第3章---模拟调制系统

1. 重点： 掌握线性调制与解调的原理模型，及其数 学分析、波形分析、频谱分析，理解各种 调制方式的特点。
2. 难点： 非线性调制频谱和带宽特性的分析和理解。
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第三章 模拟调制系统
概述（调制原理） 幅度调制（线性调制）的原理 线性调制系统的抗噪声性能 非线性调制（角度调制）的原理 调频系统的抗噪声性能 各种模拟调制系统的性能比较
m t
t
M t
A0 mt
H
H
t 载波
t
SAM
t
t
sAM t
c
t
0
c c
t
调幅指数：mA
Am A0
m(t) max A0
1
否则，将由于出现过调幅
现象而带来包络失真，
造成解调困难。
10
t
频谱密度图
t
mt
M
H
H
t
波
载频分量
SAM 载频分量
t
t
c
0
c
上边带
t
下边带
下边带
上边带
带宽： BAM2fH
角度调制：频率调制FM、相位调制PM
返回 6
线性调制
正弦载波为
c(t)Acosct0
调制
信号
m(t)
sm(t) Acos0t
H(f)
已调 信号
s(t)
基带调制信号 m(t)
幅度调制信号（已调信号）一般可表示成
sm(t)A m (t)cosct
m(t) M () cc t o s ( c ) ( c ) 频谱 S m ()A 2M (c)M (c)
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AM信号的特性
功率：
当m(t)为确知信号时，
P A MsA 2M (t)[A 0m (t)]2cos2 ct
[A 0 2cos2ctm 2(t)cos2ct2A 0m (t)cos2ct
若
m(t) 0
则
PAM A 202m2 2(t)PcPS
式中 Pc = A02/2 － 载波功率， Ps m2(t)/2 － 边带功率。
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
(t
)
P边
1 2
m2 (t)
调制效率：100％
带宽：带宽是基带信号带宽 fH 的两倍。 BDSB 2fH 优点：节省了载波功率，提高了调制效率，带宽同AM
缺点：不能用包络检波，需用相干解调，较复杂。
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例题 [例1] 已知AM已调信号表达式
S AM (t) (1 0.5sin t) cosct 式中，c 6 。试分别画出它们
解调：需要本地载波
设接收的DSB信号为 接收端的本地载波为 两者相乘后，得到
低通滤波后，得到
仅当本地载波没有频率和相位误差时，输出信号才等于m(t) / 2。 [和调制信号仅差一个常数因子]
优缺点：DSB信号可以节省发送功率，但接收电路较为复17杂
DSB信号的特性
全部功率：
PDSB
s2 DSB
扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还 可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
调制方式
模拟调制、数字调制 (信源信号)
正弦载波调制、脉冲调制（载波）
幅度调制、角度调制（改变载波的参数）
线性调制、非线性调制（频谱结构是否发生变化）
常见的模拟调制
幅度调制：调幅AM、双边带DSB、单边带SSB、残 留边带VSB
的波形图和频谱图。
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例题
解：
SAM(t)的波形如图（a）所示，其 频谱表达式为
SAM () [ ( c ) ( c )]
j 4
[
(
c)
(
c)
(
c) (
c)]
[ ( 6) ( 6)]
j [ ( 7) ( 7) ( 5) ( 5)] 4
20
例题
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单边带调幅—SSB
频谱搬移是线性的——线性调制
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幅度调制—AM
时域 s A M ( t ) [ A 0 m ( t ) ] c o s c t A 0 c o s c t m ( t ) c o s c t
式中 m(t) － 调制信号，均值为0； A0 － 常数，表示叠加的直流分量。
频谱： S A M () A 0 [( c ) ( c ) ] 1 2 [ M ( c ) M ( c ) ]
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AM信号的特性
调制效率
有用功率（用于传输有用信息的边带功率）占信号总功率的比例
AM
PS PAM
m2 t A02 m2 t
特例:当m(t) = Am cos mt 时，
m2(t) Am2 / 2
AMA02m 2m t2t2A02Am 2 Am 2
当|m(t)|max = A0时（100％调制），调制效率最高，
4
调制原理
调制 － 把信号转换成适合在信道中传输的形式 的一种过程。
广义调制 －基带调制 带通调制（载波调制）
载波调制 － 用调制信号去控制载波的参数的过 程。 调制信号——载波——已调信号
解调（检波）
5
调制原理
调制的目的
提高无线通信时的天线辐射效率。
实现多路复用，提高信道利用率。
由于m(t) 1，显然上式比值r0/ri小于1，即检波后信噪比下降了。
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抑制载波双边带调制—DSB
时域：无直流分量A0
sDS (tB )m (t)co cts
频谱：无载频分量 SDS (B )1 2[M (c)M (c)]
t
M
sDSB t
H
H
t
SDSB
t
c
0
c
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DSB信号的解调
max ＝ 1/3
调制效率低（原因:载波功率占据了信号总功率的大部分，而载波本身并不携带信息）
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AM信号的接收：包络检波
原理：
性能：设输入电压为 式中，
为检波器输入噪声电压 y(t)的包络： 在大信噪比下：
14
AM信号的接收：包络检波
检波后（已滤除直流分量）： 输出信号噪声功率比： ∵在检波前的信号噪声功率比等于 ∴检波前后信噪功率比之比为
调制器模型 mt
sm t
A0 cosct
f(t)ej0t F [j(m 0)]
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AM—波形和频谱
m t
m t
t
t
A0 mAt0mt
载波 载波
tt tt
M
M
HH
பைடு நூலகம்H H
SASMAM
sAM tsAM t
c c
0
0
t
t
c c
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波形
m
t包 络检波法
同步检波
A0 mt
载波
sAM t
现代通信原理
第三章 模拟调制系统
1
基本要求
1.掌握模拟调制、载波、调制信号、已调 信号、调制器的定义；
2.掌握调制的目的及模拟调制的分类； 3.掌握线性调制器的原理模型，会分析AM、
DSB、SSB、VSB调制与解调特性； 4.掌握非线性调制器的原理，及非线性已
调信号的频谱和带宽特性。
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重点和难点