第四章模拟调制系统
第四章 模拟调制系统习题答案
第四章 模拟调制系统习题答案4-1 根据图P4-1所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通解由包络检波后波形可知：DSB 解调信号已严重失真，而AM 的解调信号不失真。
所以，AM 信号采用包络检波法解调，DSB 信号不能采用包络检波法解调。
4-2 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度P n (f)=0.5×10-3W/H Z ，在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号m(t)的频带限制在5kH Z ，而载波为100kH Z ，调制信号的功率为10kW 。
若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过带宽为10kH z 的一理想带通滤波器，试问（1） 该理想带通滤波器中心频率为多大？ （2） 解调器输入端的信噪功率比为多少？ （3） 解调器输出端的信噪功率比为多少？（4） 求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图形表示出来。
解 （1）为了保证信号顺利通过和尽可能的滤除噪声，带通滤波器的带宽等于已调信号宽度，即B=2f m =2×5=10kH Z ,其中心频率应选信号的载波频率100kH Z ,带通滤波器特性为 ()⎩⎨⎧≤≤=其它010595Zz kH f kH k H ω(2) S i =10kWN i =2BP n (f)=2×10×103×0.5×10-3=10W故输入信噪比 S i ／N i ＝1000 (3) 因有G DSB ＝２，故输出信噪比 002210002000i iS SN N =⨯=⨯=(4) 根据双边带解调器的输出噪声与输入噪声功率之间的关系，有W N N i 5.2410410===故()()Zn Zm n kH f f p H W f N f P 521105.021/1025.010525.2233300≤=⨯⨯=⨯=⨯⨯==--双其双边谱如右图所示4-3某线性调制系统的输出信噪比为20dB ，输出噪声功率为10-9W ，由发射机输出端到解调器输入端之间总的传输损耗为100dB ，试求：⑴DSB/SC 时的发射机输出功率； ⑵SSB/SC 时的发射机输出功率。
第四章09--模拟调制系统知识讲解
1）、线性调制模型 由式(3)可以得出线性调制的一般方法，其模型如图所示。
AM: A+m(t) DSB,VSB,SSB: m(t)
S(t) H(f)
C(t) coswc t h(t)
Sm(t) m(t) = 0 fL ~ fH
2）、线性调制方法
利用模型中h(t)的不同特性，可以得到各种幅度调制信号。如 AM，DSB，SSB和VSB等信号。
S
调制效率定义:
式中：
第5章
4、AM信号的解调 解调：从已调信号中恢复信号的 过程。 AM解调方法： 相干解调 、非相 干解调
1）、非相干解调（包络检波） 2）、相干解调
与DSB的相干解调相同，在DSB 中介绍。
5、AM系统的特点及其应用 优点：解调方便（包络检波）， 缺点：占用频带宽，（消息信号的两倍），调制效率低（发射功 率大） 应用：广播。
wwwww ww ww S A (M ) = A c c 1 2 [ M ( c ) M ( c )]
第5章
c(t) 载波
调制
m(t)
信号
已调 信号
sm(t)
C(f) f
-f c
0
fc
M(f)
f
-f H -fL 0 f L
fH
S(f)
f
-f c
0 f c-f H
fc
f c+f H
特点：信号的频谱经过AM调制后形状未变，仅仅是幅度下降的一半， 位置发生了变换，搬移到了±ωc。带宽由原始消息信号的fH变为2fH。 在这个频谱搬移过程中没有出现新的频率分量，因此，该调制为线性 调制。
第5章
5.1 幅度调制
模拟调制系统
2．AM信号的调制数学模型
图4-2 AM信号的调制数学模型
3．AM信号的效率总平均功率
PAM
2 AM
(t
)
A02 cos2 ct
f 2 (t) cos2 ct
2A0 f (t) cos2 ct
由于cos2
ct
1 2
(1
c,os
20t)
cos 2ct 0
假设 f (t不) 含直流分量，则
。f (t) 0
S
( )
1 2
F
'
(
c
)
F
'
(
c
)H
(
)
在该模型中，适当选择 和A带0 通滤波器的传输函数 ，
便可H (得)到各种线性调制信号。
当
A0
f (，t) 且 max
的H通(频) 带宽度大于两倍调制信号带宽时，得
到的是AM信号。当 保持H (不)变而 时，得A0 到 0的是DSB信
号。当 的通频H带()宽度只能允许一个边带通过，且
准确同步时，解调输出信号
ud (t)
1 2
f
(t)
S DSB (t )
1 f (t) 2
cosct
图4-8 DSB相干解调的数学模型
4．3 单边带调制
双边带调制中两个边带包含相同的信息。进一步节 省发送功率和节省带宽，只传输一个边带就能发送调制 信号所包含的全部信息，这就是单边带（SSB）调制。
得到SSB信号，最简单的办法就是用滤波器把DSB信 号滤除一个边带。
SDSB(t) f (t) cos0t
频谱
SDSB ( )
1 2
[ F (
0
模拟调制系统ch431
g
c3
c2
c1 0 c1
c
2
c
3
图4-14 频分复用信号的频谱结构
2018年10月24日星期 三 《通信原理》--信息学院王学伟 6
第四章 模拟调制系统（analog modulative system）
f c i1 f ci f m f g , i 1, 2,
第四章 模拟调制系统（analog modulative system）
4.5 频分复用(FDM)
“复用”的概念
一种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,并在输出可分离 。 例如： 电话系统的语音, 电视系统的图像。 方法： ——使信号的频谱调制到不同的频段,合并在 一起不受影响,在接收端彼此分离开来。
BPF2
×
LPF
2
m2 t
c
图4-13 频分 复用系 统组成方框图 m
LPF ×
n
SBFn
BPFn
×
n
LPF
n
t
c c 说明: ►复用信号共有n路 每路信号首先通过低通滤波器LPF,限制各路信号最 高角频率 m. 2018年10月24日星期
三 《通信原理》--信息学院王学伟
2018年10月24日星期 三
《通信原理》--信息学院王学伟
2
第四章 模拟调制系统（analog modulative system） m1 t m1 t SBF1 BPF1 LPF × × LPF
m2 t
c
1
c
1
LPF
×
SBF2
2
c
mn t
通信原理第四章
• 2、调幅（AM）信号 如果输入的基带信号带有直流分量，h(t) 是理想理想低通滤波器，得到的输出信 号是有载波分量的双边带信号，表示为：
m(t) m0 m(t)
如果满足m0＞∣m,(t) ∣max 调幅（AM）信号
其时域与频域的表示为：
Sm (t) m(t) cosc
m0 m(t)cosc
c f
3 108 20 103
1.5 104 (m)
式中，λ为波长（m）；c为电磁波传播速度 （光速）（m/s）；f为音频（Hz）。
• 可见，要将音频信号直接用天线发射出 去，其天线几何尺寸即便按波长的百分 之一取也要150米高（不包括天线底座或 塔座）。因此，要想把音频信号通过可 接受的天线尺寸发射出去，就需要想办 法提高欲发射信号的频率（频率越高波 长越短）
Sm
()
1 2
M
(
c
)
M
(
c
)H
()
• 确定H（ω）
•从接收端入手
•VSB信号的解调和SSB信号一样不能用包络 检波，而要采用相干解调法
•通过解调的公式推导说明残留边带滤波器 的传输函数在载频附近必须具有互补对称 特性
• Sm(t)
LPF
m(t)
•
S (t ) =cosωct
－c 0
c
(f) 已 调 信 号 频 谱
调幅AM示意图
• 3、单边带（SSB）信号
从上述的双边带调制（AM和DSB）中可知，上 下两个边带是完全对称的，即两个边带所包含 的信息完全一样。那么在传输时，实际上只传 输一个边带就可以了，而双边带传输显然浪费 了一个边带所占用的频段，降低了频带利用率。 对于通信而言，频率或频带是非常宝贵的资源。 因此，为了克服双边带调制这个缺点，人们又 提出了单边带调制的概念。
通信原理(陈启兴版)第4章课后习题答案
第四章模拟调制4.1学习指导4.1.1要点模拟调制的要点主要包括幅度调制、频率调制和相位调制的工作原理。
1.幅度调制幅度调制是用调制信号去控制载波信号的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。
在时域上，已调信号的振幅随基带信号的规律成正比变化；在频谱结构上，它的频谱是基带信号频谱在频域内的简单平移。
由于这种平移是线性的，因此，振幅调制通常又被称为线性调制。
但是，这里的“线性”并不是已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。
事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。
幅度调制包括标准调幅（简称调幅）、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。
如果调制信号m(t)的直流分量为0，则将其与一个直流量A0相叠加后，再与载波信号相乘，就得到了调幅信号，其时域表达式为stAmttAtmttAM()0()cosc0cosc()cosc(4-1)如果调制信号m(t)的频谱为M(ω)，则调幅信号的频谱为1S()πA()()M()M()(4-2)AM0cccc2调幅信号的频谱包括载波份量和上下两个边带。
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。
由波形可以看出，当满足条件|m(t)|A0(4-3)时，其包络与调制信号波形相同，因此可以用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。
否则，出现“过调幅”现象。
这时用包络检波将发生失真，可以采用其他的解调方法，如同步检波。
调幅信号的一个重要参数是调幅度m，其定义为m A m(t)Am(t)0max0minAm(t)Am(t)0max0min(4-4)AM信号带宽B AM是基带信号最高频率分量f H的两倍。
AM信号可以采用相干解调方法实现解调。
当调幅度不大于1时，也可以采用非相干解调方法，即包络检波，实现解调。
双边带信号的时域表达式为stmttDSB()()cosc(4-5)其中，调制信号m(t)中没有直流分量。
如果调制信号m(t)的频谱为M(ω)，双边带信号的频谱为1S()M()M()(4-6)DSBcc2与AM信号相比，双边带信号中不含载波分量，全部功率都用于传输用用信号，调制效率达到100%。
现代通信原理模拟调制系统
现代通信原理
第四章 模拟调制系统
-1-
本章知识点
4.1 引言 调制的概念 调制的分类 调制的作用 4.2 幅度调制(线性调制） 幅度调制基本原理 线性调制系统性能分析 4.3 角度调制（非线性调制） 基本概念 调频信号表达式 调相信号表达式 单音调制 调频信号的产生与解调方法 4.5 频分复用FDM 4.6 复合调制与多级调制
用滤波发产生SSB信号
m(t) hSSB（t） sSSB(t)
cos(ct)
HSSB（）
滤波法
sssb t mt cosct hssb t
1 S SSB ( ) [ M ( c ) M ( c )]H SSB ( ) 2
-25-
现代通信原理 Principle of Modern Communications
-2-
现代通信原理 Principle of Modern Communications
现代通信原理 Principle of Modern Communications
4.1 引言
调制的基本概念 m(t) 调制信号
调制器 sm(t) 已调信号
c(t) 载波信号 调制：按 调制（基带）信号的变化规律去改变高频 载波某一（些）参数，把基带信号搬移到给定信道 通带（处在较高频段）内的过程。
T 2
T 2
m(t )dt
PAM
载波功率Pc
2 m0 m'2 t 2 2
边带功率PS
-19-
现代通信原理 Principle of Modern Communications
信号与系统-模拟角度调制系统
瞬时相位： (t) (t)dt ct KFM f (t)dt
sFM t A0 cosct 0 kFM f t dt
kFM ——调频灵敏度，单位为弧度/秒/伏。
调频波的瞬时频率偏移与f(t)成线性关系。
PM 信号和FM 信号波形如图所示：
满足窄带条件时
sNBFM t A cosct
A FM 1
2
cosc
m1t
A FM 1
2
c
m1t
AFM 2
2
cosc
m2 t
AFM 2
2
cosc
m2 t
有效频带宽度：若m2 m1 BNBFM 2m1
不满足窄带条件时：
sFM t A e j t
取其实部
A
J J e n FM1
f t Am1 cosm1t Am2 cosm2t
t c kFM Am1 cosm1t kFM Am2 cosm2t
t ct FM1 sin m1t FM 2 sin m2t
FM 1
kFM Am1
m1
FM 2
kFM Am 2 m 2
sFM t A cos ct FM1 sin m1t FM 2 sinm2t
有效带宽：（以单音调制为例）
调相波的有效带宽： BPM 2 PM 1 fm
窄带调相波的有效带宽： BPM 2 fm
调相波的的有效带宽与调制频率有关；而调频 波在调制频率变化时，有效带宽基本保持不变；
对于多音调制，调相波的有效带宽取决于最高调 制频率分量，而调频制不存在这个问题；在实际 应用中，调频制比调相制要广泛的多。
调频波的有效带宽：
理论上调频信号的带宽为无限宽。然而实际上各次边频
第4章模拟调制系统
A0
A0 f (t )max
0
t
A0 f (t )max
过调制示意图
单音调制(单频调制)的调制信号为:
s AM (t ) ( A0 Am cos m t )cos 0 t A0 (1
AM 调幅指数
f (t ) Am cos m t
Am A0
A0
m
0
S
m
AM ( )
1/2 0
A0
带宽： BAM 2m
0
0
2 m
已调信号的带宽是基带信号带宽的两倍。 注意：带宽是指频谱的正频率部分。
AM信号的频谱
由于已调信号的频谱只是把基带信号的频谱搬移到±ω0 处， 而没有产生新的频谱成分，因此AM属于线性调制。
三、 调幅信号的功率分配
f (t )
f ( t ) cos 0 t
×
cos 0 t
/ 2 / 2
sin 0 t
希尔伯特变换：
t j 0 F ( ) F H ( ), H ( ) j 0
s SSB ( t )
(t ) f
× f ( t ) sin c t
3.按调制实现的功能不同来划分：
①幅度调制：载波信号的幅度随调制信号线性变化的调制。 ②频率调制：载波信号的频率随调制信号线性变化的调制。
③相位调制：载波信号的相位随调制信号线性变化的与输入调制信号的频谱之间是线性搬移
②非线性调制：已调信号频谱与输入调制信号的频谱之间是非线性搬移 注意：线性并不意味着已调信号与调制信号之间符合线性 关系，实际上任何一种调制过程都是非线性变换过程
第四章模拟调制系统习题（30道）
第四章 模拟调制系统 习题（30道）1. 已知调制信号 m(t)=cos(2000πt)+cos(4000πt)，载波为cos104πt，进行单边带调制，试确定该单边带信号的表达试，并画出频谱图。
解：方法一：若要确定单边带信号，须先求得m(t)的希尔伯特变换 m ’（t）=cos（2000πt-π/2）+cos（4000πt-π/2） =sin（2000πt ）+sin（4000πt ） 故上边带信号为S USB (t)=1/2m(t) cos w c t -1/2m ’(t)sin w c t =1/2cos(12000πt )+1/2cos(14000πt ) 下边带信号为S LSB (t)=1/2m(t) cos w c t +1/2m ’(t) sin w c t=1/2cos(8000πt )+1/2cos(6000πt ) 其频谱如图所示。
方法二：先产生DSB 信号：s m (t)=m(t)cos w c t =···，然后经过边带滤波器，产生SSB 信号。
2. 将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。
若次信号的传输函数H(w )如图所示。
当调制信号为m(t)=A[sin100πt +sin6000πt ]时，试确定所得残留边带信号的表达式。
解：设调幅波sm(t)=[m 0+m(t)]coswct，m0≥|m(t)|max，且s m (t)<=>S m (w)根据残留边带滤波器在f c 处具有互补对称特性，从H(w)图上可知载频f c =10kHz ，因此得载波cos20000πt。
故有sm(t)=[m0+m(t)]cos20000πt=m0cos20000πt+A[sin100πt+sin6000πt]cos20000πt=m0cos20000πt+A/2[sin(20100πt)-sin(19900πt)+sin(26000πt)-sin(14000πt)Sm(w)=πm0[σ(w+20000π)+σ(W-20000π)]+jπA/2[σ(w+20100π)-σ(w+19900π)+σ(w-19900π)+σ(w+26000π)-σ(w-26000π)-σ(w+14000π)+σ(w-14000π)残留边带信号为F(t)，且f(t)<=>F(w)，则F(w)=Sm(w)H(w)故有：F(w)=π/2m0[σ(w+20000π)+σ(w-20000π)]+jπA/2[0.55σ(w+20100π)-0.55σ(w-20100π)-0.45σ(w+19900π)+ 0.45σ(w-19900π)+σ(w+26000π) -σ(w-26000π)f(t)=1/2m0cos20000πt+A/2[0.55sin20100πt-0.45sin19900πt+sin26000πt]3.设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=0.5*10-3W/Hz，在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz，而载波为100kHz，已调信号的功率为10kW.若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：1.）该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性H(w)?2.）解调器输入端的信噪功率比为多少?3.）解调器输出端的信噪功率比为多少?4.）求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图型表示出来。
通信原理第四章
第 4章模拟调制系统
4.1幅度调制（线性调制）的原理
定义： 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。 幅度调制器的通用模型如图 4 - 1 所示。
4/169 12:07
m(t)
×
h(t)
sm(t)
cos ω ct
图 4 - 1幅度调制器的一般模型
6
由 于 ： x (t )e jωct ⇔ X (ω − ω c )
1 [δ (t ) + j ] ⇔ u (ω )
2
πt
⇒
sUSB(t)
=
1[m(t)*(δ 4
(t)
+
j πt
)]e
jωct
+
1 [m(t) *(δ 4
(t)
−
j πt
)]e−
jωct
= 1[m(t) + jmˆ (t)]ejωct + 1[m(t) − jmˆ (t)]e−jωct
如图4 - 7所示。
38/169 12:07
1 m(t) 2
t
Hh(ω)
1 2
m(t)
£π -2
± sSSB(t)
sSSB
(t)
=
1 2
m(t)
cos ωct
∓
1 2
mˆ
(t) sin
ωct
1 2
mˆ (t)
sin
ωct
图 4 –7 相移法形成单边带信号
39/169 12:07
cosωct
25/169 12:07
DSB调制结论： 1. 由频谱结构可知，发射信号没有载波分
通信原理-第4章-模拟调制系统——角度调制
ϕ 为瞬时频率偏移， 为瞬时相位， dϕ (t ) / dt 为瞬时频率偏移， (t ) + θ 0 为瞬时相位，或
相位。 相位。
4
相位调制(PM)：瞬时相位偏移随调制信 ： 相位调制 号作线性变化。 ϕ (t ) = K PM f (t ) 号作线性变化。
式中K 调相灵敏度， 式中 PM－ 调相灵敏度，含义是单位调制信号 幅度引起PM信号的相位偏移量，单位是rad/V。 信号的相位偏移量，单位是 幅度引起 信号的相位偏移量 。 将上式代入一般表达式 得到PM信号表达式 s (t ) = A cos[ω c t + ϕ (t )] 信号表达式 得到
16
AM与NBFM频谱图： 与 频谱图： 频谱图
为使AM波不致过调，边频幅度不得超过载频幅度之半； 波不致过调，边频幅度不得超过载频幅度之半； 为使 波不致过调 为使NBFM满足窄带条件，边频幅度应远小于载频幅度。 满足窄带条件， 为使 满足窄带条件 边频幅度应远小于载频幅度。
17
矢量图
ωm
△ϕ
sin K FM ∫ f (t )dt ≈ K FM ∫ f (t )dt cos K FM ∫ f (t )dt ≈ 1 因此： 因此： sNBFM (t ) ≈ Acosωc t − AK FM ∫ f (t )dt sinωc t
且均值为0， 设 f (t ) 的频谱为 F (ω ) ，且均值为 ，即 F (0) = 0 则有： 则有：SNBFM (ω ) = π A[δ (ω − ωc ) + δ (ω + ωc )]
9
调 相 波 频 波
调
瞬时频率 ω ( t ) =
dθ (t ) df (t ) = ω c + K PM dt dt
第四章习题
（3）根据调制器的功能不同，调制分为：幅度调制，频率 调制和相位调制。
（4）根据调制器的频谱搬移特性，调制分为：线性调制， 非线性调制。
4．2 幅度调制的原理
幅度调制是调制信号去控制载波的振幅，使其按调
制信号的规律而变化的过程。
调相信号：w
Kp
dm(t) dt
max
调频信号：w
Kf
m(t) max
调制指数：是指调角信号总相角偏离未调载波总相角的最 大偏移量，也即该调角信号的最大相位偏移。
调相信号 ：
mp
Kp
m(t) max
调频信号：m f
t
K
f
m( )d
max
窄带调频
在最大频率偏移或相应的最大相位偏移较小时,即:一般
所谓“信噪比”是指信号和噪声的平均功率之比
4.3.1 分析模型
n(t)
sm(t)
＋
带通 sm(t) 滤波器 ni(t)
解调器
mo(t) no(t)
图、 解调器的抗噪声性能的模型
ni (t) 即为平稳高斯窄带噪声： ni (t) nc (t)coswct ns (t)sin wct ni (t) V (t) cos[wct (t)]
wc
)
Sm (w
wc
)]
相干解调低通滤波器输出信号频谱为 ：
M 0 (w)
1 4
M
(w)[ H
(w
wc )
H
(w
wc )]
为了保证相干解调的输出无失真的恢复调制信号：
H(w wc ) H(w wc ) 常数 w wH
模拟调制
4.2.4 单边带调制（ＳＳＢ）
１）滤波器形成单边带信号
图4-4
图4-5
技术难点
❖要求滤波器具有陡峭的截 止特性。
单边带信号的形成
设单频调制信号为 m(t) cost
载波信号为
c(t) cosct
sDSB (t) cost cosc t
1 2
cos(
c
)t
1 2
cos(
c
)t
上边带
下边带
第四章 模拟调制系统
§4.2 幅度调制（线性调制）原理及抗噪 声性能
§4.3 线性调制系统的性能分析 §4.4 角度调制（非线性调制）原理及抗
噪声性能 §4.6 模拟调制系统比较 §4.7 频分复用（FDM）
目的和要求
❖掌握调制的定义及其分类；
❖掌握线性和非线性调制解调原理；
❖掌握利用系统模型进行抗噪声性 能分析的方法；
❖了解各种模拟调制系统性能比较 的结果。
§4.1 概 述
定义：使载波的一个或几个参量随基带 信号改变的过程。
调制的目的： ➢ 频谱搬移 － 适应信道传输 ➢ 实现信道的多路服用，提高信道利用率 ➢ 提高抗干扰性
模拟调制的分类： ➢ 线性调制：调幅、单边带、双边带、残留边带… ➢ 非线性调制（角度调制）：频率调制、相位调制
sm (t) Am(t) cos(ct 0 ) * h(t)
Sm
()
1 2
[M
(
c
)
M
(
c
)]H
()
其中：
m(t) F M ()
sm (t) F Sm ()
4.2.2 调幅（AM）
１）原 理
滤波器为全通网络。调制信号叠加直流后与载 波相乘，即形成调幅信号。
(完整版)第四章模拟调制系统习题答案
第四章 模拟调制系统习题答案4-1 根据图P4-1所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别解由包络检波后波形可知：DSB 解调信号已严重失真，而AM 的解调信号不失真。
所以，AM 信号采用包络检波法解调，DSB 信号不能采用包络检波法解调。
4-2 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度P n (f)=0.5×10-3 W/H Z ，在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号m(t)的频带限制在5kH Z ，而载波为100kH Z ，调制信号的功率为10kW 。
若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过带宽为10kH z 的一理想带通滤波器，试问（1） 该理想带通滤波器中心频率为多大？ （2） 解调器输入端的信噪功率比为多少？ （3） 解调器输出端的信噪功率比为多少？（4） 求出解调器输出端的噪声功率谱密度，并用图形表示出来。
解 （1）为了保证信号顺利通过和尽可能的滤除噪声，带通滤波器的带宽等于已调信号宽度，即B=2f m =2×5=10kH Z ,其中心频率应选信号的载波频率100kH Z ,带通滤波器特性为 ()⎩⎨⎧≤≤=其它010595Zz kH f kH k H ω(2) S i =10kWN i =2BP n (f)=2×10×103×0.5×10-3=10W故输入信噪比 S i ／N i ＝1000 (3) 因有G DSB ＝２，故输出信噪比 002210002000i iS SN N =⨯=⨯=(4) 根据双边带解调器的输出噪声与输入噪声功率之间的关系，有W N N i 5.2410410===故()()Zn Zm n kH f f p H W f N f P 521105.021/1025.010525.2233300≤=⨯⨯=⨯=⨯⨯==--双其双边谱如右图所示4-3某线性调制系统的输出信噪比为20dB ，输出噪声功率为10-9W ，由发射机输出端到解调器输入端之间总的传输损耗为100dB ，试求：⑴DSB/SC 时的发射机输出功率； ⑵SSB/SC 时的发射机输出功率。
chap4 模拟调制系统解读
m(t ) 10cos200 t
c(t ) cos 2000 t
5 S ( f ) ( f 900) ( f 900) 10 ( f 1000) ( f 1000) 2 5 ( f 1100) ( f 1100) 2
Chap4 模拟调制系统
2019/2/25
通信原理课件
1
本章纲要
4.1 引言 4.2 幅度调制
1.常规双边带调幅（Amplitude Modulation， AM） 2.双边带抑制载波（Double Sideband－ Suppressed Carrier，DSB－SC） 3.单边带调幅（Single Sideband，SSB） 4.残留边带调幅（Vestigial Sideband，VSB）
特点
从频域表达式可以看出，AM信号的频谱是DSB 信号的频谱加上载波分量。 在这个频谱搬移过程中没有出现新的频率分量， 因此，该调制为线性调制。 带宽BAM＝2fm。
13
通信原理课件
2019/2/25
AM（Amplitude Modulation）
4.
AM已调信号的功率分配
2 PAM S AM (t ) [ A0 m(t )]2 cos2 c t
2.
实质：频谱搬移。
3.
作用
与信道特性匹配； 实现多路复用； 提高抗干扰性。
4
通信原理课件
2019/2/25
引言
4.
调制的分类
按载波信号c(t)分
连续波调制 脉冲波调制
按基带信号m(t)分
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SSSB(t)
H上/下(ω)
cosω0t
2．频谱与带宽：
DSB谱
Ht(ω)
SSB上 SSB下
• B=fm
波形：
SSSB(t)
ω=ω0±ωm t
3．表达式推导：
• 由频谱形成入手
H下 ( )
1 2
sgn
o
sgn
o
• 也可写成
H下 ( )
1 2
sgn
o
(1)gsgn
o
SDSB( )gH 下 (
S0(t)
cosùct
要求：解调用的载波要与调制用的载波同频同 相。
二、抑制载波的双边带调幅（DSB-SC）
1．表达式与波形 • sDSB(t)=m(t)cosωct
m(t)
0 s(t)
0
sDSB(t)
t t
0 t
2 频谱与带宽 • 其频谱表达式为： sDSB(ω)=1/2[M(ω-ωc) +
M(ω+ωc)]
1 2
m(t)
cosot
1 2
m) (t) sinot
• 同理 H上 () 1 H下()
SSSB上 (t) SSSB ( )gH上 ( )
1 2
M
(
o )
1 2
M
(
o
)
SSB上 ( )
1 4
M
(
o
)
1 4
M
(
o
)
1 4
SSB上
1 2
m(t) cosot
1 2
复合调制、多级调制
§4.2 线性调制
也称幅度调制，共四种AM、DSB、SSB、VSB， 共同特点调制前后信号频谱只有位置变化，没 有形状变化。 一 常规调幅（Amplitude Modulation, AM） 1 表达式与波形 • SAM(t)=[A0+m(t)]cosωct，要求
A+m(t)≥0（包络检波不失真条件）
DSB、SSB、VSB、FM、PM • （2）数字调制 m(t)为数字信号，
ASK、FSK、PSK等。
• 正弦调制
（1）模拟调制 m(t)为模拟信号，AM、DSB、 SSB、VSB、FM、PM （2）数字调制 m(t)为数字信号，ASK、FSK、 PSK等。
• 脉冲调制 脉冲模拟调制：用模拟信号m(t)改变脉冲的幅度
• 本章属于正弦模拟调制（简称模拟调制），又 分成线性调制（幅度调制，共四种AM、DSB、 SSB、VSB）和非线性调制（角度调制FM、PM）。
• 对于各种调制方式，分析的思路一致，基本从 三个方面进行：
表达式、波形、频谱、带宽、功率分配 调制和解调方法方框图 抗噪性能分析
5. 按照具体实现过程分
)
1 4
M
(
o
)
M
(
o
)
1 4
M
(
o
)
sgn(
o
)
M
(
0
)
sgn(
o
)
m) (t) 1 m(t)
) t
M () j sgn()M ()
m) (t) sinot
j sgn()
1
2
M ()
j
(
o)
(
o )
1 2
sgn(
o )W
(
o )
1 2
M
(
o ) sgn(
o )
SSSB下 (t)
Pf
效率 Pf 2 m2(t) 1 P0 Pf m2 (t) A02 2
若m(t)
Am
cosmtห้องสมุดไป่ตู้n
1 3
4．调制实现
m(t) SAM(t)
A0
5. 解调
• （1）包络检波
cosωct
要求 A+m(t)≥0
SAM(t)
包络检 波
m’(t)=A0+m(t)
（2）相干解调
sAM(t)
LPF
一个输出信号为在信道中传输的已调信号 sm(t)。
二、调制的作用
1 进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到 所希望的位置上，从而将调制信号转换成 适合于信道传输已调信号 2 实现信道多路复用，提高系统的传输有郊 性 3 通过选择不同的调制方式改善系统传输的 可靠性。
三、调制的分类
1．按照调制信号m(t)分
M(ω)
S(ω)
-ùm
0
ωm
ù
-ùc
0
ùc
ù
2ùm
-ùc
0
ùc
ù
DSB信号带宽B=2fm
3 功率分配
PAM
s2 DSB
(t )
m2 (t) 2
4.调制框图
SDSB(t) m(t)
cosωct
5.解调框图
SDSB(t)
cosωct
LPF
S0(t)
三、单边带（SSB）
1．产生方法1－滤波法
m(t)
• 调制涉及两个输入信号和一个输出信号；在 通信系统的发送端通常需要有调制过程，而 在接收端则需要有调制的反过程——解调过 程。
• 两个输入信号为：
基带信号(调制信号)m(t)： 包含信息的原 始信号，具有较低的频谱分量，在许多信道中 不适宜直接传输。
载波信号(被调制信号)c(t)：参数受调制 信号控制、用来承载信息的特定信号。
A0 f
fc
f
fc
1 2
M
f
fc
M
f
fc
M(ω）) )
-ùm
0
ùm
ù
S(ω)
-ùc
0
SAM(ù)
-ωc
0
AM信号带宽B=2fm
ùc
ù
2ùm
ùc
ù
3．功率分配
SAM
sAM
2
(t)
lim
T
1 T
T /2 T / 2
2
A0 m(t) cos2 ctdt
A02 2
m2 (t ) 2
P0
第四章 模拟调制系统
§4.1 调制的概念 §4.2 线性调制 §4.3 线性调制系统的抗噪性能 §4.4 非线性调制（角度调制 FM,PM） §4.5 各种模拟调制系统的性能比较 §4.6 复合调制，多级调制，频分复用
（FDM）
§4.1 调制的概念
一、调制的概念
• 所谓调制，就是按调制信号的变化规律去改 变载波某些参数的过程。通常，调制可以分 为模拟（连续）调制和数字调制两种方式。
• 模拟调制：在模拟调制中，调制信号的取值 是连续的。
• 数字调制：数字调制中，调制信号的取值为 离散的。
2．按照载波信号c(t)分 • 正弦调制 C(t)=cosωct 为连续正弦波。 • 脉冲调制 C(t)为脉冲周期信号。
3.结合调制信号不同情况组合出四种，即 • （1）模拟调制 m(t)为模拟信号，AM、
m(t) A0
t s(t)
t
sAM(t)
A0 t
2．频谱与带宽
m(t) M ( f )
A0 m(t) 2A0 f M ( f ) cosct C( f ) f fc f fc
f1 (t )
f2
(t)
1 2
F1 (
f
)
F2
(
f
)
S AM
(t)
[A0
m(t)]c osc t
(PAM)、宽度(PDM)、相位(PPM) 脉冲数字调制：PCM、ΔM、ADPCM等
4.按照 m(t)对c(t)不同参数的控制分
基本：
• 幅度调制：正弦载波的幅度随调制信号线性
变化的过程， AM、DSB、SSB、VSB、ASK、
• 频率调制：FM、FSK
• 相位调制：PM、PSK、DPSK
•
改进：QAM、MSK、GMSK