HT产生单边带信号
实验一 单边带调制(SSB)信号的产生
实验一单边带调制（SSB）信号的产生一.实验目的1.掌握单边带信号的产生原理和调制特点；2.进一步熟悉SystemView的使用。
二．实验要求1. 设计一个单边带调制（SSB）信号调制系统，要求能同时产生上、下边带信号；2. 基带信号为一个振幅为0.5V，频率为10Hz的余弦波；3. 载波为一个振幅为1V，频率为60Hz的余弦波；4. 安装下列步骤环节来完成实验并书写实验报告。
三．设计方案本实验采用移相法实现单边带调制，移相法需要借助希尔伯特变换来进行推导。
设调制信号m(t)=A m cosωm t，载波c(t)=cosωc t，则s DSB(t)=A m cosωm tcosωc t=1/2A m cos(ωc+ωm)t+1/2A m cos(ωc-ωm)t。
若保留上边带，则有s USB(t)=1/2A m cos(ωc+ωm)t=1/2A m cosωm tcosωc t-1/2A m sinωm tsinωc t；若保留下边带，则有s LSB(t)=1/2A m cos(ωc-ωm)t=1/2A m cosωm tcosωc t+1/2A m sinωm tsinωc t。
把上下边带合并起来可以写成s SSB(t)=1/2A m cosωm tcosωc t±1/2A m sinωm tsinωc t（“+”表示下边带信号，“-”表示上边带信号）。
式中A m sinωm t可以看成是A m cosωm t相移π/2的结果，而幅度大小保持不变。
这一过程称为希尔伯特变换，记为“^”，则有A m cos^ωm t=A m sinωm t，故上式可以改写为s SSB(t)=1/2A m cosωm tcosωc t±1/2A m cos^ωm tsinωc t。
推广到一般情况，则可得到调制信号为任意信号时SSB信号的时域表达式，即s SSB(t)=1/2m(t)cosωc t±1/2m^(t)sinωc t。
SSB单边带信号调制
SSB单边带信号调制由双边带过渡双边带信号虽然抑制了载波，提高了调制效率，但调制后的频带宽度仍是基带信号带宽的2倍，而且上、下边带是完全对称的，它们所携带的信息完全相同。
因此，从信息传输的角度来看，只用一个边带传输就可以了。
我们把这种只传输一个边带的调制方式称为单边带抑制载波调制，简称为单边带调制(SSB)。
原理部分采用单边带调制，除了节省载波功率，还可以节省一半传输频带，仅传输双边带信号的一个边带(上边带或下边带)。
因此产生单边带信号的最简单方法，就是先产生双边带。
然后让它通过一个边带滤波器，只传送双边带信号中的一个边带，这种产生单边带信号的方法称为滤波法。
由于理想的滤波器特性是不可能作到的，实际的边带滤波器从带通到带阻总是有一个过渡带，随着载波频率的增加，采用一级载波调制的滤波法将无法实现。
这时可采用多级调制滤波的办法产生单边带信号。
即采用多级频率搬移的方法实现：先在低频处产生单边带信号，然后通过变频将频谱搬移到更高的载频处。
产生SSB 信号的方法还有：相移形成法，混合形成法。
SSB移相法原理图SSB移相法的形成的SystemView仿真SSB移相法的形成上边带下边带数学表达式为简便起见，设调制信号为单频信号f(t)=Amcosωmt，载波为c(t)=cosωct，则调制后的双边带时域波形为：SDSB(t)＝Amcosωmtcost＝[Amcos(ωc+ωm)t+Amcos(ωc-ωm)t]/2 保留上边带，波形为：SUSB(t)＝[Amcos(ωc+ωm)t]/2＝Am(cosωctcosωmt-sinωctsinωmt)/2保留下边带，波形为：SLSB(t)＝[Amcos(ωc-ωm)t]/2＝Am(cosωctcosωmt+sinωctsinωmt)/2上两式中的第一项与调制信号和载波信号的乘积成正比，称为同相分量；而第二项的乘积则是调制信号与载波信号分别移相90°后相乘的结果，称为正交分量。
什么是单边带信号？
什么是单边带信号单边带的英语说法是：Single Side Band，缩写为SSB。
要说明什么是单边带就要先说说什么是频谱。
频谱是频率谱密度的简称。
它将对信号的研究从时域引申到频域，从而带来更直观的认识。
一个规则的非正弦信号，不论是周期性的还是非周期性的，都可以分解为一系列频率不同的正弦或余弦分量。
如下图中的非正弦波就可以分解为频率为1000Hz和3000Hz的正弦波。
将分解得到的一系列正弦波的振幅按照频率的高低排列就可得到信号的振幅频谱，简称幅谱。
将各正弦波的初相角按照频率的顺序加以排列就能得到信号的相位频谱，简称相谱。
频谱是幅谱和相谱的总成。
绝大多数情况下只要知道信号的幅谱就足够了，所以习惯说提到的频谱一般都是指幅谱，除非特别说明。
下图即为上图中非正弦信号的频谱。
单边带信号从本质上来说也是一种调幅信号，它出自于调幅又区别于调幅。
调幅波是一个载波幅度跟随调制音频幅度变化而变化的调制方式。
只有清楚的知道调幅波的频谱特征才能准确的掌握单边带。
如下图，1KHz的调制信号对10MHz的载波信号进行调制，将得到一个调幅信号（AM）。
对这个调幅信号进行分解将得到如下的频谱。
频率低于载波频率的谱线为下边带（LSB），频率高于载波频率的谱线为上边带（USB）上面的情况跟等幅报（CW）的情况几乎一样，,因为可以认为CW 的"音频信号"是1khz单音频信号。
但是，大多数的单边带电台都要发送语音信号，情况就要比上面的单频率调制的情况复杂些。
单边带电台一般要传送300到3000赫兹的音频信号。
如果载波信号仍然是10MHz，那么携带这样语音信号的调幅信号的频谱就如下图所示。
由于调幅波要发射出去3个频率分量(载波,上边带,下边带),而且不携带有用信息(音频)的载波在发射功率中又占了大部分功率份额.所以调幅波对电力的利用效率是比较低的.在调幅波频谱中的上下两个边带都含有相同的信息,而且载波并不含有有用信息。
通信原理练习答案
一、 填 空１、 数字通信系统的主要优点是 抗干扰能力强_，噪声不积累 、__传输差错可控_、 _易于集成化____、 __易于加密处理，保密性好、便于用数字信号处理技术处理后进行多业务综合传输_。
２、 通信系统的主要质量指标通常用___有效性______和___可靠性_____衡量， FSK 系统指标具体用___频带利用率___ _和_ 误码率_______衡量，FM/PM 系统具体指标用___频带宽度___ 和__信噪比____ _衡量。
３、 PCM 量化可以分为 均匀量化 和 非均匀量化 。
４、 ΔM 信号携带着输入信号的__变化_____信息，PCM 信号携带着输入信号的____幅值___信息。
５、 窄带高斯噪声的一维随机包络服从____高斯__ 分布，其概率密度函数p （x ）=)21exp(21)(2σσπ-=x f ；OOK 信号加窄带高斯噪声的一维随机包络服从 广义瑞利分布（莱斯分布） 分布。
６、 在0—-T 时刻内高度为A 的矩形信号，与之相匹配的滤波器的单位冲激响应h （t ）图形为 0~T内的矩形信号 ，传递函数H(ω)= ,最大输出信噪比r 0max = 2E/n 0 ,最大信噪比出现的时刻t o = T 。
7、门限效应是 送入解调器的输入信噪比下降到一定的程度的时候，解调器输出端的信噪比急剧恶化的现象 ；8、二进制代码 1011000000000000101的差分码是；HDB3码是 +10-1+1000+1-100-1+100+1-10+1 。
9、在ΔM 系统中，输入信号f(t)=Acos ωk t ，抽样速率为f s ，量化台阶为δ，要求系统不出现过载现象，而且能正常编码，输入信号f(t)的幅度范围应为ks f ωσσ⋅,2[]。
10、信道带宽为6 MHz ，信号功率与噪声谱密度之比为6 MHz ，则信道最大传输速率为 6MHZ ，当信道带宽B 趋向无穷大时，则信道最大传输速率为 8.64MHZ 。
单边带信号滤波器
第1章单边带信号滤波器法总体方案设计1.1单边带信号滤波器法的原理方案与标准幅度调制相比,单边带调制（SSB）对于频谱和输出功率的利用率更高。
尽管很少用于数据传送,SSB仍广泛地用于HF和VHF低端的语音通讯。
双边带调制信号包含有两个完全相同的基带信号,即上、下边带。
由于两个边带含的信息相同,因而从信息传输角度考虑,传送一个边带同样可以达到信息传输的目的。
单边带调制,就是通过某种办法,只传送一个边带的调制方法。
单边带信号的产生,通常采用滤波法和相移法两种。
本课程设计采用滤波法所谓滤波法,是对双边带信号利用网络滤出单边带信号, 因为,一般的m(t)具有丰富的低频成分,因而要求滤波器的截止特性极为陡峭才行。
这就给实际制作带来困难,尤其是截止特性陡峭的高频网络更难制作。
因此,在实际中,往往采用多次频移及多次滤滤的办法来实现。
用滤波法实现单边带调制，是分双边带信号形成和无用边带抑制两步完成的。
双边带信号由平衡调制器形成。
由于调制器的平衡作用，载频电平被抑制到很低。
对无用边带的抑制，是由紧跟在平衡调制器后面的边带滤波器完成的。
边带滤波器是一带通滤波器，若下边带为无用边带，则恰当地选择其中心频率和通带宽度，让上边带信号通过而抑制下边带。
当需要形成多路独立边带信号时，就需要有相应数目的单边带信号产生器，它们具有不同的载频和不同中心频率的边带滤波器。
然后把这些占有不同频段的单边带信号线性相加，便可得到多路独立边带信号。
传输带宽不会大于消息带宽，为调幅的一半；载频被抑制（在调幅中，调制指数m=1时,发射功率的三分之二集中在不带消息的载频上）。
这不仅节省了功率，而且大大减小了电台相互间的干扰。
此外，单边带传输受传播中频率选择性衰落的影响也较调幅为小，而且没有门限效应等。
这些优点就使单边带技术的应用远远超出了短波通信的范围。
单边带技术要求有很高的系统频率精度。
对于传输话音信号，若只要求Ⅱ级单字清晰度，则系统频率误差小于±100赫就已足够；若要反映较好的自然度,则系统频率误差应小于±20赫。
单边带下边带信号的一般表达式
单边带下边带信号的一般表达式单边带下边带信号是一种在通信领域中常见的信号传输方式，它具有一定的特点和应用场景。
本文将从理论和实际应用两个方面来探讨单边带下边带信号的相关知识。
一、理论基础单边带下边带信号是指在频域上只包含一个侧带的信号。
为了更好地理解这个概念，我们需要先了解正交频分复用（OFDM）技术。
OFDM技术是一种利用多个子载波进行并行传输的技术，它将高速数据流分成若干个低速数据流，然后分别调制到各个子载波上进行传输。
而为了降低功率消耗和带宽占用，OFDM技术通常采用单边带下边带信号进行传输。
在OFDM技术中，每个子载波的频谱是对称的，即正负频率范围内的频谱是相同的。
为了节省带宽，我们可以仅传输一个侧带，这就是单边带下边带信号的基本思想。
具体来说，对于一个OFDM信号，我们可以通过将正频率范围内的频谱置零，只传输负频率范围内的频谱来实现单边带下边带信号的发送。
这样一来，既可以降低功率消耗，又可以减小带宽占用，提高信号传输的效率。
二、实际应用单边带下边带信号在通信领域中有着广泛的应用。
下面我们将介绍几个常见的应用场景。
1. AM广播AM广播是指通过调幅（Amplitude Modulation）的方式进行音频信号的传播。
在AM广播中，音频信号被调制到载波上进行传输。
为了节省带宽和提高传输效率，AM广播通常采用单边带下边带信号进行调制。
这样一来，既可以减小带宽占用，又可以保证信号传输的质量。
2. 无线通信在无线通信系统中，为了提高频谱利用率和传输效率，常常采用单边带下边带信号进行调制。
例如，对于数字调制方式中的正交幅度调制（QAM）和正交频分复用（OFDM）技术，都可以采用单边带下边带信号来进行传输。
这样可以降低功率消耗，提高系统的容量和性能。
3. 载波通信在载波通信中，为了避免频率重叠和干扰，常常采用单边带下边带信号进行传输。
例如，对于频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）等多址技术，都可以采用单边带下边带信号来进行载波的调制和解调。
单边带通信
哈特利调制 另外一种产生单边带调制信号的方法为哈特利调制。 这种调制方法是根据R. 这种调制方法是根据R. V. L. Hartley命名的。该调制方 Hartley命名的。该调制方 法使用了相移方法来抑制不需要的边带。具体方法是，先 将原始信号相移90°、载波信号也相移90° 将原始信号相移90°、载波信号也相移90°，再将原信号 与原载波信号调制，相移后的信号与相移后的载波信号调 制，这样就生成了两个调制后的信号。这两个调制后的信 号通过加减，就可以获得边带信号。这种调制方法的一个 好处就是，它可以允许解析单边带信号的表达式。这样有 利于更好的理解单边带信号的同步检测效果。 将信号相移90° 将信号相移90°无法依靠简单的延迟信号得到。在模 拟电路中，通常使用相移网络来实现。在真空管收音机流 行的年代，这种方法非常流行，但后来因为成本的问题， 使用的越来越少了。不过，现在这种调制方法在业余无线 电和数字信号处理器领域很流行。利用希尔伯特变换，可 以在数字电路中以低成本实现这种调制方法。
单边带通信
single sideband
单边带特性
1单边带形成:载波被单个正弦波幅度调制 单边带形成: 时产生3 时产生3个不同频率部分 原始载波。 A原始载波。无幅度变化 频率为载波与调制频率的差频， B频率为载波与调制频率的差频，最大幅度 是调制信号一半。 是调制信号一半。 频率为载波与调制的和频， C频率为载波与调制的和频，最大幅度也是 调制信号的一半。 调制信号的一半。 Ｂ和Ｃ为边频部分
单边带通信优缺点
1、节省功率 2、节约频带 ，有效的利用现有的频谱资 源。 不易受选择性衰落的影响。 3 、不易受选择性衰落的影响。 由于单边带发射机不发送载频， 4、由于单边带发射机不发送载频，提高了 保密性。其缺点是设备比较复杂。 保密性。其缺点是设备比较复杂。
什么是单边带信号？
什么是单边带信号单边带的英语说法是：Single Side Band，缩写为SSB。
要说明什么是单边带就要先说说什么是频谱。
频谱是频率谱密度的简称。
它将对信号的研究从时域引申到频域，从而带来更直观的认识。
一个规则的非正弦信号，不论是周期性的还是非周期性的，都可以分解为一系列频率不同的正弦或余弦分量。
如下图中的非正弦波就可以分解为频率为1000Hz和3000Hz的正弦波。
将分解得到的一系列正弦波的振幅按照频率的高低排列就可得到信号的振幅频谱，简称幅谱。
将各正弦波的初相角按照频率的顺序加以排列就能得到信号的相位频谱，简称相谱。
频谱是幅谱和相谱的总成。
绝大多数情况下只要知道信号的幅谱就足够了，所以习惯说提到的频谱一般都是指幅谱，除非特别说明。
下图即为上图中非正弦信号的频谱。
单边带信号从本质上来说也是一种调幅信号，它出自于调幅又区别于调幅。
调幅波是一个载波幅度跟随调制音频幅度变化而变化的调制方式。
只有清楚的知道调幅波的频谱特征才能准确的掌握单边带。
如下图，1KHz的调制信号对10MHz的载波信号进行调制，将得到一个调幅信号（AM）。
对这个调幅信号进行分解将得到如下的频谱。
频率低于载波频率的谱线为下边带（LSB），频率高于载波频率的谱线为上边带（USB）上面的情况跟等幅报（CW）的情况几乎一样，,因为可以认为CW 的"音频信号"是1khz单音频信号。
但是，大多数的单边带电台都要发送语音信号，情况就要比上面的单频率调制的情况复杂些。
单边带电台一般要传送300到3000赫兹的音频信号。
如果载波信号仍然是10MHz，那么携带这样语音信号的调幅信号的频谱就如下图所示。
由于调幅波要发射出去3个频率分量(载波,上边带,下边带),而且不携带有用信息(音频)的载波在发射功率中又占了大部分功率份额.所以调幅波对电力的利用效率是比较低的.在调幅波频谱中的上下两个边带都含有相同的信息,而且载波并不含有有用信息。
单边带通信原理
单边带通信原理单边带通信原理是一种用于传输信息信号的通信技术。
它的设计目标是在一定频带范围内传输信号，同时将其他频带的信号滤除。
这种技术在通信系统、无线电和信号处理领域中得到了广泛的应用。
在单边带通信中，首先通过调制技术将输入信号调制到较高的频率范围内。
然后，使用带通滤波器滤除不需要的频带部分，只保留需要的频率范围。
解调接收端将滤波后的信号解调为原始信号。
单边带通信的工作原理可以通过以下步骤概括：1. 输入信号调制：使用调制器将输入信号调制到高频范围。
调制技术可以是调幅、调频或者其他调制方式。
2. 带通滤波：通过带通滤波器滤除不需要的频带部分。
带通滤波器根据需求的频率范围设置上限和下限，从而只允许通过指定的频率范围内的信号。
3. 解调接收：在接收端，解调器将滤波后的信号解调为原始信号。
解调技术根据调制方式选择相应的解调算法。
单边带通信具有以下优点：1. 高效利用频谱资源：通过带通滤波器滤除不需要的频带，单边带通信可以更加有效地利用频谱资源。
这可以增加通信系统的容量和可靠性。
2. 抗干扰能力强：通过滤除不需要的频带，单边带通信可以减少干扰信号的影响，提高抗干扰能力。
这对于无线通信和电信号处理非常重要。
3. 节省能量和提高传输距离：由于只传输需要的频率范围内的信号，单边带通信可以节省能量并提高传输距离。
这对于电池供电设备和远距离通信非常有利。
单边带通信通过调制和滤波技术实现了信息信号的传输，并具有高效利用频谱资源、抗干扰能力强以及节省能量和提高传输距离等优点。
这种通信技术的应用广泛，对于现代通信系统的设计和实现具有重要的意义。
单边带信号滤波器
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 单边带信号滤波器设计初始条件：EWB和Multisim仿真软件。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：完成单边带信号滤波器的设计、仿真、装配与调试。
2、技术要求：（1）用WEB和Multisim仿真，能够观察输入输出波形。
（2）熟悉EWB和Multisim的仿真过程，及高频电子线路课程相关内容。
（3）按照要求设计电路，计算电路的参数，完成课程设计。
3、查阅至少5篇参考文献。
时间安排：1、理论讲解，老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料。
2、课程设计时间为1周。
（1）确定技术方案、电路，并进行分析计算，时间1天；（2）选择元器件、安装与调试，或仿真设计与分析，时间2天；（3）总结结果，写出课程设计报告，时间2天。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日单边带信号滤波器的设计摘要双边带调制中上、下两个边带是完全对称的，它们所携带的信息相同，完全可以用一个边带来传输全部消息。
这种传输方式除了节省载波功率之外，还可节省一半的传输频带，即为单边带调制。
单边带调制中只传送双边带调制信号的一个边带。
因此传送单边带信号的最直接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，即可可到单边带信号。
我们把这种方法称为滤波器，它是最简单也是最常用的方法。
有一种调制器叫平衡调制器，它的特点是经过调制的信号只包含上边带和下边带频率分量，而音频和载波在调制器内部就被消灭掉了。
这样在调制器的输出端，我们就得到了两个边带的频率分量，这种含有两个边带信号同时也没有载波分量的信号，我们称它为双边带信号简称DSB。
此时，DSB也可被直接发射出去，但是DSB信号中还有两个边带的信号，这两个边带携带着两个完全相同的信息，我们完全可以只发射其中的一个。
这时，我们用滤波器过滤掉其中的一个边带就可以得到单边带信号（SSB）。
单边带电路的设计与仿真
一、调制电路原理及电路设计1、振幅调制产生原理所谓调制，就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上，再由天线发射出去。
这里高频振荡波就是携带信号的运载工具，也叫载波。
振幅调制，就是由调制信号去控制高频载波的振幅，直至随调制信号做线性变化。
在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM ）。
为了提高传输的效率，还有载波受到抑制的双边带调幅波（DSB ）和单边带调幅波（SSB ）。
在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。
设正弦载波为)cos()(o c t A t c φω+= （1）式中，A 为载波幅度；c ω为载波角频率；0ϕ为载波初始相位(通常假设0ϕ=0).调制信号（基带信号）为)(t m 。
根据调制的定义，振幅调制信号（已调信号）一般可以表示为)c o s ()()(t t Am t s c m ω= （2）设调制信号)(t m 的频谱为)(ωM ，则已调信号)(t s m 的频谱)(ωm S ： )]()([2)(c c m M M AS ωωωωω-++=（3）2、标准调幅波（AM ）产生原理调制信号是只来来自信源的消息信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，亦可以是数字的。
为首调制的高频振荡信号可称为载波，它可以是正弦波，亦可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。
载波由高频信号源直接产生即可，然后经过高频功率放大器进行放大，作为调幅波的载波，调制信号由低频信号源直接产生，二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波，工作原理如图1。
图1 标准调幅波产生原理框图设载波信号的表达式为t u t u cm c Ω=cos )(，调制信号的表达式为t u t u c m c ωcos )(Ω=，则调幅信号的表达式为t t m u t u c cm ωcos )cos 1()(0Ω+=t mu t mu t u c m c cm c cm )cos(21)cos(21cos Ω-+Ω++=ωωω（4）式中，m ——调幅系数，m=cm m u u Ωm u Ω——载波信号t mu c cm )cos(21Ω+ω——上边带信号 (5） t mu c cm )cos(21Ω-ω——下边带信号 （6）图2 标准调幅波示意图乘法器法 加 法 器标准调幅波基带调制信号高频载波由图2可见，调幅波中载波分量占有很大比重，因此信息传输效率较低，称这种调制为有载波调制。
2.1单边带通信设备
4. 频率容限和频率稳定度：频率容限为±10Hz，
频率稳定度分为长期（1天）和短期（1h）两种，一 般指短期稳定度。
三、SSB发射机的组成 1．组成框图
音频电路
边带调 制电路 边带滤 波电路
变频电路
功放电路 调谐电路
电源
–检出原来的调制信号
单边带接收机组成
AGC电路
fS fN
保 护 电 路 输 入 回 路 高 频 放 大 第 一 混 频
fi1
滤 波 器
大第 器一 中 频 放
fi2
第 二 混 频 边 带 滤 波
大第 器二 中 频 放
ωΩ
解 调 器 低 频 放 大 器
fL1
fL2
fL3
AGC电路：当接收机输入信号电压改变时，使接收机 增益自动改变以保证输出电压基本稳定。
输入电路
• 作用：选择有用信号，抑制各种干扰 • 组成：LC谐振电路或滤波器及必要的耦合元件 • 电路形式：调谐式和不调谐式
– 调谐式：逐点调谐使之谐振于接收频率 – 不调谐式：不同波段采用不同的固定(带通)滤波器， 结构简单，使用方便，有利于微机控制
中频带宽选择电路/边带滤波器
• 可由操作员在控制器上按[BW]键选择， 也可随着工作种类的选择自动完成 • 常用信号的带宽
一、SSB通信信号的概念 单边带通信是在双边带调幅通信的基础上发 展产生的，要充分了解单边带通信，还必须要了 解单边带信号的特点。与调幅信号不同，单边带 信号实质上是一种调幅调相波，其振幅与相位中 均包含有调制信号的信息，因此其此调波的包络 并不随调制信号而变化。
复杂音频调制的信号
数字激励器单边带IF信号产生方式及优越性
数字激励器单边带IF信号产生方式及优越性以常用的SSB方式为例,激威器一般把输入的音频信号与IF载波直接进行调制,得到调制的IF信号,然后再通过边带滤波器获得所需的边带信号,整个过程全是模拟信号.图1给出了一典型的功能框图IF载波圉1单边带IF信号二,数字激励器单边带IF信号产生方式下面介绍一种新型的数字激励器:1.简介在图z中,音频部分主要把输八的音频信号进行模数转换.DSP部分对音频部分进来的数字信号先在软件平台内进行滤波,并把这些信号转换成I(同相)信号和Q(90.相移)信号两部分,l,Q信号经过随后的硬件电路处理,最后出来的数据速率为lOMb/s,已经混到2.5MHz,并且为单比特信号.25MHz的数字中频信号在DAC部分经过单比特的敬模转换,得到所需的z.5MHz模拟中频信号然后,同传统的激威器一样.把中频信号送往射频部分作者系本公司短渡通信分公司设计所助理工程师通信与广播电视1997年第1期进行一混,二混和其它一些处理,最终得到激励器所需的射频输出.下面详细讨论各个部分.音顿部分3g.0625kb/sDSP部分D,A部分雕翻音颗总线二=图22.音频部分音频部分主要完成模数转换,出来的数字信号送往DS~部分处理.图3是其功能框图.图3图3中的输入是指线路输入或者麦克风输入,输入信号经过耦台和一级缓冲后到衰减网络,该衰减网络受控于DSP,有0dB,10dB,20riB三种衰减可供选择,在这里进行衰减是为了控制到ADC(模/数转换)的信号电平不至太大.从衰减网络出来后是一限幅器,在这里进行限幅.是因为下面几级放大电路的栅极工作电压较低,如果不进行限幅可能会造成固输入过大而反偏,这样下面几级放大电路无法正常工作.限幅器出来后是4.56dB的放大,接着通过一滤波器,该滤波器为二阶无源椭圆滤波器,其阻带衰减很大,却有极低的带内衰减和群时延失真,这样保证了送往ADC处信号的质量.信号从滤波器出来后经过一级缓冲放大.这个放大级调节前面滤波器的输出阻抗,另外这个放大级增益可调,以此来调整整个线路上的信号电平.ADC前面的缓冲放大级提供很低的输出阻抗来限制ADC 输入端的噪声电平,使它达到ADC输入端的要求.再往后为A/D转换器,这里采用双通道SAR(逐次逼近)A/D转换器以及疏值滤波器来支持过取样.SAR(逐次逼近)A/D转换器属于反馈比较型A/D的一种,转换速度快,被广泛应用.疏值滤波器可适当降低输入数据的速率,但数据速率不得低于奈奎斯特速率.为了达到系统时延要求,这里采用了SARADC技术,如果要使通过音频部分的时延更小,一可不采用过取样.二可旁路疏值滤波器,但噪声性能降低,时延和S/N(信噪比)是一对矛盾.从ADC出来的两条串行数据流在疏值滤波器得到合并,当为得到低时延性能时疏值滤波器旁路,但其中的合并功能电路照常工作,合并后的串行数据流送往数字音频接口.在数字音频接I=I进行串并转换,并完成信号分路,出来的两路数据送往24比特1997年第1期通信与广播电视23的数据总线,数据总线属音频总线的一部分.数据速率为39.0625kb/s. 另外,数字激励器也可传输数据,可用数据LINK方式:即数据通过调制解调器变为基带模拟信号送入音频部分,然后的处理同一般的线路麦克风输入类同,只不过在DSP部分会通过一增益和时延受控的特殊滤波器,这一点保证了数据传输的质量.3.DSP部分DSP部分的功能如图4所示.d’9.UbZ~,k b/s墨圈4DSP主要完成整个激励器的调制功能,在结构上分为软件和硬件两部分.软件部分即DSP软件平台,包含一前一后两个DSP处理块.对应有两个软件包,这种结构使得DSP在功能上显得很灵活,而且还可进行功能扩展.DSP软件平台在信号处理方式上视不同工作方式而有所不同,当然也有共同的部分,下面会详细讨论,简单地说在这里从音频部分来的数字USB,LSB信号被相应地转换成I和Q信号,然后送到硬件电路部分,这是一个专用电路,专用电路部分的功能是固定的,不象软件平台部分随工作方式的不同有所不同,它包括插值,混频,=一△编码电路,软件平台处理后出来的I和Q基带信号,通过插值电路,数据速率变为lOMb/s,然后进行数字式混频,混到2.5MHz信号上,再经过三一△编码电路把多比特数据信号变为单比特信号,这里所谓的单比特信号是针对前面的多比特并行数据信号而言的,象D/A部分与整个DSP部分之间的数据为24比特.另外,在DSP内部的软件平台和硬件电路部分之间的I,Q信号为22比特.下面特别介绍一下DSP软件:DSP软件有工作软件和测试软件之分,测试软件主要用于生产和维修,在这里不进行讨论.在下面只讨论工作软件,工作软件即激励器正常工作时工作的软件,它在功能上又分为两部分:(1)实时处理功能,(2)控制和内部管理功能.像选项设置和参数查询之类属于控制和内部管理功能.这里主要介绍实时处理功能.对应不同的工作方式,DSP信号处理上是不同的,但不管哪一种工作方式都必定包含象ALC,频率转换,功率监测,激活/去激活这几项功能.可供选择的工作方式很多.有调谐,编码调谐,双音测试,SSB 和ISB,MCW,CW,FEK(SSB),FEK+音频(ISB),FSK(SSB),FSK+音频(ISB),LINK等工作方式.下面以常用的SSB和ISB为例来进行介绍.在SSB方式,信号首先经过一疏值滤波器,在这里可适当降低数据速率来获得充分的信号处理时间但数据速率不得低于奈奎斯特速率.然后的AC耦台起消除直流信号的作用,信道滤波器抑制带外信号,通过边带滤波器后相应形成I或Q信号,I,Q 分别对应于上,下边l—l2通信与广播电视1997年第1期带.在信道滤波器和边带滤波器之间的均衡器起降低群时延的作用,抵消其它滤波器带来的相位失真.接下来的VOGAD和限幅器在信道上起调整信号电平的作用.V oGAD是一个新的功能,为传统激励器所没有,两个信道都有V oGAD,在DSP部分起保持两信道输出电平为额定值的作用,它的功能很强,比如输入信号突然增大20dB,VOGAD要在12ms之内使激励器的输出接近最后的正常值(3dB以内),VOGAD为可选项,严格来讲它也属于ALC(自动电平控制).下面是SSB,ISB方式下的功能图(包括图5,图6). 因霍僵_恒.信道2(同信道1)I或Q圈5注意在ISB方式两个信道都工作,在SSB方式其中一个信道工作,信号经过图5所示的各功能块后,再下面,参看图6.在ISB方式两信道首先合并,在SSB方式不存在信道合并,然后得完成边带电平和载波电平的确定,出来后的I,Q信号完成插值滤波,频率转换,ALC等功能,当然还得有激活/去激活的功能.这里的插值滤渡是针对图5的琉值滤波来的,即数据信号一进入DSP就被降低数据速率以获取充分的信号处理时间,便于进行数字滤波等处理,一旦完成这些工作后需要把数据速率恢复如初.信连I僖遭2圈6击爱件电菇上述功能不象传统的激励器靠固定的硬件电路来实现,而是通过软件来完成的.所以显得很灵活.而且可以方便地进行功能扩展,显示出数字激励器强大的生命力.4.DAC部分高性能的单比特DAC把IOMbits/s的数据信号转换成2,5MHz的模拟中频信号,然后经过适当的滤波和放大,以此减小带内噪声和提供合适的信号电平.参看DAC部分的功能简图(图7),D/A转换器首先把输入端的单比特数字信号转换成一串电流脉冲,其频谱就含有所需的2,5MHz模拟中频信号,只不过带有很高的带外噪声.DAC的输出经过一耦合滤波器,再经过一高阻抗的缓冲放大器和另一个耦合滤波器,然后是一诺顿放大器.它提供低噪声输出,接着是一增益可调的放大器,它可调节DAC部分信号的电平,随后是一耦合滤波器,它可消除前面几级带来的宽带噪声.最后的缓冲激励器很强的灵活性.另外由于采用的是软件,具有进行功能扩展的可行性.总之.DSP技术的采用给了数字激励器强大的生命力.2.在信号电平控制上数字激励器较传统激励器米说手段更多一点,(1)由DSP来控制音频部分的衰减网络;(Z)”DSP部分选用VOGAD功能;(3)限幅和ALC控制.音额输入信号电平的动态范围可达:一30dB~+10dB.比传统的提高4~5dB左右.当音频输入信号电平变化时.通过上述几个途径能有效地,很快地进行电平控制,使整个激励器输出在额定值附近3.数字激励器必然采用数字滤波器.数字滤波器可按设计要求精确实现.其阻带衰减一般可达120dB,模拟的滤波器只能达到70dB左右.数字滤波器的采用无疑大大提高了激励器的单边带性能指标:(1)如边带抑制能做到70dB,传统的只能做到60dB;(2)音频频响能做到0.5dB.传统的只能做到2dB左右;(3)SSB方式下的相对群时延为I50#s(500Hz~3000Hz),传统的只能做到500Vs左右(600Hz~2800Hz).4.数字激励器在数据传输上具有独到之处,它采用数据LINK方式:即数据通过调制解调器变为基带模拟信号送入激励器.然后经过一增益和时延受控的特殊滤渡器.所以LINK方式有很好的额响,特别是群时延要低于SSB方式.LINK方式的相对和绝对群时延指标分别为100~s.2.2ms,SSB方式对应为150~s,3ms参考文献H1550型赦字激励器技术资料《数字信号处理》.北京邮电学院美国HARRIS公司DSP技术资料。
介绍单边带信号的第三种产生和检波方法
作者： 陈仁慕;沈铭宏
出版物刊名： 电信科学
页码： 39-43页
主题词： 单边带;信号功率;波带;相移法;占波;下边带;上边带;通带;衰耗;音频变压器
摘要：<正> 本文介绍单边带信号的产生和检波的第三种方法,此法与通用的滤波器法或相移法基本不同,因滤波器法需要用切断特性尖锐的滤波器,例如晶体滤波器或机械滤波器;而相移法需要在宽波带内具有90度相位差的网络。
这里所介绍的方法特别适合于将信号功率局限于所需波带宽度内,任何不需要的边带所占波带与所需波带所占频段相同。
通常。
单边带下边带信号的一般表达式
单边带下边带信号的一般表达式单边带下边带信号（Single Sideband with Lower Sideband）是一种用于无线通信的调制技术。
在使用单边带下边带信号进行通信时，只传输信号频谱的一半，从而减少了带宽的使用。
这种技术广泛应用于无线电广播、通信系统和雷达系统中。
单边带下边带信号的特点是仅传输信号频谱的下半部分，通过滤波器将信号频谱的上半部分滤除。
这样做的好处是能够节省带宽，并提高信号传输的效率。
单边带下边带信号的频谱分布如下图所示：单边带下边带信号的产生是通过将原始信号与一个高频信号进行调制。
调制过程中，原始信号经过低通滤波器滤波，去除高频成分，然后与一个高频信号相乘。
相乘后的信号经过带通滤波器滤波，得到单边带下边带信号。
单边带下边带信号的应用非常广泛。
在无线电广播中，使用单边带下边带信号可以提高信号的传输距离和质量。
在通信系统中，使用单边带下边带信号可以节省频谱资源，提高频谱利用率。
在雷达系统中，使用单边带下边带信号可以减少系统的功耗，并提高目标检测的灵敏度。
在实际应用中，单边带下边带信号的调制和解调是由专用的调制解调器完成的。
调制器将原始信号调制成单边带下边带信号，解调器将接收到的单边带下边带信号解调成原始信号。
调制解调器通常由一组滤波器、混频器和放大器组成。
单边带下边带信号的优点是节省带宽、提高频谱利用率和传输距离。
但是也存在一些缺点，例如调制解调器的复杂性较高，对设备的要求较高，同时由于只传输信号频谱的一半，可能会导致信息的丢失。
总的来说，单边带下边带信号是一种在无线通信中广泛应用的调制技术。
它通过只传输信号频谱的一半，节省了带宽，并提高了信号传输的效率。
在无线电广播、通信系统和雷达系统中，使用单边带下边带信号可以提高信号的传输质量和距离。
虽然存在一些缺点，但是单边带下边带信号仍然是一种非常有效的调制技术。