第三章 调幅系统..
调幅原理
调幅原理用调制信号去控制高频载波的振幅、使载波的振幅按调制信号的规律变化，便可得到调幅波。
这一过程中，载波、调制波和已调波的波形如图Z0901（补图）所示。
由图可见，连接已调波幅值各点所形成的包络线，反映了调制波的特点。
显然，已调波已经不是纯粹的正弦波了，这表明已调波的获得是一个频率变换过程，只有通过非线性元件才能实现。
图Z0902是调幅的原理电路，它由非线性器件二极管和谐振频率为ω0的LC并联谐振回路组成。
uC 为载波电压，um为调制电压。
由于二极管的伏安特性可以近似地用一个n次多项式来表示，即：io =a0＋a1u＋a2u2＋a3u3+…，系数a0、a1、a2、a3等的大小和符号取决于二极管伏安特性的特点。
而该多项式的项数取决于信号u的大小和对分析结果所要求的精确度，信号愈大或者所要求的精确度愈高，所取的项数就应愈多。
通常，取前三项就足以反映出二极管的非线形特点，即：io = u＋a1u +a2u2 （式中iO即iD）GS0901 若：uC = Ucmcosω0tum = UmmcosΩt则作用于电路的总电压u（即ua）为：u = uC + um= Ucmcosω0t + UmmcosΩt代入式GS0901可得：io = a0＋a1（Ucmcosω0t+ UmmcosΩt）+a2（Ucmcosω0t+UmmcosΩt）2 GS0902将GS0902式展开，可得：显然，当ω0 >>Ω 时，只有ω0 及ω0±Ω这三种频率的信号才能在固有频率为ω0的LC并联谐振回路上产生较大的压降，于是LC回路两端的电压为：式中Z0表示谐振回路的谐振阻抗。
利用三角函数关系式不难将式GS0904变换为：式GS0905就是已调波的数学表达式它表明已调波的振幅为，是按调制波的特点而变化的，已调波的重复频率等于载波频率ω0，ma称为调幅系数，又叫调幅度。
由式GS0907可知，它与调制电压的幅度成正比，是一个反映调幅程度的量。
通信原理课件模拟调制调幅系统PPT46页
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
信号调幅原理与方法
信号调幅原理与方法信号的调幅是指将低频信号（称为基带信号）的特征信息嵌入高频信号（称为载波信号）中，使其成为一个新的复合信号。
调幅是广播、电视、无线通讯等领域中常用的一种调制方式。
调幅的原理是基于一种线性调制的方法，即将基带信号的振幅按照一定的规则控制载波的振幅，实现对信息的传输。
下面将详细介绍调幅的原理和方法。
调幅原理：调幅主要基于以下两个原理实现：1.包络检测原理：调幅信号的载波是高频信号，其振幅相对较高，而基带信号的振幅较小。
通过包络检测原理，可以通过检测载波振幅的变化来恢复出基带信号，从而实现信息的传输。
2.线性调制原理：通过线性调制原理，将基带信号转换为中频信号。
线性调制器将基带信号与载波信号相乘，得到中频信号。
接收端通过相应的解调器将中频信号还原为基带信号。
调幅方法：调幅的方法主要有幅度调制（AM）和双边边带调幅（DSB-SC）两种。
1.幅度调制（AM）：幅度调制是最常见的调幅方法，也是广播中使用的一种调制方式。
在幅度调制中，基带信号的振幅与载波信号的振幅有关。
幅度调制可以分为窄带调幅和宽带调幅。
- 窄带调幅（Narrowband AM）：窄带调幅是在低频带上调制窄带基带信号的一种方法。
窄带调幅的特点是带宽较窄，主要应用于对音频信号进行调制和传输。
- 宽带调幅（Wideband AM）：宽带调幅是在较宽的频带上调制宽带基带信号的方法。
宽带调幅的特点是带宽较宽，可以传输更高频率范围的信号。
2.双边边带调幅（DSB-SC）：双边边带调幅是一种特殊的幅度调制方法，其特点是除了在基带信号频谱两边产生边带信号外，还产生了一个载波信号。
在传输过程中，接收端需要通过滤波器将多余的载波信号和边带信号滤除，只保留基带信号。
双边边带调幅广泛应用于数字通信和音频信号传输等领域。
综上所述，调幅是一种将基带信号嵌入高频信号中的调制方式，可以通过包络检测原理和线性调制原理实现。
调幅的方法主要包括幅度调制（AM）和双边边带调幅（DSB-SC）。
调幅系统试验课程设计
调幅系统试验课程设计一、教学目标本课程的学习目标主要包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握调幅系统的原理、特点及其应用；技能目标要求学生能够运用所学知识对调幅系统进行分析和设计；情感态度价值观目标要求学生培养对调幅技术的兴趣，提高创新意识和团队合作能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括调幅系统的原理、调幅电路的设计、调幅信号的解调、调幅系统的性能分析等。
教学大纲按照教材的章节进行安排，具体内容包括：第1章调幅系统的基本原理；第2章调幅电路的设计与分析；第3章调幅信号的解调与检测；第4章调幅系统的性能评估。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
讲授法用于传授基本原理和知识点，讨论法用于激发学生思考和探讨，案例分析法用于分析实际问题和解决方案，实验法用于锻炼学生的动手能力和实践技能。
通过多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣和主动性。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
教材为学生提供系统性的知识体系，参考书为学生提供更多的学习资料，多媒体资料为学生提供形象的视觉感受，实验设备为学生提供动手实践的机会。
教学资源的选择和准备要根据教学内容和教学方法的需求进行，以支持教学的顺利进行，丰富学生的学习体验。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等。
平时表现主要评估学生的课堂参与、提问、讨论等，占总评的30%；作业主要包括练习题和案例分析，占总评的20%；考试包括期中考试和期末考试，占总评的50%。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学进度安排如下：第1周至第4周，学习调幅系统的基本原理；第5周至第8周，学习调幅电路的设计与分析；第9周至第12周，学习调幅信号的解调与检测；第13周至第16周，学习调幅系统的性能评估。
教学时间安排为每周4课时，共计16周。
教学地点安排在教室和实验室。
通信原理-第三章模拟调制系统PPT课件
4. 残留边带调制VSB：H 是特定的互补特性滤波器。
4
Communication Theory
一.抑制载波双边带调制（DSB-SC）原理
要求：信号中不含有直流分量，且ht 是理想带通滤波器。
不含有直流
分量
H
其时域表达式为： sm t mt cosct
c
已调信号频谱为：
Sm
1 2
※ 门限效应：当解调器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，输出信 噪比出现急剧恶化的一种现象，该特定的输入信噪比就被称为“门限”。
27
Communication Theory
3.3 频分多路复用
多路复用是指将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传 输的复合信号的方法。常见的信道复用方法有频分复用（FDM）、 时分复用（TDM）和码分复用（CDMA）。
(t) )
nc
(t
)
24
Communication Theory
1. 大信噪比情况
大信噪比满足以下条件 A mt ns (t) A mt nc (t)
A mt ni (t)
再利用近似公式
1
(1 x) 2
1
x，当
x 1时。
2
E(t) A m t 2 2 A m(t)nc (t) nc2 (t) ns2 (t)
则输出噪声功率为
No
no2 (t)
1 4
nc2 (t)
1 4
Ni
20
Communication Theory
解调器输入信噪比为
Si Ni
1 m2 (t) 2
no B
解调器输出信噪比为
SO NO
1 m2 (t) 4
调幅系统实验课程设计
调幅系统实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解调幅信号的基本原理，掌握调幅信号的产生和调制过程。
2. 学生能够掌握调幅系统的关键参数，如幅度、频率和调制系数，并了解它们对通信效果的影响。
3. 学生能够了解调幅信号在实际应用中的优缺点，并与其他调制方式进行比较。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成调幅信号的产生和调制实验，提高实际操作能力。
2. 学生能够通过实验数据分析，判断调幅系统的性能，并提出改进措施。
3. 学生能够运用调幅系统进行简单通信，锻炼实际通信能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过实验课程，培养对通信原理的兴趣和热情，提高学习积极性。
2. 学生在实验过程中，学会合作、沟通与分享，培养团队精神和协作能力。
3. 学生能够认识到调幅系统在现实生活中的应用，增强理论联系实际的能力，激发创新意识。
课程性质：本课程为实践性课程，侧重于调幅系统的实验操作和性能分析。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，具有较强的动手能力和求知欲。
教学要求：结合课本知识，注重实践操作，提高学生的实际应用能力和问题解决能力。
通过分解课程目标为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容围绕调幅系统，结合课本第四章“模拟调制”相关内容，进行以下安排：1. 调幅信号基本原理：介绍调幅信号的数学表达式、调制过程和调制原理。
2. 调幅信号的产生与解调：讲解调幅信号的产生方法、解调原理，以及相关电路设计。
3. 调幅系统关键参数：分析幅度、频率和调制系数等参数对通信效果的影响。
4. 调幅信号性能分析：通过实验，分析调幅信号的带宽、功率分配和抗噪声性能。
5. 调幅与其他调制方式的比较：对比调幅、调频和调相等调制方式的优缺点。
教学大纲安排如下：第一周：复习第四章相关基础知识，介绍调幅信号的基本原理。
第二周：讲解调幅信号的产生与解调，进行电路设计及实验操作。
第三周：分析调幅系统关键参数对通信效果的影响，进行实验验证。
调幅的基本原理
调幅的基本原理调幅的概念调幅（Amplitude Modulation，AM）是一种用于无线电通信的调制技术，它将音频信号（调制信号）通过改变载波信号的振幅来传输。
在调幅中，载波信号的频率和相位保持不变，只有振幅随着调制信号而改变。
基本原理调幅的基本原理可以分为三个步骤：调制、传输和解调。
1. 调制调制是将音频信号转换为适合无线传输的形式。
在调幅中，音频信号被用来改变载波信号的振幅。
这可以通过将音频信号与载波信号相乘来实现。
具体而言，载波信号由一个高频振荡器产生，其频率通常在几十千赫兹到几百兆赫兹之间。
音频信号则由麦克风或其他声音源提供，其频率范围通常在几十赫兹到几千赫兹之间。
在乘法器中，音频信号和载波信号相乘。
这将导致两个副产品：一个是两倍载波频率的正弦波（上边带），另一个是载波频率的负弦波（下边带）。
这些副产品可以通过滤波器来去除，只保留原始音频信号和调制后的载波信号。
2. 传输在调幅中，调制后的载波信号通过天线无线传输。
这要求发送和接收设备之间有一条无线电信道。
在传输过程中，调制后的载波信号会受到各种噪声和干扰的影响。
这些干扰可能来自其他无线电设备、大气条件或其他原因。
为了提高通信质量，通常会使用一些技术来减少干扰，例如频谱分析、信道编码和差错纠正等。
3. 解调解调是将接收到的调幅信号还原为原始音频信号的过程。
解调器是用于解调的主要设备。
在解调器中，接收到的调幅信号被分离成两个部分：一个是原始音频信号，另一个是载波信号。
这可以通过使用滤波器实现，在滤波器中选择适当的频率范围来消除上下边带并保留原始音频信号。
得到的音频信号可以放大并发送到扬声器或其他音频设备中。
调幅的特点和应用调幅具有以下特点和应用：特点1.调幅是一种简单且易于实现的调制技术，适用于低成本的通信系统。
2.调幅信号可以通过常规的无线电设备进行传输和接收。
3.调幅信号可以在长距离传输中保持较好的质量，但受到噪声和干扰的影响。
应用1.广播电台：调幅广播是最常见的广播形式之一。
信号的调幅与解调-PPT
14
三.调幅信号的频谱
u AM (t) U cm (1 M a cos t) cosct
Ucm cosct UcmM a cos t cosct
U cm
cosct
1 2
M aU cm
cos(c
)t
1 2
M aU cm
cos(c
)t
载频 上边频 下边频
载频 上边频
复杂调制信号调幅的频谱
调幅波的频带宽度为： BW=2Fn
下边带 上边带
调制过程为频谱的线性搬移过程，即将调制信号的频谱 不失真地搬移到载频的两旁。因此，调幅称为线性调制。 调幅电路则属于频谱的线性搬移电路。
18
复杂调制信号调幅的频谱
1.调幅的实质是频谱的线性搬移 2.调幅必须采用非线性电路实现
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有新的频率产生
频率变换作用
线性电路
没有新的频率产生
非线性电路
有新的频率产生
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1.非线性元件的频率变换作用 一个信号通过线性元件和非线性元件
产生频率：
ω，2ω，3ω等谐波
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两个信号通过线性元件和非线性元件
产生组合频率： ω =|±pω1 ±qω2| (p、q =0，2，3 ……)
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结论
1.一个正弦信号通过非线性元件产生基波和多 次谐波。
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调幅系数
Ucm (1 M a cos t) cosct
Umax表示调幅波包络的最大值，Umin表示调幅波包络的 最小值。
Ma 表 明 载 波 振 幅 受 调 制 控 制 的 程 度 ， 一 般 要 求 0≤Ma≤1，以便调幅波的包络能正确地表现出调制信 号的变化。Ma>1的情况称为过调制,
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通信原理课件模拟调制调幅系统
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46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
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47、采菊东篱下，悠然见南山。•源自48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
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。
通信原理习题集
[][][])56.12102()56.12102(25)56.12102()102(25)102()102(100)(666666+⨯++-⨯+++⨯-+⨯-+⨯-+⨯+=πωδπωδππωδπωδππωδπωδπωS 第三章模拟调制系统3-1 已知调制信号f (t)=A m sin ωm t ，载波C(t)=A 0cos ω0t (1)试写出标准调幅波AM 的表达式。
(2)画出时域波形(设β=0.5)及频谱图。
解： (1)3-2 设一调幅信号由载波电压100cos(2π×106t)加上电压50cos12.56t ·cos(2π×106t)组 成。
(1)画出已调波的时域波形 (2)试求并画出已调信号的频谱 (3)求已调信号的总功率和边带功率 解：(1)（2）（3）载波功率 边带功率[]t t A A t S m m Am 00cos sin )(ωω⋅+=[])102cos(56.12cos 50100)(6t t t S Am ⨯⋅+=πwA p c 322010521002⨯===wA p m s 6255022===–ω0ω 0 ω0S(ω )–ω0ω0 ω0S(ω )[]t t A t f t f t f m m ωω2cos cos )()()(21+=+=t已调波功率 3-3 设调制信号f (t)为)2000cos()(t A t f m π=,载波频率为10KH Z 。
试画出相应的DSB 和SSB 信号波形图及βAM =0.75时的AM 的波形图。
解： （1）DSB 的波形(2)(3)3-4 试画出双音调制时双边带(DSB)信号的波形和频谱。
其中调制信号为f 1(t)=Acos ωm t ， f 2(t)=Acos2ωm t 且ω0>>ωm 。
解： 图为调制信号wp p p s c 5625=+=t t A t t f t S m D SB πππ44102cos )2000cos(102cos )()(⨯=⨯=][]tA t t t t A t S m m SSB ππππππ2000102cos )102sin()2000sin()102cos()2000cos()(444±⨯=⨯⋅⨯= Am 00625.0161=3-5 已知调幅波的表达式为S(t)=0.125cos(2π⨯104t)+4cos(2π⨯1.1⨯104t)+0.125cos(2π⨯1.2⨯104t) 试求其中(1)载频是什么？(2)调幅指数为多少？(3)调制频率是多少？解：∴（1）载频为 1.1×104H z （2）调制指数（3）调制频率为 103H Z3-6 SSB信号。
通信原理课件：模拟调制-调幅系统
θ1(ω)
cos(ω2)
θ2(ω)
15
3、相移法产生单边带信号
滤波法实现单边带缺点：是当 f(t)有丰富的低频成份时上下边带 很难分离,对滤波器要求较高. 以单频调制为例 通过边带滤波器后
USB (t ) cos(w0 wm )t
LSB (t ) cos(w0 wm )t
39
输出信号功率 输出噪声功率
S0 f (t )
_______ 2 C
________ 2
No n (t ) n (t ) Ni
i (t ) ni (t ) [ A0 f (t ) nc (t )] cos(w0t 0 ) ns (t ) sin(w0 0 ) A(t ) cos[w0t 0 (t )]
A(t ) {[ A0 f (t ) nc (t )]2 ns2 (t )}1/ 2
26
3、残留边带信号的解调
输入信号为VSB,在频域分析比较方便。假设本地载波完全相干，由乘法 器输出信号 V p (t ) VSB (t ) cos(w0t ) 的傅氏变换为
V p ( w)
V p ( w)
1 F ( w)[ H v ( w w0 ) H v ( w w0 )] 4 1 [ H v ( w w0 ) F ( w 2 w0 ) H v ( w w0 ) F ( w 2 w0 )] 4 经过LPF后， V ( w) 1 F ( w)[ H ( w w ) H ( w w )]
cos wmt cos w0t cos(wmt ) cos(w0t ) 2 2
16
(完整版)调幅调制
调幅调制、高频功率放大器与倍频器任务引入无线电发射装置为什么要进行调制？虽然可以象有线话筒那样将声音直接变换为音频电信号通过电缆传输给远处的接收方，但衰减大，传输效率低，干扰也大。
所以普通非平衡连接卡拉OK有线话筒电缆不超过20米，而专业平衡连接有线话筒电缆也不宜超过100米。
此外，若像农村有线广播那样，把信号一次传输给许多接收方，就需要建设大量的传输线路，这是很不经济的（特别在山区）。
因此，为了把声音信号等传输给远处的许多接收方，最好如图2.2-1那样以空间作为传输介质。
现在大部分广播都采用无线传输。
图2.2-1信号的调制与无线传输由电磁波理论知道，交变的电振荡可由天线向空中辐射出去。
但天线的尺寸必须足够长(天线振子的长度与电振荡的波长可以比拟)，才能有效地把电振荡辐射出去。
例如，被传送的信号是语言、声音信号的频率范围为2OHz-2OkHz，其相应波长是15x103—15x106ｍ，若通过天线发射到空中，需要制作几十公里长的发射天线!显然，制造这样的大尺寸的天线不仅困难，而且造价奇高，发射效率很低。
电磁波辐射有个特性，就是它的频率越高，辐射能力越强。
只有频率在几百kHZ以上的高频电流所转换成的无线电磁波效率高，辐射作用足够强。
那么，能否利用容易辐射的高频振荡波驮载所要传递的信息(如音频、视频等较低频率的信号)呢?答案是肯定的，即如示意图2.2-1那样用某种方法把声音信号载于频率比声音信号高，适合于在空中发射的电信号上，就可以传输声音信号。
此过程称为调制。
所谓调制就是发送方(即发端)将所要传送的信息“装载”到高频振荡波上，再由天线发射出去。
在这里，高频振荡波就是携带信息(信号)的运输工具，所以叫做载波信号，在上个课题中已学习的各种振荡电路可提供载波信号。
经过调制以后的高频振荡波叫做已调信号，能够完成调制作用的电路叫做调制电路。
例如，我们熟悉的中央人民广播电台一套节目发送的电波频率639kHz就是该电台的载波频率，93.9 M Hz为广东人民广播电台音乐台载波频率。
3 调幅系统
已调信号
ϕ AM (t ) = [ A0 + f (t )] cos(ω 0 t + θ 0 )
e j (ω0t +θ 0 ) + e − j (ω0t +θ 0 ) = [ A0 + f (t )] • 2
φ AM (ω ) = [2πA0δ (ω − ω 0 ) + F (ω − ω 0 )] + [2πA0δ (ω + ω 0 ) + F (ω + ω 0 )]
η Am
f 2 (t )
100%调制，Am= A0,βAM = 1，最大可能的效率为 调制， 调制 ，最大可能的效率为33.3%。 。
结论： 结论：AM信号的总功率包括载波功率和边带 信号的总功率包括载波功率和边带 功率两部分。 功率两部分。只有边带功率才与调制信号有 载波分量不携带信息，所以， 关，载波分量不携带信息，所以，调制效率 低是AM调制的一个最大缺点。 调制的一个最大缺点。 低是 调制的一个最大缺点
φ DSB (ω ) = [ F (ω − ω0 ) + F (ω + ω0 )] / 2
P DSB = Pf =
η DSB = 1
1 2 f (t ) 2
效率100%， ， 效率
产生数学模型为乘法器。 产生数学模型为乘法器。
F(ω) f(t)
0
t (a) 调制信号f(t)的波形及其频谱
-Wm
0
Wm ω
3.1.2 AM波的产生 波的产生 数学模型 3.1.3 AM波的功率分布和效率 波的功率分布和效率 总平均功率等于信号的均方值
2 PAM = ϕ AM (t )
平方的时间平均,即平方后的直流分量 平方的时间平均 即平方后的直流分量
调幅的数学原理及应用
调幅的数学原理及应用1. 调幅的概念调幅（Amplitude Modulation）指的是将信息信号与载频信号相乘，从而将信息信号的幅度调制到载频信号上的一种调制方法。
在调幅中，信息信号是通过改变载频信号的幅度来传输的。
2. 调幅的原理调幅的原理是基于信息信号和载频信号的乘积，通过改变载频信号的幅度来传输信息信号。
调幅的基本数学原理如下：•假设载频信号为c(t)，信息信号为m(t)，调制后的信号为s(t)。
•载频信号的表达式可以表示为：c(t) = Ac * cos(2πfc * t)，其中Ac为载频信号的幅度，fc为载频信号的频率，t为时间变量。
•信息信号的表达式可以表示为：m(t) = Am * cos(2πfm * t)，其中Am 为信息信号的幅度，fm为信息信号的频率，t为时间变量。
•调制后的信号可以表示为：s(t) = (1 + ka * m(t)) * Ac * cos(2πfc * t)，其中ka为调幅系数。
3. 调幅的特点调幅具有以下特点：•调幅后的信号具有较强的抗干扰能力，适合在复杂的信道环境中传输。
•调幅信号的频带宽度较大，传输效率相对较低。
•调幅信号的功率分布不均匀，大部分功率集中在边带中。
4. 调幅的应用调幅广泛应用于广播通信、无线电通信以及语音通信等领域。
以下是调幅的一些常见应用：4.1 广播通信•调幅广播是目前最常见的广播方式，通过调幅技术将音频信号传输到载频信号上进行广播。
•调幅广播可以传输声音信号、音乐信号以及其他媒体内容，覆盖范围较广，适用于大范围传输。
4.2 无线电通信•调幅技术在无线电通信中也得到了广泛应用，如AM无线电广播。
•调幅信号具有较强的抗干扰能力，能够适应复杂的信道环境，提高通信质量。
4.3 语音通信•在语音通信中，调幅技术被用于传输语音信号。
•调幅将语音信号的幅度调制到载频信号上，实现了语音信号的传输。
5. 总结调幅是一种将信息信号与载频信号相乘的调制方法，通过改变载频信号的幅度来传输信息信号。
调幅的基本原理
调幅的基本原理什么是调幅（AM）调制调幅（Amplitude Modulation，简称AM）是一种调制方式，它是通过改变载波的幅度来传输信息信号的一种技术。
在调幅过程中，信息信号被叠加到高频的载波信号上，使得载波幅度随着信息信号的变化而变化，从而传输信息信号。
调幅的基本原理调幅的基本原理通过三个步骤实现：信息信号产生、载波信号产生和调幅过程。
信息信号产生信息信号是需要传输的原始信号，可以是声音、图像或者其他形式的信号。
在调幅中，信息信号是相对较低频率的信号，一般在几百Hz到几千Hz之间。
载波信号产生载波信号是用来传输信息的高频信号，它的频率通常是在几十kHz到数百kHz之间。
载波信号的频率要比信息信号的频率高得多，这样才能够容纳更多的信息。
载波信号可以通过频率发生器或者振荡器产生。
调幅过程调幅过程使用了调幅器来实现。
调幅器将信息信号和载波信号进行相乘，得到调幅后的信号。
在调幅过程中，信息信号改变了载波信号的振幅，使得载波信号随着信息信号的变化而变化。
调幅后的信号包含了信息信号的内容。
调幅的优缺点调幅作为一种调制方式，具有一些优点和缺点。
优点1.调幅技术成熟，广泛应用于广播和电视等领域。
2.调幅信号的解调比较简单，成本较低。
3.调幅技术对信道质量的要求较低，能够适应恶劣的传输环境。
缺点1.调幅信号存在一定的带宽浪费，传输效率较低。
2.调幅信号容易受到干扰，抗干扰能力较差。
3.调幅信号的动态范围受限，会出现信号失真现象。
调幅的应用领域调幅作为一种传输信息的方式，在很多领域都有广泛的应用。
广播和电视调幅广播是最早应用调幅技术的领域之一。
通过调幅，广播公司可以将音频信号传播到大范围的地区，满足人们对音乐、新闻和其他节目的需求。
与广播类似，调幅也用于电视信号的传输。
通信在一些特殊的通信场景中，调幅仍然是一种常见的通信方式。
例如，低频通信、短波通信和航空通信等。
尽管其他调制方式如调频（FM）和调相（PM）被普遍应用，但调幅在特定的环境下仍然有其优势。
调幅
max
ωc
下边频带 上边频带
ω
调幅波
ωc-
max
ωc
ωc+
ω
max
AM信号的产生原理框图 AM信号的产生原理框图
由于： 由于：u AM = U c (1 + m a cos Ω t ) cos ω c t
= U c cos ω c t + m a cos Ω t ⋅ U c cos ω c t
uΩ
调制波的功率
(4)边带功率，载波功率与平均功率之间的关系： 边带功率，载波功率与平均功率之间的关系： 边带功率
单边带功率 ma = 4 载波功率
2
2
ma 单边带功率 = 平均总功率 4 + 2ma 2
ma 2 双边带功率 2 = ma = 2 2 平均总功率 ma 2 + ma 1+ 2
调制信号 载波 ωc
1 m aU c 上边频 2
调幅波
下边频
1 m aU c 2
Uc
ωc -
ωc +
u AM = U c
限带信号的调幅波 1 + ∑ m cos Ω t cos ω t
n n c n
载波分量 : ω c 不含信息 同样含有三部分频率成份 上边带 (ω c + Ω n ) 含信息 下边带 (ω − Ω ) 含信息 c n 限带信号 限带信号
5.2.1 标准振幅调制（AM）信号分析 标准振幅调制（ ）
设：载波信号： uc = U c cos ωc t 载波信号：
u 调制信号： Ω = U Ω cos Ω t 调制信号：
u 幅信号（已调波）可表达为： 那么调 幅信号（已调波）可表达为： AM = U m ( t ) cos ω c t
调幅
调幅、检波与混频一、几个基本概念1、调制：调制是指利用调制信号去控制载波的某个参数的过程。
2、调制信号：是指由原始消息（如声音、数据、图象等）转变成的低或f(t)表示。
频或视频信号。
可以是模拟信号，也可是数字信号。
通常用uΩ3、载波信号：是指未受调制的高频振荡信号。
可以是正弦信号，也可是非正弦信号。
4、已调波信号：是指受调制后的高频信号，即已经把调制信号加载到载波中的信号。
5、解调：是调制的逆过程，即从已调波信号中提取原调制信号的过程。
6、振幅调制：是指利用调制信号去控制载波的振幅，使载波信号的振幅按调制信号的规律变化。
7、根据频谱结构的不同，振幅调制的分类：(1) 普通调幅方式（AM）：用调制信号去控制高频振荡器的幅度，使其幅度的变化量随调制信号成正比的变化，这一过程叫做调幅。
其输出的已调信号称为调幅波。
(2) 抑制载波的双边带调制：其输出的已调信号称为双边带信号(DSB/SC AM)。
(3) 抑制载波的单边带调制：其输出的已调信号称为单边带信号(SSB/SC AM)。
项目一 调幅波的基本性质一、调幅波的数学表达式和波形 1. 数学表达式（1）调制信号为单一频率的余弦信号设载波电压为 ()cos cos 2c cm c cm c u t U t U f t ωπ==调制电压为 ()cos cos 2m m u t U t U Ft πΩΩΩ=Ω=通常载波频率与调制信号满足ωc>>Ω。
根据振幅调制信号的定义，已调信号的振幅随调制信号()u t Ω线性变化，由此可得振幅调制信号振幅Um （t ）为Ucm(t)=Ucm+ΔUc （t ）=Ucm+kaU Ωmcos Ωt =Ucm(1+m acos Ωt)式中：ΔUc(t)与调制电压u Ω(t)成正比，其振幅ΔUc(t)=ka ()u t Ω与载波振幅之比称为调幅度（调制度）： a m a C mk U m U Ω==ka 为比例系数，一般由调制电路确定，故又称为调制灵敏度。
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f t A0 m t
m0
t
m t
t
sAM t
cos ct
m0
t
t
sAM t 中的各项波形图
当满足A0 m t max 时，AM波包络与m(t )形状完全一样
6
设调制信号m (t ), 载波为 C (t ) cos( w0t ) 则已调信号可表示为： sAM (t ) [ A0 m(t )]cos( w0t ) [e j ( w0t ) e j ( w0t ) ] [ A0 m(t )] 2
8
例：单频调制AM
9
3、AM的功率分布和效率
例：试用峰—峰值为2Am且不含 直流分量的方波对振幅为A0 的载波进行标准调幅。试求 已调波的功率和效率。
2
1 f (t ) m 2 2 A ( m )2 A0 A 1 ( m )2 A0 Pf
___ 2
A2
10
例：单频调制AM的效率
m(t)
+
*
cos(ωct)
sm (t )
A0
AM数学模型 实际调幅器可用二极管、晶体管等任何非线性器件都可以充当乘法 器作用,而其上加一定的直流偏置便可实现加法器功能
5
2、波形及其频谱
s AM A0 m t cos ct A0 cos ct m t cos ct 载波项 双边带信号 DSB
14
3.3单边带调幅（SSB)
单边带调幅(SSB)
1、单边带信号的频谱 图
在AM或DSB中,ω0处出现了两个与F(ω)形状完全相同的频谱,但任 何物理可实现信号其频谱都是ω的偶函数,因此不可能做到只传送其 中一个频谱.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
以ω0为中心的频谱分成USB和LSB两部分后,我们可以只传送USB或 LSB,它们均为ω的偶函数,且包含了F(ω)的全部信息. SSB带宽比AM或DSB减小了一倍.提高了信道的利用率 而不发送载波只发送一个边带,可以更节省功率
f(t) cos (ω1t)
θ1(ω)
cos(ω2t)
θ2(ω)
16
下边带频域
S LSB S DSB H
S LSB t S DSB t h t sin c t t
下边带时域
S DSB h t d m cos c
2
引言
定义：用调制信号(基带信号)的变化规律去控制载波的 某个参数，使这个参数按照信号的规律变化。 调制过程对通信系统至关重要，主要目的主要有: 提高频率以便辐射; 实现信道复用；
AM，FM，PM ASK，FSK，PSK，QAM
PAM，PDM，PPM
PCM/DPCM/ADPCM
3
连续波已调信号
1 S AM A0 c c 2 M c M c 注意：
F [cos c t ] c c 类似地： sin c t j
DSB和AM频谱的区别仅在于前者频谱中不含载波分量.
带宽与AM一样2WM
13
2、DSB产生
m(t)
DSB的实现:在标准调幅波中令A0=0 ，实际常采用简单稳 定,平衡性好，可很好抑制载波信号的平衡调制器. DSB解调:必须用相干解调.区别于AM,不可用包络检波器进行 非相干解调，倒相点的存在使得已调波的包络不再与m(t)形 状相同.
在各种调制信号中，调制效率最高的是100%调制时的方波，为 50％，标准调幅最大缺点，效率低
11
3.2抑制载波双边带调制(DSB)
1、波形及其频谱
s DSB t mt cos c t
1 S DSB M c M c 2
12
m(t)改变符号的时刻,载波相位出现倒相点,包络不再与m(t)的 形状相同，而按|m(t)|的规律变化,信息包含在振幅和相位两者之 中.
第三章 调幅系统
1
● —— 主要内容
引言 §3.1 标准调幅（AM） §3.2 抑制载波双边带调幅（DSB） §3.3 单边带调幅（SSB） §3.4 残留边带调幅（VSB） §3.5 调幅信号的相干解调 §3.6 调幅信号的非相干解调 §3.7 各种调幅信号相干解调的噪声性能 §3.8 AM系统包检波器的噪声性能 §3.9 各种调幅系统的比较 §3.10 小结
F [m0 cos c t ] m0 F [cos c t ]
f t F , f t e jct F c
7
讨论：
1、频率成分包含载频分量、上 边带和下边带分量，若设调制 信号f(t)的消息带宽为Wm,则调 制后带宽：BAM=2Wm 2、不失真调幅的条件： 第一,必须满足 ω0>>Wm; 第二,|m(t)|max<＝A0 以保证调 制后载波相位不会改变,否则会 出现过调制，包洛失真 3、调制指数:又叫调制度， βAM= |m(t)|max / A0，避免过调 失真， βAM<=1
15
2、滤波法形成单边带信号(从频域概念出发) 滤波法的概念:在双边带调制后接上一个边带滤波器,让有用边带 通过而抑制掉无用边带.滤波器可用高通(产生USB)或低通滤波器(产 生LSB). 滤波法实现SSB的数学模型如图.
f(t)
θ(ω)
cos(ω0t)
φSSB(t)
缺点：要求在ω0处有锐截止特性,实际滤波器难易程度与过渡带相对载 频的归一化值有关。解决办法是采用多级频率搬移,即在低载频上形成单 边带信号,然后通过变频将频谱搬移到更高的载频.
本章主要介绍连续波(CW)模拟调制系统，其中包括： 调幅(线性)：调制信号(基带信号)频谱的线性搬移过 程。 AM,DSB,SSB,VSB 调角(非线性)：调制信号频谱与已调信号频谱间无线性对 应关系。 FM、PM
4
3.1标准幅度(AM)
标准调幅 用信号m(t)去控制载波C(t)的振幅，使已调信号包络按照f(t) 的规律线性变化的过程 1、调幅波的产生