第三章模拟调制系统
天津大学现代通信原理课后习题答案(1-4章)
天津大学现代通信原理课后习题答案(1-4章)《现代通信原理》课后习题解答第一章绪论1-1设英文字母C出现的概率为0.023，E出现的概率为0.105,试求C与E的信息量。
11IClog2log25.44bit解：p(某)0.023IElog213.25bit0.1051-2设某地方的天气预报晴占4/8，阴占2/8，小雨占1/8，大雨占1/8，试求各每个消息的信息量。
解：8log21bit晴：阴：2bit小雨：3bit大雨：3bit。
41-3设有四个信息A、B、C、D分别以概率1/4，1/8，1/8和1/2传递，每一消息的出现的是相互独立的。
试计算其平均信息量。
解：1111H(某)P(A)log2P(B)log2P(C)log2P(D)log2P(A)P(B)P(C)P(D)11111111log2log2log2log211114882()()()()48821.75bit/符号1-4一个离散信号源每毫秒发出4种符号中的一个，各相互独立符号出现的概率分别为0.4，0.3，0.2，0.1。
求该信号源的平均信息量与信息传输速率。
解：111H(某)0.4log20.3log20.2log20.40.30.210.2log21.84bit/符号0.21.841840bit/1061-5设一信息源的输出由128个不同的符号组成，其中16个出现的概率为1/32，R其余112个出现概率为1/224，信息源每秒钟发1000个符号，且每个符号彼此独立，试计算该信息源的平均信息速率。
11解:H(某)16(1/32)log2112(1/224)log2(1/32)(1/224)6.405bit/符号Rb6.40510006405bit/第1页共26页1-6设一数字传输系统传递二进制码元的速率为1200B，试求该系统的信息传输速率，若该系统改为8进制码元传递，传码率仍为1200B，此时信息传输速率又为多少？解:Rb=RB=1200b/RbRBlog2N1200log28120033600b/1-7已知二进制数字信号的传输速率为2400b/。
第三章模拟调制系统
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)(,: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 ()()()()01:)(21)(21))((21cos )(0ωωωωωωωω-↔+=+=--F e t f e t f e t f e e t f t t f t j t j t j t j t j c c c c c 而故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。
第三章 模拟调制系统
《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
3.3.2 线性调制系统的非相干解调
所谓非相干解调就是在接收端解调信号时不需要本地 载波，而是利用已调信号中的包络信息来恢复原基带信号。 因此，非相干解调一般只适用幅度调制（AM）系统。由 于包络解调器电路简单，效率高，所以几乎所有的幅度调 制（AM）接收机都采用这种电路。图3-16为串联型包络 检波器的具体电路。
图3-2 调幅过程的波形及频谱 《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
1
Pm 2
1
[ 4
Pm
(
c
)
Pm
(
c
)]d
1 4
Pm ()d
1 m2 (t) 2
（3.2-14）
比较式（3.2-13）和式（3.2-6）以及式（3.2-14）和式（3.2-7） 可见，在调制信号为确知信号和随机信号两种情况下，分别 求出的已调信号功率表达式是相同的。考虑到本章模拟通信 系统的抗噪声能力是由信号平均功率和噪声平均功率之比 （信噪比）来度量。因此，为了后面分析问题的简便，我们 均假设调制信号（基带信号）为确知信号。
图3-21 有噪声时的包络检波器模型 《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
2、小信噪比情况
所谓小信噪比是指噪声幅度远大于信号幅度。在此情况 下，包络检波器会把有用信号扰乱成噪声，即有用信号 “淹没”在噪声中，这种现象通常称为门限效应。进一步 说，所谓门限效应，就是当包络检波器的输入信噪比降低 到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的 一种现象。
第三章模拟调制系统-VSB
6 教师:黄晗
3.4 线性调制和解调的一般模型
引言 线性调制的含义
在频谱搬移和变换过程中符合线性叠加原理
线性调制的规律
已调信号和调制信号的频谱之间线性对应
建立调制和解调的一般模型 列出已调制信号的一般表达式
7 教师:黄晗
3.4.1 线性调制信号产生的一般模型 已调信号的频域表达式为： 已调信号的频域表达式为： 1 S (ω ) = H (ω )[F (ω − ω c ) + F (ω + ω c )] 2 时域表达式为： 时域表达式为： s ( t ) = [ f ( t ) cos ω c t ] ∗ h ( t )
非相干解调常规调幅信号使用包络检波包络携带原调制信号信息包络检波简单有效不必要用相干解调其他线性调制信号无载波分量包络不能体现调制信号信息不能采用一般的包络检波方法解决办法
本章内容
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 双边带调幅 单边带调制（ 单边带调制（SSB） ） 残留边带调制（ 残留边带调制（VSB） ） 线性调制和解调的一般模型 线性调制系统的抗噪声性能
1 S p (ω ) = [S VSB (ω − ω c ) + S VSB (ω + ω c )] 2
+
1 [H VSB(ω − ωc )F (ω − 2ωc ) + H VSB(ω + ωc )F(ω + 2ωc )] 4
1 经低通后输出 Sd (ω ) = 4 F (ω )[H VSB(ω − ωc ) + H VSB(ω + ωc )]
s ( t ) = s I ( t )cos ω c t + s Q ( t )sin ω c t
同相分量 正交分量
(信息与通信)第3章模拟调制系统
数字调制技术的发展对模拟调制系统的影响
要点一
总结词
要点二
详细描述
随着数字调制技术的不断发展，其对模拟调制系统的影响 越来越大。数字调制技术具有更高的抗干扰性能和频谱利 用率，可能会逐渐取代模拟调制系统。
数字调制技术如OFDM（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，正交频分复用）等在抗干扰和频谱利用率方 面具有明显优势。随着数字信号处理技术的不断进步，数字 调制系统的复杂度和成本也在逐渐降低。因此，未来数字调 制系统可能会逐渐取代模拟调制系统，成为主流的通信调制 方式。
THANKS
感谢观看
调频（FM）
通过改变载波信号的频率来表示信息。
模拟调制系统的基本组成
调制器
将低频信号转换为高频信号。
载波信号
用于传输信息的信号。
信道
传输调制信号的媒介，可以是 无线电、有线等。
解调器
将调制信号还原为原始的低频 信号。
03
模拟调制系统的性能指标
调制效率
调制效率
调制效率是衡量模拟调制系统传输效率的重要指标，它表示了调制信号的功率与 载波信号的功率之比。调制效率越高，传输效率也越高。
详细描述
目前，低频段资源已经十分紧张，而高频段 资源相对丰富。利用高频段可以有效地缓解 频谱资源紧张的问题，同时高频段信号具有 传输速率高、传输时延低等优点，能够满足 未来通信对高速率和低时延的需求。
高效率调制技术
总结词
高效率调制技术是提高模拟调制系统性能的关键。通过采用先进的调制方式，可以有效地提高频谱利用率和传输 效率。
卫星通信
卫星电视广播
模拟卫星电视广播使用模拟调制技术将视频和音频信号调制到卫星信号上，然后传输给地面接收站和 电视机。
通信原理第三章(模拟调制原理)习题及其答案
第三章（模拟调制原理）习题及其答案【题3－1】已知线性调制信号表示式如下：（1）cos cos c t w t Ω （2）(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中，6c w =Ω。
试分别画出它们的波形图和频谱图。
【答案3－1】（1）如图所示，分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换，有()[()()2()()] [(7)(5)(5)(7)]2M c c c c S w w w w w w w w w w w w w πδδδδπδδδδ=+Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω（2）如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图：设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换，有()[()()][()()2()()] [(6)(6)][(7)(5)2(7)(5)]M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπδδδδπδδπδδδδ=++-++Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω【题3－2】根据下图所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。
t0m(t)【答案3－2】AM 波形如下：通过低通滤波器后，AM 解调波形如下：DSB 波形如下：通过低通滤波器后，DSB 解调波形如下：由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。
【题3－3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4cos10t π，进行单边带调制，试确定单边带信号的表达式，并画出频谱图。
【答案3－3】可写出上边带的时域表示式4411ˆ()()cos ()sin 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41[cos8000co 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=-=+-+=+++--s12000cos 6000cos14000]11cos12000cos1400022t t t t tπππππ+-=+ 其傅立叶变换对()[(14000)(12000)2+(14000)(12000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=+++-+-可写出下边带的时域表示式'4411ˆ()()cos ()cos 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41+[cos8000c 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=+=+++=+++-os12000cos 6000cos14000]11cos8000cos1600022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对'()[(8000)(6000)2(8000)(6000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=++++-+-两种单边带信号的频谱图分别如下图。
通信原理模拟调制系统
通信原理模拟调制系统一、模拟调制系统的基本原理模拟调制系统的基本原理是将数字信号通过调制技术转换为模拟信号，然后通过信道传输，并在接收端使用解调技术将模拟信号还原为数字信号。
模拟调制系统由三个基本组成部分组成，分别是源编码器、调制器和信道。
源编码器将输入的数字信号进行编码处理，调制器将编码后的数字信号转换为模拟信号，并通过信道传输，接收端的解调器将模拟信号还原为数字信号。
二、常用的调制技术1.幅度调制（AM）幅度调制是一种常用的调制技术，通过改变载波信号的幅度来传输数字信号。
具体实现时，将载波信号与数据信号相乘，得到一个幅度变化的信号，然后通过信道传输。
发射端的解调器使用包络检测器将幅度调制信号解调为原始数据。
2.频率调制（FM）频率调制是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
频率调制有两种常用的方式，即调频调制（FM）和相位调制（PM）。
在调频调制中，数字信号的变化会导致载波信号频率的变化，而振幅保持不变。
接收端的解调器使用频率解调器将模拟信号还原为数字信号。
3.相位调制（PM）相位调制也是一种将数字信号转换为模拟信号的调制技术。
在相位调制中，数字信号的变化会导致载波信号相位的变化，而频率和振幅保持不变。
接收端的解调器使用相位解调器将模拟信号还原为数字信号。
三、调制解调器调制解调器是模拟调制系统中的关键设备，用于实现数字信号与模拟信号的相互转换。
调制解调器在发射端将数字信号转换为模拟信号，并通过信道传输。
在接收端，调制解调器将模拟信号还原为数字信号，以便进行解码和处理。
四、模拟调制系统的应用模拟调制系统广泛应用于音频和视频信号的传输。
在电视广播中，模拟调制系统被用于将图像和声音信号转化为模拟信号，然后通过无线或有线信道传输。
在手机通信中，模拟调制系统被用于将语音信号转化为模拟信号，然后通过无线信道传输。
总结：模拟调制系统是一种将数字信号转换为模拟信号的技术，常用于音频和视频信号的传输。
它包括源编码器、调制器和信道等组成部分，并通过调制解调器实现数字信号与模拟信号的相互转换。
[信息与通信]第3章模拟调制系统
![[信息与通信]第3章模拟调制系统](https://img.taocdn.com/s3/m/75c764a1b9d528ea81c779b7.png)
1 mt cos c t 2
cos c t
移相
2
S SSB (t )
1 ˆ t m 2
1 mt sin c t 2
13
4. 解调：下图以上边带为例，示出用低通滤波器滤出解调后 的信号。
C(f)
-fc
0 (a) 载波频谱
S(f)
fc
f
上边带
上边带
-2fc
图3.1.1 调制器
1
1. 调制的目的： 频谱搬移 － 适应信道传输、合并多路信号 提高抗干扰性 2. 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
2
3.2 线性调制
3.2.0 基本概念
设载波为：c(t) = Acosct = Acos2 fct 调制信号为能量信号m(t)，其频谱为M(f ) 载 波：c(t) 调制 s(t) H(f) 信号 相乘结果： s(t) m(t) 滤波输出： s(t) Acos0t 用“”表示傅里叶变换： m(t ) M ( f )
2
边带 功率
6
6. 调制效率：
边带功率 AM平均功率
m 2 (t ) A02 m 2 (t )
单音余弦信号：
2 Am 1 2 2 2 A0 Am 3
m(t ) Am cosmt
调制效率低
7
7. 频谱特性：含离散载频分量 当m(t)为余弦波，且m＝100％时， 两边带功率之和 ＝ 载波功率之半。
f0
f
11
2)相移法：
m(t ) Am cosmt c(t ) cos(ct )
第三章模拟调制系统
2008年1月
2
通信原理简明教程（第2版）
调制的目的
❖提高无线通信时的天线辐射效率。 传输频率：3kHz，天线高度：25km 传输频率： 900MHz ，天线高度：8cm
❖把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实 现信道的多路复用，提高信道利用率。
❖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。
通信原理简明教程（第2版）
引言
❖ 基本概念
调制 － 把信号转换成适合在信道中传输形式的过 程。
调制信号 － 指来自信源的基带信号。 载波 － 未受调制的周期性振荡信号，它可以是正
弦波，也可以是非正弦波。 已调信号 － 载波受调制后称为已调信号。 解调（检波） － 调制的逆过程，其作用是将已调
信号中的调制信号恢复出来。
A0 1 AMcos(mt m ) cos(ct c )
上式中，AM Am / A0 ，称为调幅指数，用百分 比表示时，称为调制度。（通常取30%～60%）
调制度 小于1 等于1 大于1 正常调幅 满调幅 过调幅
若调制信号为一般信号，则取调幅指数为：
AM f (t) max / A0
2008年1月
1 1
2
cos2ct
析
cos2ct 0
PAM
A02 2
f
2 (t) 2
Pc
Pf
•常规调幅信号的功率由载波功率Pc和边带功率Pf组成； •边带功率与调制信号有关，是有用功率：
200•8年载1月波功率？？
12
通信原理简明教程（第2版）
调制效率：边带功率与总功率之比，即：
AM
Pf PAM
Pf Pc
第3章模拟调制系统
5
多路复用（提高通信的有效性）。充分利 用信道的带宽资源，将信号分别调制到相 邻的频带，分别传送，可实现频分复用技 术 减少噪声和干扰的影响（提高通信的可靠 性）。不同的调制方式具有不同的抗噪声 性能，通过选择合适的调制方式可以减少 噪声和干扰。如用带宽换取高信噪比。 克服设备的限制。最高与最低频率之差越 小，器件实现容易。
20
移相法SSB调制器方框图
优点：不需要滤波器具有陡峭的截止特性。 缺点：宽带相移网络难用硬件实现。
21
四、残留边带（VSB）调制
原理：
M
DSB
SSB
VSB
fc
0
fc
22
调制方法：
m t
sDSB t
H
sSSB t
载波 c t
sm (t ) [m(t ) cosct ] h(t )
输出信号频域表示式为：
1 S m ( ) [ M ( c ) M c )] H ( ) 2
26
移相法模型
sm (t ) [m(t ) cosct ] h(t )
展开，则可得到另一种形式的时域表示式，即 式中
no (t )
n(t )
35
制度增益
So / N o 2 Si / Ni
GDSB
36
三、SSB调制系统的性能 分析模型
sm (t )
sm (t ) mo (t )
BPF
ni (t )
cos c t
LPF
no (t )
n(t )
37
通信原理第三章 模拟调制系统
当载波为cosωct时
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t LSB c c 2 2
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t U SB c c 2 2 当载波为sinωct时
w
w
w
w
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t L SB c c 2 2 1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t U SB c c 2 2
w) , h(t) = H(w) = jsgn(
1
t
3）、Hilbert变换的性质: （1）、信号和它的希尔波特变换具有相同的能量谱密度或相 同的功率谱密度。 推论： （2）、信号和它的希尔波特变换的能量(或功率)相同。 （3）、信号和它的希尔波特变换具有相同的自相关函数。 （4）、信号和它的希尔波特变换互为正交。 4）、Hilterb变换的用途： 在单边带调制中，用来实现相位选择，以产生单边带信号
1 S ( w ) = A w w w w [ M ( w w ) M ( w w )] A M c c c c 2
c(t) 载波 调制 信号 已调 信号 m(t)
-f
H
C(f)
-f c 0 fc
f
M(f)
f
-fL 0 f
L
fH
sm(t)
第三章 模拟调制系统
引言 3.1 幅度调制 标准调幅（AM） 双边带调幅（DSB） 单边带调幅（SSB） 残留边带调幅（VSB） 3.2 角度调制原理 3.3 抗噪声性能 各种幅度调制系统的噪声性能 非线性调制系统的抗噪性能 模拟系统比较
《模拟调制系统》课件
随着物联网、智能家居和工业自动化 等领域的快速发展，模拟调制系统的 市场需求不断增长。
随着新技术的出现和应用，模拟调制 系统的竞争格局将发生变化，新的竞 争者将不断涌现。
技术创新推动市场发展
随着数字信号处理、人工智能和无线 通信等技术的不断创新和应用，模拟 调制系统的市场将进一步扩大。
THANKS
解调过程
在接收端，通过解调器将高频载波信号还原为低频 信息信号。解调过程是调制的逆过程，通过检测载 波信号的幅度、频率或相位变化，提取出原始的信 息信号。
模拟调制系统的应用场景
在有线电视系统中，模拟调制技 术用于传输电视信号，包括图像 和声音信息。
模拟调制系统在遥测遥控领域中 用于传输控制指令和数据采集信 号。
应用拓展
物联网应用
将模拟调制系统应用于物 联网领域，实现物联网设 备的远程控制和数据传输 。
智能家居应用
将模拟调制系统应用于智 能家居领域，实现家居设 备的互联互通和智能化控 制。
工业自动化应用
将模拟调制系统应用于工 业自动化领域，实现工业 设备的远程监控和自动化 控制。
市场前景
市场需求增长
竞争格局变化
02
信号源可以是各种 类型的信号发生器 ，如正弦波、方波 、三角波等。
03
信号源的频率、幅 度和波形等参数可 以根据需要进行调 整。
04
信号源的稳定性、 精度和抗干扰能力 对整个模拟调制系 统的影响较大。
调制器
调制器是模拟调制系统的核心部分，负责对信号源产 生的原始信号进行调制。
输标02入题
调制器通常由调制电路和调制器芯片组成，调制电路 用于对原始信号进行处理，调制器芯片则完成实际的 调制功能。
感谢观看
通信原理第三章习题及其答案
第三章（模拟调制原理）习题及其答案【题3－1】已知线性调制信号表示式如下：（1）cos cos c t w t Ω （2）(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中，6c w =Ω。
试分别画出它们的波形图和频谱图。
【答案3－1】（1）如图所示，分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换，有()[()()2()()] [(7)(5)(5)(7)]2M c c c c S w w w w w w w w w w w w w πδδδδπδδδδ=+Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω（2）如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图：设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换，有()[()()][()()2()()] [(6)(6)][(7)(5)2(7)(5)]M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπδδδδπδδπδδδδ=++-++Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω【题3－2】根据下图所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。
【答案3－2】AM波形如下：通过低通滤波器后，AM解调波形如下：DSB波形如下：通过低通滤波器后，DSB解调波形如下：由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。
【题3－3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4cos10t π，进行单边带调制，试确定单边带信号的表达式，并画出频谱图。
【答案3－3】可写出上边带的时域表示式4411ˆ()()cos ()sin 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41[cos8000co 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=-=+-+=+++--s12000cos 6000cos14000]11cos12000cos1400022t t t t tπππππ+-=+ 其傅立叶变换对()[(14000)(12000)2+(14000)(12000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=+++-+-可写出下边带的时域表示式'4411ˆ()()cos ()cos 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41+[cos8000c 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=+=+++=+++-os12000cos 6000cos14000]11cos8000cos1600022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对'()[(8000)(6000)2(8000)(6000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=++++-+-两种单边带信号的频谱图分别如下图。
模拟调制系统课程设计
模拟调制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解模拟调制的基本概念，掌握常用的模拟调制方法，如AM、FM、PM的工作原理；2. 学会分析模拟调制系统的调制过程，能够推导信号的表达式；3. 掌握模拟调制系统的性能指标，如带宽、功率分配和抗噪性能。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的模拟调制系统，并分析其性能；2. 掌握使用仿真软件对模拟调制系统进行建模与仿真；3. 能够运用数学工具分析模拟调制信号，如傅里叶变换和频谱分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信原理的兴趣，激发学生主动探索通信技术的热情；2. 培养学生的团队合作精神，学会在小组讨论中分享观点，相互学习；3. 增强学生的创新意识，鼓励他们勇于尝试新的解决方案，培养解决实际问题的能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程为电子信息类学科的专业课程，具有较强的理论性和实践性；2. 学生特点：学生具备一定的电子技术和数学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手能力；3. 教学要求：注重理论联系实际，以实例引导学生掌握模拟调制系统的设计与分析，提高学生的实践能力和创新能力。
二、教学内容1. 引言部分：介绍模拟调制系统的基本概念、分类及其在通信系统中的应用。
- 教材章节：第一章 模拟调制系统概述2. 模拟调制技术原理：- 幅度调制（AM）原理及其数学表达；- 频率调制（FM）原理及其数学表达；- 相位调制（PM）原理及其数学表达。
- 教材章节：第二章 模拟调制技术3. 模拟调制系统性能分析：- 分析调制信号频谱特性；- 讨论调制系统带宽、功率分配；- 探讨调制系统的抗噪声性能。
- 教材章节：第三章 模拟调制系统性能分析4. 模拟调制系统设计与应用：- 介绍模拟调制系统的设计方法；- 分析实际应用案例，如广播、电视、无线通信等；- 结合仿真软件，进行模拟调制系统建模与仿真。
- 教材章节：第四章 模拟调制系统设计与应用5. 实践教学环节：- 设计简单的模拟调制系统实验；- 进行调制信号分析实验；- 组织小组讨论，分享实验成果和经验。
第3章模拟信号的调制与解调
3）复合调制：对同一载频进行两种或更多种的调制称为复合调制。
例如：对同一个载波进行一次调频后再进行一次振幅调制，所得结 果为调频调幅波；在这里两次调制的调制信号可以不相同。
4）多级调制：用同一调制信号实施两次或更多次的调制过程，如
AM/FM是先用m(t)进行AM调制，再用此AM信号对另一载波进行FM调制。
频及相位调整后就可得c 到同步载频信号。
-2f c
0
f 2f c
d
-f H
0
f fH
DSB—SC信号相干解调器原理频域说明图
13
第 3 章 模拟信号的调制与解调
3.1.2.3 单边带(SSB)已调波的解调原理：
·相干解调：解调方框图同AM相干解调。 ·插入强载波—包络检波：
就是将与发端载频同步的正弦信号和SSB信号混合后再用包 络检波法完成SSB信号的解调。
输 入 端 A m(t) F 2A ( f ) M ( f )
信号的
频谱： coswct F C( f ) = f fc f fc
乘法器输出信号的频谱：
S '(t) F S '( f ) = 1 M f fc M f fc A f fc f fc
2
S(t)
F
=
1 2
m(t) coswc t
1 2
) m(t)
sinwc
t
1 2
m(t)
coswc
t
1 2
m) (t)sinwct
1 2
m(t)
cosw c t
1 2
m) (t)
sinwc
t
=
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
A max
Amin
第三章模拟调制系统
10
AM调制波形分析
m’(t)
O
重要参数：调幅指数
t
AM
m'
m0
Amax Amax
Amin Amin
sAM (t) O
Amax
Amin
t
满调幅, A M =1，此时m’=m0 欠调幅，一般 A M 小于1
过调幅， A M 大于1 ，Amin为负值
Sm ()A 2M (c)M ( c)
结论:已调信号的幅度随基带信号正比变化,频 谱是基带信号频谱的简单搬移。由于这种搬移是 线性的，因此幅度调制又称为线性调制。
注意:“线性”并不意味着已调信号与调制信号 之间符合线性变换关系。
第三章模拟调制系统
8
（1）标准调幅 AM
时域表示
m’(t)
sAM (t)
6
5.2.1 幅度调制的原理
设正弦型载波为:
s(t)Acosct0
式中，A —载波幅度； c —载波角频率； 0 —载波初始相位。
幅度调制信号(已调信号)可表示成:
s m (t) A m (t)c o s (c t0 )
式中， m(t)—基带调制信号。
第三章模拟调制系统
7
假设m(t)<->M()，则已调信号的频谱为:
sDS (t)Bm (t)co cs t
第三章模拟调制系统
17
DSB信号频谱分析
DSB信号节省了载波功率，调制效率为100％ 频带宽度仍是调制信号带宽的两倍 上、下两个边带是完全对称的
问题：能否只传输其中一个边带， 节省带宽？
SD(S )B1 2[M (c)M (c)] 单边带调制
第三章模拟调制系统
第三章模拟调制系统
3
5.1 引言
调制：用调制信号去控制载波某个参数(幅度、频率、相位)。
模拟调制 连续变化的模拟量 (单音正弦波)
调制信号 m(t) 调制器
（信息信号）
已调信号s(t)
（传输信号）
离散的数字量 (二进制数字脉冲)
载波信号c(t)
脉冲波形
数字调制
连续波形
连续波调制 (单频正弦波)
第三章模拟调制系统
sDS (t)Bm (t)co cs t
频域表达式：无载频分量
SD(S )B1 2[M (c)M (c)]
第三章模拟调制系统
16
（2）双边带调制（DSB）
时域表示
抑制载波
m(t)
O
O t
t
DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致 需采用相干解调（同步检波） 调制信号m(t)的过零点处高频载波相位有180o突变
调制信号带宽是基带信号带宽fH的两倍：
BAM2fH
调制信号功率：
P A MsA 2M (t)[m 0m '(t)]2cos2 ct [m 0 2cos2 ctm '2(t)cos2 ct2m 0m '(t)cos2 ct
m '(t) 0
所以
PAMm 202
m'2(t) 2 PcPS
载波功率 边带功率
脉冲调制 (矩形周期脉冲)
4
调制的分类 √ 模拟调制：调制信号是连续变化的模拟信号
调制信号不同： 数字调制：调制信号是离散的数字信号
√ 载波信号不同： 连续波调制：载波信号是连续波形
脉冲调制：载波信号是脉冲波形
第三章模拟调制系统
5
调制的分类
幅度调制：载波幅度随调制信号变化√
被调制载波参数不同： 频率调制：载波频率随调制信号变化√
第三章模拟调制系统
13
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称为调制效率。
AMPPASM
m'2(t)/2 m02/2m'2(t)/2
“满调幅”时，如果m’(t)为矩形波形，则最大可得到
AM =50%，而m’(t)为正弦波时可得到AM =33.3%。
一般情况下，调幅指数都小于1，调制效率很低，即 载波分量占据大部分信号功率，有信息的两个边带占 有的功率较小。
Amax
Amin
O
t
O
t
调制信号 m ' (t ) 0
叠加直流m0
m00+m’(t)
O
t
O
t
s A M ( t) m ( t) c o sc t m 0 c o sc t m '( t) c o sc t
第三章模拟调制系统
9
时域波形
当m0≥|m’(t)|max
时已调信号包络与调 制信号波形相同，用 包络检波法可以恢复 出原始调制信号。
频谱的变化：
相位调制：载波相位随调制信号变化√ 已调信号与输入信号频谱之√间
线性调制： 呈线性搬移
非线性调制：
已调信号与输入信号频谱之间 呈非线性搬移
m (f )
线性调制
sm (f )
非线性调制
sm (f )
第三章模拟调制系统
频谱之间呈线性搬移关系： AM、ASK
频谱之间没有线性对应关系：
FM、PM、FSK
第三章 模拟调制系统
本章内容:
1
引言
2 幅度调制的原理及抗噪声性能
3 非线性调制的原理及抗噪声性能
4 各种模拟调制系统的比较
5
频分复用(FDM)
6 复合调制及多级调制的概念
第三章模拟调制系统
2
本章重点
模拟通信系统的原理，各种模拟调制方 式及抗噪声性能比较！
模拟调制: ➢线性调制:AM,DSB,SSB,VSB ➢非线性调制:FM,PM
AM调制方式调制效率低！
第三章模拟调制系统
14
AM调制的优缺点
优点：可以采用包络检波法解调，不需本 地同步载波信号，接收机成本很低。
缺点：AM信号的调制效率比较低
问题：能否去掉不带信息的载波， 提高调制效率？
抑制载波双边带调制
第三章模拟调制系统
15
（2）双边带调制（DSB）
时域表示式：无直流分量A0
当满足条件m’ (t)max m0时，AM信号的包络与调制信号成正比， 可以用包络检波法很容易恢复出原始的调制信号
m’ (t) max >m0将会出现过调幅现象而产生包络失真,不能用包 络检波器进行解调，为保证无失真解调，可以采用相干解调
第三章模拟调制系统
11
频谱
AM信号的频谱包含: ➢载频分量 ➢上边带
18
（3）单边带调制（SSB）
双边带信号两个边带中的任意一个
都包含了调制信号频谱M()的所有频谱
信息，因此可以只传输其中一个边带。 既节省发送功率，还可节省一半传输频 带，这种方式称为单边带调制。
M()
1
单音调制
➢下边带
Hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0 H
上边带与原调制
信号的频谱结构相
A0
同，下边带是上边
带的镜像。
-c
SAM() 载频分量
A0
1 2
0
下边带c上边带
S A M () m 0 [( c ) ( c ) ] 1 2 [ M '( c ) M '( c ) ]
第三章模拟调制系统
12
带宽与功率分配