第二章-模拟调制系统资料培训课件

单边带滤波器从理论上来说应具有理想的低通或高通特性， 但是理想的滤波特性是不可能实现的。因此，通常采用多级滤 波来保证滤波器的实现。
H()
1
£c
0
c
(a)
H()
1
£c
0
c
(b)
图2-7 产生SSB信号的单边带滤波器-(a)高 通滤波器 （b）低通滤波器
如图2-2所示，调制信号m(t)先叠加直流分量A0以后，再与 载波相乘，则输出信号就是常规双边带调制信号，其时域和频 域表示式分别为：
s A ( t ) M [ A 0 m ( t ) c ]c t o A 0 c sc t o m ( t s ) cc t os
S A (M ) A 0 [( c ) ( c )]
sm (t)[m (t)co ct]sh(t) 时域
S m ( )1 2 [M ( c) M ( c)H ]( ) 频域
s m (t) [m (t)co c t] sh (t)
S m ()1 2[M ( c)M ( c)H ]()
由以上表示式可见，对于幅度调制信号，在波形上，它的 幅度随基带信号的规律而变化；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。
小结：
AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分，只有 边带功率才与调制信号有关，也就是说，载波分量不携带信 息。即使在“满调幅”（|m(t)|max = A0，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。
sDS (tB )m (t)co cts
S DS ( B )1 2[M (c)M (c)]
cos 0t O
m(t) O
sDSB(t) O
t
－ c
O
c
M( )
t
t 载波反相点
－H O H
SDSB( )
2 H
－ c
O
c
图2-5 DSB信号的波形和频谱
由图2-5的时间波形可知，DSB信号的包络不再与调制信 号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制 信号，而需要采用相干解调。另外，在调制信号m(t)的过零点 处，高频载波的相位有180 °的突变。
第二章-模拟调制系统资料
2.2 幅度调制的原理
幅度调制是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 2-1所示。
基带信号m(t) ×
h(t)
sm(t)
Cosωct 此为高频载波
图2-1 幅度调制的一般模型
则该模型输出已调信号的时域和频域表示式分别为：
P AM sA 2 (M t) [A 0m (t)2]co 2 cs t
A 0 2 c2 o c t s m 2 (t)c2 o c t s 2 A 0 m (t)c2 o c ts
通常假设调制信号没有直流分量，即 m(t) 0。此外，
co2sct12（ 1co2sct）
PAM A 202m22(t)PcPs 式中，Pc为载波功率，Ps为边带功率。
由图2-5的频谱图可知，DSB信号虽然节省了载波功率，
功率利用率得到提高，但它的频带宽度仍是调制信号带宽的两
倍，即BAM = 2fH，与AM信号带宽相同。
P DS s B D 2 (S t)B m 2(t)co 2 cs tm 2 2 (t)P s
DSB
Ps PDSB
1
2.2.3 单边带调制（SSB）
S SS () B S D(S)B H SS () B
m(t)
×
HSSB(ω)
sSSB(t)
cosωct 图2-6 滤波法产生SSB信号的模型
如图2-6所示，图中HSSB(ω)为单边带滤波器，其具有两种 形式，即上边带滤波器和下边带滤波器。
H U( S ) B 1 0 c c H L( S B ) 1 0 c c
1 2[M (c)M (c)]
m(t) O
A0＋m(t)
O cos c(t)
O
sAM (t)
O
t
t
M( )
1
t
－ H
ห้องสมุดไป่ตู้
0
H
SAM ( )
A0
A0
1
2
t
－ c
0
c
图2-3 AM信号的波形和频谱
由图2-3的时间波形可知，当满足条件：|m(t)|max ≤ A0 时， AM信号的包络与调制信号成正比，所以用包络检波就可以很 容易的恢复出原始的调制信号；否则，将会出现过调幅现象而 产生包络失真，这时不能用包络检波进行解调，为保证无失真 解调，可以采用相干解调。
由图2-3的频谱图可知，AM信号的频谱SAM(ω)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。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fH的两倍，即 BAM = 2fH。
AM信号的平均功率应等于sAM(t)的均方值，即：
图2-1之所以称为幅度调制的一般模型，是因为在该模型 中，适当选择滤波器的频率特性H(ω)，便可以得到各种幅度调 制信号。例如：常规双边带调制信号、抑制载波的双边带调制 信号、单边带调制信号以及残留边带调制信号。
2.2.1 常规双边带调制（AM）
m(t)
+
×
sAM(t)
A0
cosωct
图2-2 常规双边带调制模型
由于DSB信号包含上、下两个边带，同时这两个边带包含 的信息相同，因而，从信息传输的角度考虑，只传输其中一个 边带就够了。这种只传输一个边带的通信方式称为单边带通信。 相应的，只产生一个边带的调制方式称为单边带调制，SSB信 号的产生方法通常有滤波法和相移法。
1. 滤波法
产生单边带信号最直观的方法是让双边带信号通过一个单 边带滤波器，保留所需要的一个边带，滤除不要的边带，这种 方法就称为滤波法，它是最简单也是最常用的方法。
调 制A 效 M P P A s率 M P cP s： P sA 0 2 m 2 m (t2 )(t)
2.2.2 抑制载波的双边带调制（DSB - SC）
m(t)
×
sDSB(t)
cosωct 图2-4 抑制载波的双边带调制模型
如图2-4所示，调制信号m(t)直接与载波相乘，则输出信号 就是无载波分量的双边带调制信号，即抑制载波的双边带调制 信号，其时域和频域表示式分别为：