王兴亮数字通信原理

PAM
A02 2
x2 (t) 2
Pc
Ps
式中，Pc=A20/2为载波功率，Ps x2 (t) / 2 为边带功率。
AM信号的平均功率是由载波功率和边带功率组成的，而只 有边带功率才与调制信号有关。 载波功率在AM信号中占有大 部分能量，即使在满调制(ma=1)条件下，两个边带上的有用信 号仍然只占很小能量。因此，从功率上讲，AM信号功率利用率 比较低。
如果通过上边带滤波器HUSB(ω), 则得到USB信号
sUSB (t)
n i 1
1 2
xi
cos(i
c )t
1 2
x(t)
cos ct
1 2
xˆ(t) sin
（4） 要使已调波不失真，必须在时域和频域满足以下条 件：在时域范围内， 对于所有t，必须
| x(t) |max A0
（2 - 3）
已调波的包络和x(t)的形状完全相同，用包络检波的方法很容易恢复出原
始的调制信号。 否则将会出现过调幅现象而产生包络失真。
在频域范围内， 载波频率应远大于x(t)的最高频谱分量，即
fc fm
（2- 4）
若不满足此条件， 则会出现频谱交叠， 此时的包络形状一定会产生失真。
第 2 章模拟信号的调制与解调
调幅度ma
ma
[ A(t)]max [ A(t)]max
[ A(t)]min [ A(t)]min
(2-5)
一般情况，ma小于1, 只有A(t)为负值时，出现过调幅现象，ma才大于1。
第 2 章模拟信号的调制与解调
第 2 章 模拟信号的调制与解调
2.1 模拟信号的线性调制 2.2 模拟信号的非线性调制 2.3 模拟调制方式的性能比较
第 2 章模拟信号的调制与解调
目的 使基带信号经过调制后可以在有线信道上同时传输多路 基带信号，同时也适合于在无线信道中实现频带信号的 传输。
调制 在发射端把基带信号频谱搬移到给定信道带宽内的过程。 解调 在接收端把已搬移到给定信道内频谱还原为基带信号频谱
第 2 章模拟信号的调制与解调
图2 - 4 产生SSB （a） 边带滤波特性； (b) 频谱特性
第 2 章模拟信号的调制与解调 2. 移相法产生单边带信号
任一调制基带信号，可用n个余弦信号之和来表示， 即
经双边带调制
n
x(t) xi cosit i 1
n
sDSB (t) x(t) cosct xi cosit cosct i 1
第 2 章模拟信号的调制与解调
调制效率 定义为边带功率与总平均功率之比， 即
AM
Ps Pc Ps
x2 (t) A02 x2 (t)
对于调制信号为单频余弦信号的情况
x(t)=Amcos(ωmt+θm)，x2(t) =A2m/2,
AM
x2 (t) A02 x2 (t)
Am2 2A02 Am2
(2 - 7)
(2 -1ຫໍສະໝຸດ Baidu)
这就使得调制效率达到100％，即ηDSB=1。
带宽BDSB=2fm
第 2 章模拟信号的调制与解调 2.1.3 单边带调幅(SSB)
1. 滤波法产生单边带信号 所谓滤波法，就是在双边带调制后接上一个边带滤波器， 保留所需要的边带，滤除不需要的边带。
边带滤波器可用高通滤波器产生USB边带信号，也可用低通滤波器产生 LSB信号。
（2）AM波的幅度谱|X(ω)|是对称的。 在正频率区域， 高于ωc的频谱叫上边带（USB），低于ωc的频谱叫下边带
（LSB）；又由于幅度谱对原点是偶对称的，所以在负频率区
域，上边带应落在低于- ωc的频谱部分，下边带应落在高于ωc的频谱部分。
第 2 章模拟信号的调制与解调
（3）AM波占用的带宽BAM（Hz）应是基带消息信号带 宽fm（fm=ωm/2π）的两倍，即BAM=2fm。
AM调制器模型如图所示。
第 2 章模拟信号的调制与解调
假设调制信号为x(t)，滤波器H(ω)=１，是全通网络，载波 信号为c(t)=cosωct, 调制信号x(t)叠加直流A0后与载波相乘，经过 滤波器后就得到标准调幅（AM）信号。
AM信号的时域和频域表示式分别为
sAM (t) [ A0 x(t)]cosct A(t) cosct A0 cosct x(t) cosct
“满调制”ma=1 时， 调制效率达到最大值, ηAM=1/3。
第 2 章模拟信号的调制与解调
2.1.2 抑制载波双边带调幅(DSB-SC)
将直流分量A０取掉，得到抑制载波的双边带信号，简称 双边带信号(DSB)。
DSB信号的时域表示为
sDSB (t) x(t) cosct
(2- 8)
当调制信号x(t)为确知信号时，DSB信号的频谱
平均功率PAM sAM(t)的均方值。
PAM sA2M (t) A0 x(t) 2 cos2 ct
A02 cos2 ct x2 (t) cos2 ct 2 A0 x(t) cos2 ct
第 2 章模拟信号的调制与解调
当调制信号无直流分量时，x(t)=0，且当x(t)是与载波无关的较 为缓慢变化的信号时， 有
的过程。 调制解调系统 包含调制和解调的系统。
第 2 章模拟信号的调制与解调
2.1 模拟信号的线性调制
线性调制：频谱之间呈线性搬移关系的调制方式。 2.1.1 常规双边带调制（AM）
常规双边带调制就是标准幅度调制，它用调制信号去控制 高频载波的振幅，使已调波的振幅按照调制信号的振幅规律线 性变化。
sAM
()
A0[
(
c
)
(
c
)]
1 2
[
X
(
c
)
X
(
c
)]
第 2 章模拟信号的调制与解调
图2 - 2 AM (a) 调制信号； (b) 叠加直流的调制信号； (c) 载波信号； (d) 已调波信号
第 2 章模拟信号的调制与解调
由图2-2可以看出：
（1） 调幅过程使原始频谱X(ω)搬移了±ωc，且频谱中包 含载频分量πA0［δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)］和边带分量（1/2） ［X(ω+ωc)+ X(ω－ωc)］两部分。
sDSB ()
X ( c )
2
X ( c )
2
(2-9)
第 2 章模拟信号的调制与解调
图2 - 3 DSB (a) 调制信号； (b) 载波信号； (c) 已调波信号
第 2 章模拟信号的调制与解调
由于DSB频谱中没有载波分量，Pc=0。因此，信号的全部
功率都包含在边带上，
PDSB
PS
x2 (t) 2