第5章模拟调制系统-1

S()1[M ( ) M ( )]
2 DSB
c
c
G 2 c()1 2[S(g n c)S(g n c)]
sgn(c) c 0
sgn(c)
发送信号带宽（为代价）来增加抗噪声 性能。如FM、CDMA系统。
调制的定义
• 定义：让载波的某个参数（或几个）随调制信 号（原始信号）的变化而变化的过程或方式称 为调制。
• 基带信号（调制信号）：来自信源的消息信号。 • 载波：一种用来搭载原始信号（信息）的高频
信号，它本身不含有任何有用信息。 • 已调信号：载波调制之后的信号。
滤波法产生单边带信号
f (t)
sDSB(t)
单边带滤波器 sSSB(t)
HSSB()
c(t)＝cosct
SS 下 S(B )SDS(B )HL(); HL() 1 0 SS 上 S(B )SDS(B )HU(); HU() 1 0
||c ||c
||c ||c
单边带信号的时域表达
以下边带为例 S L( S t) B S L( S ) B S D (S ) G B 2 c ()
m2(t) 50%
A2 0
m2(t)
如果完全去掉直流？
如果没有直流成分，采用包络解调后信号会发生严重的失真。
包络检波
低通滤波
隔断直流
正常调制的解调波形 ：
A0
过调制的解调产生失真：
A0
只要有办法解决解调后信号的失真问题， 就能大大提高调制效率。
相关解调与双边带调制
双边带调幅(DSB)
调制方法：不加直流电压，直接调制。
USB LSB
-ωm 0 ωm ω SAM(ω)
½
LSB πA0 USB
-ωC
0
ωC
ω
2ωm
AM已调信号的功率和调制效率
AM已调信号的功率
PS2 (t)1A21m 2(t)
AM AM
2ຫໍສະໝຸດ Baidu 2
基带信号能量为
1 m 2 (t) 2
调制效率
m2(t) 50%
A2 0
m2(t)
AM调制信号举例
单音信号
m(t)
×
BPF
sDSB (t)
cosct
DSB调制信号时域表达与波形
SDSB(t)=m(t)cos c t
载波反相点
DSB调制信号的频谱和带宽
SDSB(t)=m(t)cos c t
SD(S B )1 2[M (c)M (c)]
M()
除了没有冲击谱线之 外，与AM完全相同。
USB LSB
-ωm 0 ωm
第五章 模拟调制系统
主要内容
• 幅度调制的原理 • 幅度调制的抗噪性能 • 角度调制原理 • 角度调制的抗噪原理 • 各种模拟调制系统的比较
什么是调制？
• 调制：把信号转换成适合在信道中传输 的形式的一种过程。
为什么要调制？
• 适合信道的需要，完成远距离传输。 • 多路复用，提高传输效率。 • 改善信噪比，提高传输质量。通过扩展
调制的分类
调制信号：m(t) 载波信号：c(t) 已调信号：s(t) 1、根据m(t)的不同分：模拟调制和数字调制； 2、根据c(t)不同分：连续载波和脉冲载波调制； 3、根据c(t)被调制的参数不同：幅度调制、
频率调制和相位调制。 4、按频谱特性分：线性和非线性调制。
幅度调制 (线性调制)原理
Am 叫调幅系数
A0
则：m2(t)
1 2
Am2
Am2 / 2 A02 Am2 /
2
2 AM
2
2 AM
1 3
调制效率
边带功率和总平均功率之比叫调制效率，它反映发送的功率 中有多少比例是花在了信息上。
常规调幅的缺点
常规调幅方式效率很低，原因在于直流成分A0在已 调信号中成为“空载波”，浪费的能量超过了有用 信号。如果没有直流成分A0效率将会达到百分之百。
相干解调
收滤波器 SDSB(t)
Sd(t) LPF
S0(t)
cosc t
载波同步
SDSB(t)= m(t)cosωt Sd(t)=m(t)cos2ωt m(t)
单边带调幅 (SSB)
上
下
SDSB(ω)
下
上
HL(ω)
-ωC
ωC
SLSB(ω)
HU(ω)
SUSB(ω)
若基带-ω信C号最高频率m=2fm ，则单边带信号带宽为ωC：B=fm 。
m(t)
c(t)
SAM(t)
A0
-A0
AM调制信号的频谱和带宽
SAM(t)=A0cos ct+ m(t)cos ct
S A ( M ) A 0 [( c ) ( c ) 1 2 ] [ M ( c ) M ( c )]
M(ω)
1
若基带信号最高频率m=2fm，
则AM调制信号带宽为：B=2fm
(1)抬高基带信号m(t)的电平，使m(t)+A0恒为正，即要 求 A0 |m(t)|max (2)产生高频等幅载波 c(t) = cos ct // cos (ct+ ) (3)相乘：SAM(t)=[A0+m(t)] cos ct
AM调制信号的时域表达和波形
SAM(t)=[A0+m(t)] cos c t
m(t) Am cost;
Am A0;
Am 叫调幅系数
A0
则：m2(t)
1 2
Am2
Am2 / 2 A02 Am2 /
2
2 AM
2
2 AM
1 3
调制效率
边带功率和总平均功率之比叫调制效率，它反映发送的功率 中有多少比例是花在了信息上。
AM调制信号举例
单音信号
m(t) Am cost;
Am A0;
ω
SDSB(ω)
LSB USB
-ωC
ωC
ω
双边带调制信号带宽仍然为 B=2fm
DSB调制信号的功率和调制效率
DSB信号的平均功率
P S2 (t)m2(t)co2st 1m2(t)P
DSB DSB
C2
f
只有边带Pf功 率 ，无载波 PＣ 功率
DSB信号的调制效率
DSB
Pf P
100%
DSB
DSB信号解调方法
怎样调制 ？
基带信号m(t)
高频载波信号为c(t) = A cos (ct + )
让它的三个基本参量分别按基带信号变化：
1、AA(t)=A0+ kAm(t)； 称为调幅----线性调制。
2、c (t)= 0+ kFm(t)； 称为调频-----角度调制。
3、 (t)= 0+ kPm(t)； 称为调相-----角度调制。
• 线性调制：已调信号s(t)的频谱和输入基带信 号m(t)的频谱之间满足线性搬移的关系。
• 幅度调制又分为四种具体的调制方法：
– 常规调幅（AM） – 双边带调制（DSB） – 单边带调制（SSB） – 残留边带调制（VSB）
常规调幅（AM）
m(t)
＋
×
BPF
sAM (t)
A0
cosct
调制方法