调制解调原理及应用实例

(b) 双极性信号(粗线)及已调信号
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双边带（DSB）AM
发射载波的AM
➢ 为了使已调信号的包络是跟随调制信号变化，必须 将双极性信号变成单极性信号。其方法是在发送信
号中加入一定强度的载波信号 Acos0t ，如图4-29所
示。于是发送的信号为
y(t) [ A f (t)]cos0t
➢ 上式中，对于全部t，A选择得足够大，有，其频谱
为
Y ( j) A[ ( 0 ) ( 0 )]
1 2
{F[
j(
0
)]
F[
j(
0
)]}
➢ 由上式可见，除了由于载波分量而在处形成两个冲
激函数之外，这个频谱与抑制载波的AM的频谱相
同。
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双边带（DSB）AM
乘法器 加法器
F( j)
Y( j)
f (t)
y(t)
B 0B
调制信号的 频谱
A
s (t) cos0t
调制与解调
调制与解调：
➢ 所谓调制，就是用一个信号（原信号也称调制信号）去控制另 一个信号（载波信号）的某个参量，从而产生已调制信号，
➢ 解调则是相反的过程，即从已调制信号中恢复出原信号。 ➢ 根据所控制的信号参量的不同，调制可分为：
调幅，使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制 方式。
调频，使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变，而幅度 保持不变的调制方式。
B 0B
调制信号的频谱
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AM信号解调的特点
此信号的频谱通过理想低通滤波器，其截止频 率 C B，幅值为2，就可取出 F( j)，把高频 分量滤除，从而恢复原信号 f (t) 。
由图可见，接收端与发送端的载波信号是同频 率同相位的。它要求调制器与解调器的载波信 号准确同步。
下图是发射载波AM的解调方案。
带通 滤波器
cos 2t
低通 滤波器
cos 3t
F1( j)
B1 0 B1 F2 ( j)
B2 0 B2 F3( j)
B3 0 B3
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时分复用
时分复用指在一个信道上同时传输多路信号。 时分复用系统的各个信号占据信道不同的时间 段。时分复用的理论依据是抽样定理。
实际传送的信号并非冲激抽样，可以占据一段 时间。图中仅以两路信号复用为例
➢ 设f(t)为调制信号，s(t)为载波信号，已调信号
y(t) f (t) s(t) f (t)cos0t
➢ 其频谱为
Y
(
j)
1 2
{F[
j(
0
)]
F[
j(
0
)]}
➢ 由此可见，原始信号的频谱被搬移到了频率较高的
载频附近，达到了调制的目的。
➢ 已调信号的频谱表明原信号的频谱中心位于上，且 关于对称。它是一个带通信号。
F
(
j)
1 4
{F[
j(
20
)]
F[
j(
20
)]}
20
0
20
g(t) f (t) cos2 0t
解调后信号的频谱
1 2
[
f
(t)
f
(t) cos 20t]
Y( j)
y(t)
g(t) 2
c 0 c
f (t) F( j)
0
0
0
已调信号的频谱
s (t) cos0t
S( j)
0
0
0
载波信号的频谱
g (t )
2
y(t)
f (t)
c 0 c
s (t) cos0t
本地载波信号
其频谱为 G(j)=½F(j)+¼{F[j(-20)]+F[j(+20)]}
此信号的频谱通过理想低通滤波器， 可取出F(j)，从而恢复原信号f (t) 。
3
双边带（DSB）AM
抑制载波的AM
➢ 最简单的调幅方案是利用带有信息的信号即调制信 号对载波进行调制。如图4-27所示。
G( j)
20
B 0B
20
解调后信号的频谱
Y ( j)
0
0
0
SSB信号的频谱
y(t)
g(t)
s (t) cos0t
S( j)
2 c 0 c
0
0
0
4
双边带（DSB）AM
F( j)
乘法器
f (t)
B 0B
s (t) cos0t
S( j)
调制信号的 频谱
0
0
0
y(t)
Y( j)
0
0
0
已调信号的频谱
载波信号的频谱
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双边带（DSB）AM
可见，只有当调制信号f(t)的振幅总为正时， 已调信号的包络才对应于原信号f(t)。
(a) 单极性信号(粗线)及已调信号
S( j)
0
0
0
0
0
0
已调信号的频 谱
载波信号的频谱
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பைடு நூலகம்
AM信号的解调
在接收端，可利用解调或检波来恢复出信号， 下面讨论两种检波方案。
同步解调
同步解调就是用 cos0t 信号和已调信号混频， 之后再进行低通滤波。下图是抑制载波AM解 调的一种方案。
9
AM信号的解调
G( j)
G(
j)
1 2
其频谱为 FS(j)=½{F[j(- 0)]+F[j(+ 0)]}
由此可见，原始信号的频谱被搬移到了 频率较高的载频附近，达到了调制的目的。
2
解调
已调信号y (t)= f (t)cos0t
g(t) y(t) s(t) f (t) s2 (t)
f (t) cos2 0t
1 2
[
f
(t)
f (t) cos 20t]
信号1 信号2
t 图4-35 时分复用示意图
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单边带（SSB）AM
SSB AM信号的产生
F( j)
f (t)
0
y1 (t )
B 0B
cos 0t
j sgn()
Hilbert变换器
y2 (t)
sin0t
0
Y1( j)
0
0
Y ( j)
y(t)
0
0
0
Y2 ( j)
0 0
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单边带（SSB）AM
B1 0 B1 F2 ( j)
cos1t
B2 0 B2 F3( j)
cos 2t
1 0 1
Y2 ( j)
2
0
2
Y3( j)
B3 0 B3
cos 3t
3
0
3 多路复
用信号
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频率多路复用 解调
Y ( j)
0 1 2 3
多路复用信号
带通 滤波器
低通 滤波器
带通 滤波器
cos1t
低通 滤波器
调相，利用原始信号控制载波信号的相位。 ➢ 这三种调制方式的实质都是对原始信号进行频谱搬移，将信号的
频谱搬移到所需要的较高频带上，从而满足信号传输的需要。
1
调幅
调制信号
已调信号fS (t)= f (t)cos0t
f (t)
fS (t)
信道
y(t)
载波信号
s (t) cos0t
y(t)= f (t)cos0t
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AM信号的解调
异步解调
y(t)
C
R
检波器
已调信号
检波器
f (t)
低通滤波器
检波器输出
解调后的 信号
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AM信号已的调解信号调如图 (a)所示，其中，粗线是检
波器输出波形，低通滤波器再对检波器 输出进行平滑处理，以恢复原信号波形 ，如图 (b)所示。
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频率多路复用
F1( j)
调制
Y1( j)