边带滤波器的特性在此用符号函数表示：
H SSB
通信原理第三章 模拟调制系统
当载波为cosωct时
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t LSB c c 2 2
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t U SB c c 2 2 当载波为sinωct时
w
w
w
w
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t L SB c c 2 2 1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t U SB c c 2 2
w) , h(t) = H(w) = jsgn(
1
t
3）、Hilbert变换的性质: （1）、信号和它的希尔波特变换具有相同的能量谱密度或相 同的功率谱密度。 推论： （2）、信号和它的希尔波特变换的能量(或功率)相同。 （3）、信号和它的希尔波特变换具有相同的自相关函数。 （4）、信号和它的希尔波特变换互为正交。 4）、Hilterb变换的用途： 在单边带调制中，用来实现相位选择，以产生单边带信号
1 S ( w ) = A w w w w [ M ( w w ) M ( w w )] A M c c c c 2
c(t) 载波 调制 信号 已调 信号 m(t)
-f
H
C(f)
-f c 0 fc
f
M(f)
f
-fL 0 f
L
fH
sm(t)
第三章 模拟调制系统
引言 3.1 幅度调制 标准调幅（AM） 双边带调幅（DSB） 单边带调幅（SSB） 残留边带调幅（VSB） 3.2 角度调制原理 3.3 抗噪声性能 各种幅度调制系统的噪声性能 非线性调制系统的抗噪性能 模拟系统比较
第三章模拟调制系统
第三章模拟调制系统第三章模拟调制系统1第3章 模拟调制系统3.0概述基带信号：由消息直接变换成的电信号。
频带从零频开始，低频端谱能量大，不宜在信道中远距离传输。
调 制：按调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程叫调制。
（频谱搬迁）模拟调制：当调制信号为模拟基带信号f(t)，载波为连续的正弦或余弦高频信号c(t)=Acos[ωc t+θ0]时，称模拟调制，其数学表达式为：s(t)=f(t)·c(t) =A(t)cos[ωc t+φ(t)+θ0]调制的分类：数字调制 3.1、双边带调幅 一. 常规调幅1、时域表达式：调制信号f(t)（平均值)(t f ＝0）加直流后对载波幅度调制（称标准或完全调幅）即:s AM (t)= [A 0+f(t)]·cos[ωc t+θc ]()()()()()()()()()()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧成比例变化随常数，调相：成比例变化随常数，调频：非线性调制角度调制为常数成比例变化随线性调制幅度调制模拟调制t f t t A t f dt t d t A VSBSSB DSB AM t t f t A φφφ)(,:2其中:ωc 载波角频率，θc 载波初相位波形图3-1当调制信号f(t)为单频信号时：f(t)= A m cos(ωm t+θm ) 则：s AM (t)= [A 0+ A m cos(ωm t+θm)]cos[ωc t+θc ]= A 0 [1+βAM cos(ωm t+θm)]cos[ωc t+θc ]其中：0A A mAM =β称调幅指数，将其х100%叫调制度 ⎪⎩⎪⎨⎧><=过调幅通常取正常调幅满调幅...1-60%)-30%(...1......1AMβ ２． 频域表达式 当θc =0时，s AM (t)= [A 0+ f(t)]cosωc t = A 0 cosωc t+ f(t) cosωc t 由于： f(t) F(ω)A 0 cosωc t [])()(000ωωδωωδπ++-↔A[][]00(21(21cos )(ωωωωω++-↔F F t t f c ()()()()00021cos )(:)(21)(21))((21cos )(0ωωωωωωωωωωωωω++-↔-↔+=+=--F F t t f F e t f e t f e t f e e t f t t f c t j t j t j t j t j c c c c c 而3故S AM (ω) 的频域表达式为：[])]()([21)()()(00000ωωωωωωδωωδπω++-+++-=F F A S AM频谱图：说明：(1)、调制过程为调制信号频谱的线性搬移，即将其搬移到适合通信系统传输的频率范围(2)、常规调幅巳调波频谱中含有一个载波和两个边带份量。
第三章 模拟调制系统(通信原理)
20
例题
21
单边带调幅—SSB
DSB信号虽然节省了载波功率，调制效率提高了， 但频带宽度仍是调制信号带宽的两倍，同AM信号 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 仅传输双边带信号中一个边带。 节省发送功率，节省一半传输频带。 产生SSB信号的方法：
c
下边带（LSB）调制
23
SSB—滤波法
SSB信号的频谱
SSSB ( ) S DSB ( ) H
SDSB
上边带频谱图:
c
0
c
H USB
c
0
S USB
c
c
0
c
24
SSB—滤波法（技术难点）
用滤波法形成SSB信号的技术难点是：
滤波法产生SSB的多级频率搬移过程
26
SSB—相移法
1 H ( ) sgn( c ) sgn( c ) 2
S SSB ( ) 1 M ( c ) M ( c )H ( ) 2 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) M ( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4
滤波法 相移法
22
SSB—滤波法
m t
sDSB t
H
sSSB t
载波 c t
例题
21
单边带调幅—SSB
DSB信号虽然节省了载波功率，调制效率提高了， 但频带宽度仍是调制信号带宽的两倍，同AM信号 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 仅传输双边带信号中一个边带。 节省发送功率，节省一半传输频带。 产生SSB信号的方法：
c
下边带（LSB）调制
23
SSB—滤波法
SSB信号的频谱
SSSB ( ) S DSB ( ) H
SDSB
上边带频谱图:
c
0
c
H USB
c
0
S USB
c
c
0
c
24
SSB—滤波法（技术难点）
用滤波法形成SSB信号的技术难点是：
滤波法产生SSB的多级频率搬移过程
26
SSB—相移法
1 H ( ) sgn( c ) sgn( c ) 2
S SSB ( ) 1 M ( c ) M ( c )H ( ) 2 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) M ( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4
滤波法 相移法
22
SSB—滤波法
m t
sDSB t
H
sSSB t
载波 c t
现代通信原理PPT课件第3章模拟调制
T
2 T
2
s
2 AM
(t )dt
lim
T
1 T
T
2 T
[s0
s
(t)]2 cos2 (2
f ct )dt
2
lim 1
T T
T
2 T
[s02
2s
2
(t) s
2 (t)] 1 (1 cos 4
2
f ct ) dt
考虑到无直流的交变项积分结果为0，
1
PAM
lim T T
T
2 T
2
1 2
[s0
1s 2
(t) 1 s 2
(t) cos 4
fct
上式第二项将被低通滤波器滤除。
1
so (t)
s 2
(t)
对上式进行频谱变换
F[s(t)] 1 S 2
( f ) 1 [S 4
(f
2 fc) S
(f
2 fc )]
式中第二项将被低通滤除
频谱图如下页所示
3.1.3单边带(SSB)调制
DSB功率对你的，其中任何一个边带都包含调制信号的全部信息。 因此，从信息效率达100％，使发信机功率利用率有了很大提高，但 它在频带利用率上与AM相比并没有什么改善。由于上、下两个边带 的频谱对于 fc 是完全传输角度耒看，仅传送其中的一个边带也是可行 的，这就是单边带调制，记为SSB。
第3章 模拟调制
1 幅度调制 2 频分复用 3 非线性调制(角度调制)
调制的作用：
1.调制为了信号与信道的匹配； 2.调制为了多路复用； 3.调制为了电波辐射； 4.调制为了频率分配； 5.调制可减小干扰； 6.调制可克服设备的缺陷；
第三章--模拟调制系统
（二）、调频信号的解调－非相干解调 调频信号有相干解调和非相干解调两种方式 相干解调——窄带调频信号 非相干解调——窄带和宽带调频信号
sFM (t) Acos[Ct KFM f (t)dt]
so (t) KFM f (t)
sd (t) A[C KFM f (t)]sin[Ct KFM f (t)dt]
0
c
2B
3、带宽
BAM=2B
4、功率分配
PAM sA2M (t)
A2 f 2 (t) PAM 2 2
Pc Pf
载波功率
边带功率
调制效率
AM
Pf PAM
Pf Pc Pf
例：
若f (t) Am cosmt, c(t) A0 cosct
则，经AM调制后的AM信号功率为多少？ 其调制效率为多少？最大调制效率可达多少？
概述： 调制的功能及分类
一、调制的功能 1、信道传输频率特性的需要 2、把基带信号调制到较高的频率使天线容易辐射 3、便于频率分配 4、有利于实现信道多路复用，提高系统的传输有效性 5、可减少噪声和干扰的影响，提高系统的传输可靠性
二、调制的分类 1、根据调制信号的分类 模拟调制
数字调制 2、根据载波分类 连续波调制：高频载波是正弦波
2B
-C -C -C -C
SHSB()
1/2
HLSB()
SLSB()
1/2
C
C
B
C
C
B
频谱图
上边带 调制
下边带 调制
四、残留边带调制（VSB）
SDSB()
1/2
-C
HVSB()
C
2B
频谱图
残留 上边带
-C -C
通信技术基础 第三章 模拟调制技术
相位调制———载波的相位随调制信号的变化而变化。
(4)按调制 器传输函 数的种类 分为
线性调制———已调信号的频谱与调制信号的频谱之间满足 线性关系的调制。 非线性调制———不满足线性调制条件的调制就是非线性调 制。
大连理工大学出版社
第3章 模拟调制技术
3.2 模拟线性调制
3.2.1幅度调制的一般模型
相同，也为基带信号带宽的两倍，即
式中:Bm = ƒ H,为调制信号m(t)的带宽; ƒ H 为调制信号的
最高频率。
大连理工大学出版社
第3章 模拟调制技术
2.DSB信号的调解
乘法器输出
经低通滤波器滤除高次项得
即无失真地恢复初始电信号。
大连理工大学出版社
第3章 模拟调制技术 3.2.4单边带调制（SSB）
图3-6
图3-7
大连理工大学出版社
第3章 模拟调制技术 将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波,得
由上式可知，只要用一个低通滤波器，就可以讲第1项 与第2项分离，五失真的恢复出原始的调制信号。
大连理工大学出版社
第3章 模拟调制技术
图3-8为串联型包络检
波器的具体电路及其
输出波形，电路有二 极管VD、电阻R和电容 C组成。
信号的一般表达式，得
当满足窄带调频条件时，上式展开后可简化为
大连理工大学出版社
第3章 模拟调制技术
利用傅里叶变换公式可得NBFM信号的频域表达式为
将上式与AM信号的频域
大连理工大学出版社
第3章 模拟调制技术 进行比较,可以清楚地看出两种调制的相似性和不同之处。
两者都含有一个载波和位于±ωc 处的两个边频。所以它们
第3章+模拟调制(非线性调制)讲解
(t) Acos (t) 余弦载波的瞬时相位（相角）： (t)
瞬时角频率： (t) d (t)
dt
所以也可以推出： (t)
t
( ) / d
1、调相
调大相小波而：变载化波 。的振 幅k不P f变(t)，表瞬示时瞬相时位相位随偏着移基带调制信号的
其中
k
为调相灵敏度
振荡器(VCO)。 假定压控振荡器的频率ωυ( t )与FM波的瞬时频率ωFM( t )相等。 FM波的瞬时频率
FM (t) 0 K f f (t)
假 为
定
VCO 压 控 灵 敏 度 为
0 ；VCO瞬时频率
Kυ(
弧
度
/
秒
·伏
)
；
Sd(t)=0
时
VCO
振
荡
频
率
(t) 0 K Sd (t)
通常将边频幅度为未调载波幅度的10～15%以下的那些分量 忽略掉；
所以当 1，取边频数 n 1 即可。
贝塞尔函数表
0.5
1
2
3
4
n
0
0.9385 0.7652 0.2239 -0.2601 -0.3971
1
0.2423 0.4401 0.5767 0.3391 -0.0660
注意：理解其物理含义。
角度调制结论
3、有效性 模拟系统的有效性常用信号带宽来表征 调频信号的具体带宽为：
WFM 2(FM 1)m 2( m )(弧度)
2(f fm )(Hz)
3.5 调频系统的性能分析
调频系统抗噪性能分析与解调方法有关，这 里只讨论非相干解调系统的抗噪性能
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第3章 模拟调制技术 这称为调制定理,是调制技术的理论基础。其示意图如图 3-2所示。
图3-2
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第3章 模拟调制技术
调制的功能主要体现在以下几个方面:
频率变换
信道复用
改善系统性能
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第3章 模拟调制技术
(1)按调制 信号的种 类分为
模拟调制———调制信号为模拟信号,比如正弦型信号;
因此，可采用图3-22 所示的方框图来实现 窄带频率调制。
图3-22
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第3章 模拟调制技术
倍频器的作用是提高调频指数mf，从而 获得宽带调频。
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第3章 模拟调制技术
2.调频信号的调解
⑴非相干调解
由于调频信号的瞬间频率正比于调制信号的幅度，因而调 频信号的调解必须能产生正比于输入频率的输出电压，也就 是当输入调频信号为
的带宽相同,即
式中:Bm =ƒH,为调制信号m(t)的带宽; ƒH 为调制信号的最高
频率。不同的是,NBFM 的正、负频率分量分别乘了因式1/(ω-
ωc)和1/(ω+ωc),且负频率分量与正频率分量反相。上述差别正
是NBFM 与AM 的本质差别。
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2.宽带调频（WBFM）
线性的,因此幅度调制通常又称为线性调制,相应地,幅度 调制系统也称为线性调制系统。
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第3章 模拟调制技术 3.2.2 常规双边带调幅(AM)
1.AM 信号的表达式、频谱及带宽
在图3-3中,若假设滤波器为全通网络(H (ω)=1),调
制信号m (t)叠加直流A0 后再与载波相乘,则输出的
第 3章 模拟调制技术 新世纪高职高专通信类课程规划教材
国家级精品课件配套教材
通信技术基础
主编：于宝明 王钧铭
主审：宫锦文
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第3章 模拟调制技术
本章知识简介：
调节的基本概念 模拟线性调制（幅度调制） 能对数字基带信号进行AMI、HDB3编码 各种模拟调制方式的总结与比较 符合调制与多级调制
为宽带调频（WBFM）与窄带调频（NBFM）。宽带与 窄带调制的区分并无严格的界限，但通常认为由调频所 引起的最大顺时相位偏移远小于π/6是，即
称为窄带调频。否则，成为宽带调频。
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1.窄带调频（NBFM）
为方便起见，不妨假设正弦载波的振幅A=1，则由调频
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由滤波法可知，VSB信号的频谱为
VSB信号频谱示意如图3-16所示。
图3-16
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2.残留边带信号的解调
残留边带信号的解调
显然也不能简单地采 用包络检波，而必须 采用如图3-17所示的 相干解调。
图3-17
为了保证相干解调的输出无失真地重现调制信号m（t），必须要求在。
而这正是残留边带滤波器传输函数要求满足的互补对称条件。
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3.3 模拟非线性调制(角度调制）
角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不在是原调 制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会 产生与频谱搬移不同的新的频谱成分，故又称为非线 性调制。 角度调制可分为频率调制（FM）和相位调制（PM）， 即为载波的幅度保持不变，而载波的频率或相位随基带
信号的一般表达式，得
当满足窄带调频条件时，上式展开后可简化为
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利用傅里叶变换公式可得NBFM信号的频域表达式为
将上式与AM信号的频域
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第3章 模拟调制技术 进行比较,可以清楚地看出两种调制的相似性和不同之处。
两者都含有一个载波和位于±ωc 处的两个边频。所以它们
mf >2时,用下式计算调频信号带宽更符合实际情况:
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3.3.3调频信号的产生与解调
1.调频信号的产生 产生调频信号的方法通常有两种：
直接法
பைடு நூலகம்间接法
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⑴直接法
直接法就是利用调制信号直接控制振荡器的频率，使其
按调制信号的规律线性变化。振荡频率由外部电压控制 的振荡器叫做压控振荡器（VCO）,它产生的输出频率正 比于所加的控制电压，即
时，调解器的输出应当为
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第3章 模拟调制技术 最简单的解调器是具有频率-电压转换作用的鉴频器。 理想的鉴频器可看成是微分器与包络检波器的级联。
微分器的输出是一个调幅调频(FM-AM)信号，器幅度
和频率皆包含调制信息。用包络检波器取出其包络， 并滤去直流后输出
即恢复出原始调制信号。这里，Kd成为鉴频器灵敏度。
相位调制———载波的相位随调制信号的变化而变化。
(4)按调制 器传输函 数的种类 分为
线性调制———已调信号的频谱与调制信号的频谱之间满足 线性关系的调制。 非线性调制———不满足线性调制条件的调制就是非线性调 制。
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3.2 模拟线性调制
3.2.1幅度调制的一般模型
当窄带调频调频条件不满足时，调频信号为宽带调频， 此时不能采用上面的近似式，因为宽带调频的分析变得 很困难。经验表明，我们可以用下面公式来估算任意限
带信号调制的调频信号的宽带：
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这里ƒH 是调制信号m(t)的最高频率;mf=△ƒ/ƒH,为调频波
的调频指数,是调频信号的一个重要参数,它是一个无因 次量, △ƒ =Kf | m(t) |max,是最大频率偏移。实际应用中,当
第3章 模拟调制技术
AM 信号是带有载波的双边带信号,它的带宽为基带信
号带宽的两倍,即
• 式中:Bm =fH,为调制信号m(t)的带宽;fH 为调制信号的 最高频率。
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2.AM 信号的解调
调制过程的逆过程叫做解调。AM 信号的解调是把接收
到的已调信号SAM (t)还原为调制信号m (t)。AM 信号的解 调方法有两种:相干解调和包络检波解调。 • 1.相干解调，如图3-6所示 • 2.包络检波解调，如图3-7所示。
图3-6
图3-7
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第3章 模拟调制技术 将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波,得
由上式可知，只要用一个低通滤波器，就可以讲第1项 与第2项分离，五失真的恢复出原始的调制信号。
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图3-8为串联型包络检
波器的具体电路及其
输出波形，电路有二 极管VD、电阻R和电容 C组成。
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下面以调制信
号为一单频余 弦波的特殊情
况为例，给出
调相信号和调 频信号的示意
图如图3-20所
示。
图3-20
调频和调相并无本质区别，两者之间可以互换。
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第3章 模拟调制技术 3.3.2 窄带调频与宽带调频
根据调制后载波瞬时相应偏移的大小，可将频率调制分
图3-8
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第3章 模拟调制技术 3.2.3 抑制载波双边带调幅（DSB-SC）
1.DSB 信号的表达式、频谱及带宽
DSB调制器模型如图3-9所示
图3-9
可见DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，其时域 和频域表达式分别为
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DSB信号是不含载波的双边带信号，它的带宽与AM信号
信号变化的调制方式。
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第3章 模拟调制技术 角度调制信号的一般表达式为
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图3-18直接调相和间接调相
图3-19
图3-19直接调频和间接调频
图3-18
直接调相和间接调频的方法仅适用于相位偏移和频率偏移不大的 窄带调制情形，而直接调频和间接调相则适用于宽带调制情形。
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3.4各种模拟调制方式的总结与比较
图3-3
图3-3中,m (t)为调制信号,sm (t)为已调信号,h (t)为滤波器的 冲激响应,则已调信号的时域和频域一般表达式分别为
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由以上表达式可见,对于幅度调制信号,在波形上,它的幅 度随基带信号规律而变化;在频谱结构上,它的频谱完全
是基带信号频谱在频域内的简单搬移。由于这种搬移是
相同，也为基带信号带宽的两倍，即
式中:Bm = ƒ H,为调制信号m(t)的带宽; ƒ H 为调制信号的
最高频率。
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2.DSB信号的调解
乘法器输出
经低通滤波器滤除高次项得
即无失真地恢复初始电信号。
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第3章 模拟调制技术 3.2.4单边带调制（SSB）
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3.1 调制的基础概念
让载波的某个参数(或几个)随调制信号(原始信号)的变化 规律而变化的过程或方式称为调制。
如何对信号进行调制呢? 在傅里叶变换中我们知道,若一个信号ƒ (t) 与一个正弦型信号cos ω ct相乘,从频谱上看,相当于把ƒ (t)的频谱搬移 到ω c处。设ƒ(t)的傅里叶变换(也可称为频谱)为F (ω),则有