模拟调制系统

调幅指数
m(t) Am cos(mt 0)
调幅指数βAM=Am/A0， βAM＜1：正常调幅，可用包络检波
＝1：满调幅 ＞1：过调幅
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AM信号的功率与调制效率
AM信号在1Ω电阻上的平均功率应等于sAM(t)的均方值。 当m(t)为确知信号时，sAM(t)的均方值即为其平方的时间平 均， 即
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调制的目的： 第一，通过调制把基带信号变为带通信号，即把 信号的频谱变换到载波频率附近。 第二，通过调制提高信号通过信道传输的抗干扰 能力。 第三，通过调制可以实现多路信号复用，在同一 条线路中实现多路信号的传输。
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调制的分类 调制可分为数字调制和模拟调制。 根据调制器的频谱变换特性的不同， 调制可分为线性调制和非线性调制。
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4.1.2 抑制载波双边带调制
为了提高AM信号的功率利用率，可以抑制掉不 携带信息的载波，只发送两个边带。
双边带（DSB）信号。 时域和频域表示式分别为
SDSB (t) m(t) cosct
SDSB ()
1 [M 2
(
c
)
M
(
c
)]
（4-9） （4-10）
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×
h(t)
sm(t)
cos ct
图 4 – 1 幅度调制器的一般模型
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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结 构在频域内的简单搬移。 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。 幅度调制分类------ 常规调幅AM、
双边带DSB、 单边带SSB、 残留边带VSB等。
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4.1.1 常规调幅
常规调幅（AM）是将已调信号的包 络与基带信号的变化成比例。
m（t ）是不含直流分量的基带信号
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调制框图：
图 4 - 2 AM调制器模型
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图4-3 AM信号的产生
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AM信号的带宽
带宽：定义大于0的频带范围。
因此，AM信号是带有载波的双边带信号，
它的带宽是基带信号带宽
即
BAM 。2 fH
的f两H 倍，
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AM信号的解调
一种是非相干解调法，通常采用包络检波 器实现非相干解调，其原理框图如图4-4 （a）所示。
另一种是采用相干解调器，其原理框图如 图4-4（b）所示。
图4-6 DSB信号的波形图和频谱图
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图4-6 DSB信号的波形图和频谱图
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DSB信号的带宽
由频谱图可知， η DSB =1，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，浪费了带宽。
BDSB =2fH 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。
定义：
➢调制信号m(t) －自信源来的信号－基带信号
➢载体（载波） －运载基带发送的载体 ➢参数（特征值）－载波的随基带信号变化的参数
➢已调信号s(t) － 调制后的载波称为已调信号
➢调制器 －进行调制的部件 ➢调制的过程－完成载波的参数随基带信号变化的过程
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4.1
线性调制
4.2
非线性调制
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相干解调
相干解调又叫同步检测。
相干解调实现起来较复杂，它必须提供一个和发送端 同频同相的相干载波。
s AM (t )
mo (t ) LPF
cos t c
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图4-5 AM信号解调器各点波形
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图4-5 AM信号解调器各点波形（续）
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功率利用率，用符号 AM 表示
AM
PS
/ PAM
m2 (t) A02 m2 (t)
（4-8）
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在“满调幅”（|m(t)|max=A0时，也称100％ 调制）条件下，载波分量仍占据大部分功率， 而含有用信息的两个边带占有的功率较小。 因此，从功率上讲，AM信号的功率利用率 比较低。
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线性调制的已调信号频谱结构和调制信号 的频谱结构相同，只是调制信号频谱沿频 率轴平移的结果。
非线性调制其已调信号的频谱结构已经和 调制信号频谱结构有很大不同，除了频谱 搬移之外，还增加了许多新的频率成分。
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模拟调制：用来自信源的基带模拟信号去调制某载 波参数的过程
AM信号的时域和频域表示式分别为
sAM (t) [A0 m(t)]cosct
（4-1）
A0 cosct m(t) cosct
SAM () πA0[ ( c ) ( c )]
（4-2）
1 [M 2
(
c
)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
M
(
c
)]
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图4-4 AM信号的频谱
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AM信号的频谱 SAM () 由载频分量和 上、下两个边带组成，上边带的频谱结构 与原调制信号的频谱结构相同，下边带是 上边带的镜像。
PAM SA2M (t) [ A0 m(t)]2 cos2 wct
A02 cos2 wct m2(t) cos2 wct 2A0m(t) cos2 wct
通常假设调制信号没有直流分量， m(t)=0。 因此
PAM =
A02 2
m2 (t) 2
Pc
Ps
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把边带平均功率与总平均功率的比值称为
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图4-4 AM信号解调器框图
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非相干解调
非相干解调是从已调信号的幅度变化中提取调制信号。 非相干解调实现起来非常简单，但它只适应于包含有 载波的普通调幅信号，且存在门限效应。
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包络检波器 对RC的要求：RC不能太大， RC≤1/ωm；
RC不能太小， RC ≥ 1/ωc 。
载波：确知的周期性波形 － 余弦波
c(t) Acos(0t 0 )
式中，A为振幅； 0为载波角频率； 0为初始相位。
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4.1 幅度调制（线性调制）的原理
幅度调制——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。
m(t)