AM调制

以上按自然抽样和平顶抽样均能构成PAM通信 系统， 也就是说可以在信道中直接传输抽样后的信 号，但由于它们抗干扰能力差，目前很少实用。 它 已被性能良好的脉冲编码调制(PCM)所取代。
本节结束
作业： P134 5-5
1. 自然抽样的脉冲调幅
自然抽样又称曲顶抽样，它是指抽样后的脉冲 幅度（顶部）随被抽样信号m(t)变化，或者说保持了 m(t)的变化规律。
m(t)
ms(t) 理想 m(t) 低通
s(t)
图 5.2-2 自然抽样的PAM原理框图
1 自然抽样
抽样脉冲：
C(t)P(t nTs)
傅立叶展开
C(t)
c ejnst n
但是，用冲激脉冲序列进行抽样是一种理想抽样 的情况，是不可能实现的。即使能获得，由于抽样后 信号的频谱为无穷大，对有限带宽的信道而言也无法 传递。因此，在实际中通常采用脉冲宽度相对于抽样 周期很窄的窄脉冲序列近似代替冲激脉冲序列。这里 介绍实际抽样的两种脉冲振幅调制方式：自然抽样的 脉冲调幅和平顶抽样的脉冲调幅。
如果直接用低通滤波器恢复，得到的是Q(ω)M(ω)/Ts， 它必然存在失真（孔径失真）。
为了从mq(t)中恢复原基带信号m(t)。要在滤波 之前先用特性为1/Q(ω)频谱校正网络加以修正，则 低通滤波器便能无失真地恢复原基带信号m(t)。
在实际应用中，平顶抽样信号采用抽样保持电 路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。在后面将讲到 的PCM系统的编码中，编码器的输入就是经抽样保 持电路得到的平顶抽样脉冲。
m (t)
t (a ) T (t)
t (c ) m s(t)
M ( )
－ H O H (b )
T ( )
2
T
(d )
M s( )
取样信号
t
H O H
2
T
是理想
(e )
(f )
PAM信 图5 .2-1-1抽样过程的时间函数及对应频谱图 号
脉冲振幅调制(PAM)是脉冲载波的幅度随基带
信号变化的一种调制方式。若脉冲载波是冲激脉冲序 列，则前面讨论的抽样定理就是脉冲振幅调制的原理。 也就是说，按抽样定理进行抽样得到的信号ms(t)就是 一个PAM信号。
Ms()T1sn M (ns)
M S()A T S n S(n a H )M (2 n H )
(５.1 - 6) (５.2 - 3)
比较上两式，可以发现它们的不同之处是: 理想 抽样的频谱被常数1/Ts加权，因而信号带宽为无穷大； 自然抽样频谱的包络按Sa函数随频率增高而下降，因 而带宽是有限的，且带宽与脉宽τ有关。τ越大，带宽 越小，这有利于信号的传输，但τ大会导致时分复用 的路数减小，显然τ的大小要兼顾带宽和复用路数这 两个互相矛盾的要求。
M q () 1/Q () M s()
低 通M ()
滤 波 器
图 ５.２-６ 平顶抽样PAM信号的解调原理框图
在实际应用中，恢复信号的低通滤波器也不可 能是理想的，因此考虑到实际滤波器可能实现的特 性 ， 抽 样 速 率 fs 要 比 2fH 选 的 大 一 些 ， 一 般 fs= （2.5~3）fH。例如语音信号频率一般为 300~3400 Hz，抽样速率fs一般取8000 Hz。
1) 脉幅调制(PAM)
2) 脉宽调制(PDM)
3) 脉位调制(PPM)
x (t) O
假 设信 号波 形 t
脉 冲高 度在 变化
PAM 波 形
O
t
脉 冲位 置不 变宽 度变 化 PDM 波 形
O
t
脉 冲宽 变不 变脉 冲 位置 在变 化
PPM波 形
O
t
图 5.2-1 PAM、 PDM、 PPM信号波形
抽样信号
xs(t)x(t)C(t)
抽样信号频谱
xs()cnX(ns)
n
M( ) m(t)
t
(a) s(t) A
－ H O H
|S ( )|
T
t
(b)
ms(t) t
(c)
－
2
－2 H O 2 H
2
|M s( )|
－ 2 －2 H O 2 H 2
(d)
图 5.2-3 自然抽样的PAM波形及频谱
PAM信号 ms(t)m(t)s(t)
5.2 脉冲振幅调制(PAM)
信号的调制
载波调制 正弦信号作为载波
脉冲调制
PAM、 PDM、 PPM 等
1.定义(PAM: Pulse Amplitude Modulation)
脉冲调制:就是以时间上离散的脉冲串作为载波，
用模拟基带信号m(t)去控制脉冲串的某参数，使其按 m(t)的规律变化的调制方式。 通常，按基带信号改变脉冲参量(幅度、宽度和位置) 的不同，把脉冲调制又分为:
mq(t) m(nsT)q(tnsT) n
q ( t) Q ()m q ,( t) M q ()
(５.1 - 4) (５.2 - 4)
Mq()Ms()Q()T1s Q()n M(2nH)
T1S n Q()M(2nH)
(５.2 - 6)
平顶抽样的PAM信号频谱Mq(ω)是由Q(ω)加权后 的周期性重复的M(ω)所组成，由于Q(ω)是ω的函数，
t
T(t)
(b)
图 5.2-4 平顶抽样信号及其产生原理框图
实际抽样---平顶抽样
h(t) 0A
|t |
others
时域表达
xsf(t)x(t)T(t)h(t)
频域表达
xsf ()xs()H()
A
Ts
x(ns)sin(/2/2)
1 (a)
(b)Biblioteka Baidu
(c)
(d) -
-0
图５.２-５平顶取样
ms(t) m(nsT)(tnsT) n
(５.2 - 1)
s(t)的频谱信号
S()2 T s n S (n aH )(2nH ) (５.2 - 2)
MS()21M()S()
A
TS
Sa(nH)M(2nH)
n
(５.2 - 3)
此频谱与理想抽样的频谱非常相似，也是由无
限多个间隔为ωs=2ωH的M(ω)频谱之和组成。其中, n=0的成分是(τ/Ts)M(ω)，与原信号谱M(ω)只差一个 比例常数(τ/Ts)，因而也可用低通滤波器从Ms(ω)中滤 出M(ω)，从而恢复出基带信号m(t)。
2. 平顶抽样的脉冲调幅
平顶抽样又叫瞬时抽样，它与自然抽样的不同 之处在于它的抽样后信号中的脉冲均具有相同的形 状——顶部平坦的矩形脉冲，矩形脉冲的幅度即为 瞬时抽样值。原理框图中的脉冲形成电路的作用就 是把冲激脉冲变为矩形脉冲。
mq(t)
Q()
m(t)
×
ms(t)
脉冲形 mq(t) 成电路
O
T
(a)