模拟调制模拟通信系统
大学课程通信原理第5章-模拟调制系统课件
调制信号:原始基带信号
模拟调制:调制信号取值连续 数字调制:调制信号取值离散
正弦波模拟调制
载波:携带调制信号的信号
正弦波调制:正弦型信号作为载波 脉冲调制:脉冲串作为载波
正弦波数字调制 脉冲模拟调制 脉冲数字调制
2
1 调制的定义和分类(2)
正弦波模拟调制
调制信号:模拟信号:m(t)
0 0
A 2
M
c
M
c
已调信号的频谱是调制信号频谱的线性搬移。
线性调制
4
2.1 幅度调制的原理(2)
幅度调制器的一般模型
mt
ht
sm t
ht H
cos ct
sm t m t cos ct h t
Sm
1 2
M
c
M
c
H
m t ,ht 不同
双边带调幅(DSB) 标准调幅(AM)
载波分量
DSB分量
m ' t
sAM t
m0
S AM
m0
c
c
1 2
M
'
c
M
'
c
where m ' t M ' .
12
2.1 幅度调制的原理(8)
调幅系数
m ' t
AM
max 1 m0
已调信号的包络与调 制信号成比例变化.
m't
sAM t
m0
m0 m '(t )
sAM t m0 m '(t)
单边带调幅(SSB)
残留边带调幅(VSB) 5
常规调幅AM:H(ω)为全通网络,m(t) 有直流成 分。
(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2-模拟调制系统
载频分量
载频分量
上边带
下边带
上边带
调幅信号的平均功率为:
2 P s AM AM (t )
功 率 特 性 分 析
A0 f (t ) cos 2c t
2
A0 cos 2c t f 2 (t )cos 2c t 2 A0 f (t ) cos 2ct
2
因为
f (t ) 0
变化 – 角度调制(非线性调制):(t)或d (t) /dt 随f(t)成比例变化,分别称相位调制和频率 调制
第二章
本章讨论内容
模拟线性调制
– 各种调制信号(AM、DSB、SSB、
VSB)的时域和频域表达式
– 调制和解调的原理及方法
– 系统的抗噪声性能
– 各种调制的性能比较
一、常规调幅(AM)
– A0 |f(t)|max时,SAM(t)的最
小振幅总大于0,保证调幅波
的包络与调制信号变化规律 一致
– A0 |f(t)|max时,会出现过
调幅现象,若用包络检波进 行解调,其结果就会失真
一、常规调幅
调幅系数或调制度
AM=
= f(t)max - f(t)min f(t)max + f(t)min |f(t)|max A0
例2-3 用单边带方式传输模拟电话信号。设载频为
15MHz,电话信号的频带为300 Hz∼3400 Hz,滤波器归 一化值为10-3。试设计滤波器的方案。
B 600 5 4 10 解:单级方案时,过渡带归一化值为 f c 15106 归一化值太高,实际无法实现,所以,采用二级滤波 方案。 2 1 10 取第二级滤波器的归一化值为 。2
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。
模拟通信系统的原理和概念
模拟通信系统的原理和概念
通信系统的原理和概念是指用于传输信息的系统,通过发送和接收设备之间的交互,实现信息的传递和交流。
通信系统的原理和概念涵盖了多个层面,包括信号传输、编码和调制、信道传输和解调、误码控制等。
1. 信号传输:通信系统的首要任务是将信息转换为可传输的信号。
信号可以是模拟信号或数字信号,模拟信号是连续变化的信号,数字信号是离散的信号。
常见的信号传输方式有电信号、光信号、无线电信号等。
2. 编码和调制:信息在传输过程中需要进行编码和调制处理。
编码是将信息转换为数字形式,以便于传输和处理,常见的编码方式有ASCII码、二进制编码等。
调制是将数字信号转换为模拟信号,以便于在传输介质上传输,常见的调制方式有频移键控调制(FSK)、相位移键控调制(PSK)等。
3. 信道传输和解调:信号在传输过程中会受到噪声、干扰等因素的影响,因此需要通过信道传输和解调来恢复出原始信息。
信道传输是将编码和调制后的信号传输到接收设备的过程,信道可以是有线传输介质(如光纤、电缆等)或无线传输介质(如空气、电磁波等)。
解调是将传输过来的信号进行反向处理,将其转换为原始信息。
4. 误码控制:在信道传输过程中,由于信号受到噪声和干扰的影响,会引发误码现象,即接收设备接收到的信息与发送设备发送的信息不一致。
为了提高传输
的可靠性,通信系统需要采用误码控制技术,如前向纠错码、重传等方式,来检测和纠正传输过程中产生的错误。
综上所述,通信系统的原理和概念涉及信号传输、编码和调制、信道传输和解调、误码控制等多个方面,通过这些步骤实现信息的传递和交流。
通信原理教程5-模拟调制系统
调制 信号
s(t) H(f)
已调 信号
滤波输出: s(t)
m(t)
s(t)
用“”表示傅里叶变换:
Acos0t
m(t) M ( f ) 式中, m(t) Acos0t S ( f )
M(f)
S (
f
)
A [M ( 2
f
f0)
M(
f
f0 )]
S(f)
f
0
(a) 输入信号频谱密度
-f0
S(
f
)
A[M ( 2
f
f0)
M(
f
f0 )]H (
f
)
现在,求出为了得到VSB信号, H( f )应满足的条件:
若仍用右图解调器, 接收
则接收信号和本地载波相乘
信号 s(t)
r(t)
H’(f)
基带 信号
m(t)
后得到的r (t)的频谱为:
cos0t
1 S( f
2
f0) S( f
f0 )
将已调信号的频谱
r0 ri
E
1 2
m'2 (t) A2
1 m'(t)2
/ nc2 (t) A2 / n2
(t)
E
2m'2 [1 m'
(t) (t)]2
由于m(t) 1,显然上式比值r0/ri小于1,即检波后信噪比下降 了。
这是因为检波前信号中的大部分功率被载波占用,它没 有对检波后的有用信号做贡献.
-2f0
-fm 0 fm
f 2f0
【例】已知线性调制信号表示式如下
(1)
cos t cos w0t
通信原理第5章 模拟调制系统
sd ( t )
sd(t)就是解调输出,即
1 sI (t ) 2
1 sd ( t ) sI (t ) m ( t ) 2
包络检波
适用条件:AM信号,且要求|m(t)|max A0 , 包络检波器结构:
通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。例如,
性能分析
1 S AM (w ) A0 [ (w + wc ) + (w - wc )] + [ M (w + wc ) + M (w - wc )] 2
若m(t)为随机信号,则用功率谱描述。
m(t)
(3)调制器模型
A0
sm(t)
cos wct
5.1.1 调幅(AM)
• (4)信号的波形图
则可滤除上边带,保留下边带。
5.1.3 单边带调制(SSB)
(2)若单边带滤波器具有理想高通特 性,则可滤除下边带,保留上边带。
上边带
-f0
HH(f)特性
S(f) 下边带 0 (a) 滤波前信号频谱 S(f) f0
上边带
f
1, w wc H (w ) HUSB (w ) 0, w wc
设输入信号是
sAM (t ) [ A0 + m(t )]cos wct
f H 1/ RC fc
选择RC满足如下关系
式中fH - 调制信号的最高频率 在大信号检波时(一般大于0.5 V),二极管处于受控的开关状态,检波器 的输出为 sd (t ) A0 + m(t ) 隔去直流后即可得到原信号m(t)。
m2 ( t )
1
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
节能减排需求
随着全球能源危机和环境问题的日益严重,低功耗设计成为电子设备的
重要发展方向,能够降低能源消耗和减少碳排放。
02
市场竞争压力
低成本设计是市场竞争的重要手段之一,能够降低产品的售价,提高市
场竞争力。
03
技术挑战与解决方案
低功耗和低成本设计需要采用高效的电源管理技术、优化电路设计和制
造工艺等手段来实现,同时也需要加强新材料和新器件的研发和应用。
调试困难
模拟调制系统的调试通常需要 经验丰富的技术人员,而且调 试过程较为复杂。
升级困难
随着技术的发展,模拟调制系 统可能难以满足新的传输标准 和更高的性能要求,升级改造
较为困难。
06
模拟调制系统的发展趋势与展望
高频段、大带宽应用的发展趋势
高频段资源丰富
随着无线通信技术的发展,高频段资源逐渐被发掘和利用, 例如毫米波频段,具有丰富的频谱资源,能够满足大带宽 通信的需求。
VS
影响因素
频带利用率受到调制方式、信号参数和传 输介质等多种因素的影响。在选择调制方 式和参数时,需要综合考虑频带利用率和 系统其他性能指标。
抗干扰性能
抗干扰性能
抗干扰性能是衡量模拟调制系统在存在噪声 和干扰情况下传输质量的重要指标。抗干扰 性能越好,传输质量越高,信号失真和误码 率越低。
影响因素
基于数字信号处理(DSP)的实现方式
1 2
数字信号处理器(DSP) 利用数字信号处理算法实现信号的调制。
优点
灵活性高,可实现复杂调制方案,易于实现信号 的解调。
3
缺点
需要数字电路和编程技术,成本相对较高。
基于软件无线电(SDR)的实现方式
软件无线电(SDR)
通信课件4模拟调制系统.
信道可分为:低通信道和带通信道。 低通信道:用于传输低通(基带)信号,这称为基带传输。 带通信道:用于传输带通信号,这称为频带传输。 基带信号不能直接通过带通信道传输,要使基带信号通过带通信道进行
传输,就必须对基带信号进行变换,变换为适合带通信道传输的频带信 号的形式。 调制:将基带信号变换为频带信号的过程。调制就是让基带信号去控制 载波的某个(或某些)参数,使该参数按照基带信号的规律变化。载波: 正弦波或脉冲序列。正弦信号作载波的调制叫连续波(CW)调制。 连续波调制已调信号
0
t
-1
-ω 0
0
ω0 ω
Ud(t)
1 2
A0
0
1 2
f(t)
(b) Up(ω ) Ud(ω )
LPF特性 12π A0δ (ω +2ω 0) 14F(ω +2ω 0)
π A0δ (ω ) 1F(ω ) 2
1π 2
A0δ
(ω -2ω 0)
t (c)
-2ω 0
-Wm 0 Wm
2ω 0
ω
第 4 章 模拟调制系统
(3) 带宽:2Wm。 (4) 要求
f (t) max A0
保证已调波的包络和f ( t )的形状完全相同,否则出现过调制,产生包络失 真。
第 4 章 模拟调制系统
【例】调制信号 f ( t ) = Am cosωmt 求已调信号表达式及频谱。
解: AM (t) (A0 Am cosmt)cos0t
f (t)sin(0
)]
1[ 2
f
(t) cos(20t
0
)
《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
通信原理教程模拟调制系统课件
调频(FM)的实现方法
01
02
03
调相信号的数学表达式
调相信号的数学表达式为$s(t) = Acos(2pi ft + varphi(t))$,其中$varphi(t)$为调相信号,与调制信号成正比。
调相信号的产生
调相信号的产生可以通过线性调制器实现,将调制信号输入到线性调制器的输入信号中,通过改变调制信号的幅度或相位来改变载波的相位。
通信原理教程模拟调制系统课件
目录
模拟调制系统概述 模拟调制系统的基本原理 模拟调制系统的实现方法 模拟调制系统的性能分析 模拟调制系统的应用实例
01
CHAPTER
模拟调制系统概述
模拟调制系统的定义与特点
定义
模拟调制系统是指利用连续变化的信号(如音频、视频信号)调制载波信号,实现信号传输的通信系统。
调频信号的产生
调频信号的产生可以通过线性调制器实现,将调制信号输入到线性调制器的输入信号中,通过改变调制信号的幅度或相位来改变载波的频率。
调频信号的解调
调频信号的解调可以采用相干解调或非相干解调方法。相干解调需要使用本地载波信号与接收信号进行相乘运算,再通过低通滤波器取出解调信号;非相干解调可以使用限幅器和低通滤波器实现。
特点
模拟调制系统具有信号传输实时性好、抗干扰能力较强、传输距离较远等优点,但易受到信号失真、噪声干扰和信道容量限制等问题的影响。
利用调频(FM)或调相(PM)方式传输音频信号,实现广播节目的传输与接收。
广播通信
电视通信
无线电通信
利用调频或调相方式传输视频信号,实现电视节目的传输与接收。
利用调频或调相方式传输语音、数据等信息,实现无线电通信。
调相调频通信系统的应用实例
《模拟通信系统简介》课件
数字通信系统具有抗干扰能力强、信息压缩和处理能力高等优点。
3 数字通信系统的应用
数字通信系统广泛应用于互联网、移动通信等领域。
总结
1 模拟通信系统和数字通信系统的对比 2 模拟通信系统未来的发展趋势
模拟通信系统通过连续信号传输信息,而数 字通信系统通过离散信号传输信息。
随着科技的发展,数字通信系统将逐渐取代 模拟通信系统。
2 FM调制
3 PM调制
FM调制是一种以频率变化 来表示音频信号的调制技 术。
PM调制是一种以相位变化 来表示音频信号的调制技 术。
通信系统参数分析
1 带宽
带宽是通信系统能传输的频率范围,影响信息传ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ速率。
2 信噪比
信噪比是信号与噪声的比值,影响通信系统的信号质量。
3 可靠性
可靠性是衡量通信系统的稳定性和抗干扰能力。
模拟通信系统的应用
1 广播电视
模拟通信系统在广播电视 领域发挥着重要作用,实 现信息传递和节目播出。
2 无线电
模拟通信系统广泛应用于 无线电通信,如对讲机、 无线电广播等。
3 电话通信
模拟通信系统是传统电话 通信的基础,实现语音的 传输和交流。
现代数字通信系统简介
1 数字通信系统的基本原理
数字通信系统将信息转换为离散的数字信号进行传输和处理。
模拟通信系统的组成
模拟信号的产生
模拟信号是连续变化的信号,可由传感器等设 备产生。
调制后的信号的传输
调制后的信号通过传输介质传递到接收端。
模拟信号的调制
调制是将模拟信号转换为适合传输的信号。
模拟信号的解调
解调是将传输的信号恢复为原始模拟信号。
说出模拟调制中体现通信系统的可靠性和有效性的例子
说出模拟调制中体现通信系统的可靠性和有效性的例子
学通信的都知道通信原理中的有效性和可靠性是衡量通信系统的两个重要指标,两者相互制衡相互矛盾,就比如鱼与熊掌一样不可兼得。
举个通俗的例子,比如小时候写作业,你写的很快,但是错了一大堆,你的同桌张三写的很慢但是正确率很高。
这时候你们写作业的速度就相当于有效性,正确率就是可靠性。
设计通信系统的时候需要寻找两者之间的制衡,相当于把作业写的相对快还正确。
现在正式回归正题,大家知道通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统,而两者的有效性和可靠性性能指标衡量标准又被分开讨论。
其中模拟通信系统的有效性用信号带宽来描述,可靠性用输出信噪比来描述(信号的功率/噪声的功率)。
怎么理解呢?大家都知道收音机有调频(FM)和调幅(AM)吧。
听过的人都知道调频收音机的声音相对更清楚一点(没有听过怎么办?我听过相信我),为什么会更清楚呢,因为他的信号功率比噪声功率更大呀,那种死啦啦的噪音小呀,然后呢,是不是信噪比大,可靠性大。
我前面说过,鱼和熊掌不可兼得,他的带宽呢,大家可以查一查调频广播的频率范围大概为87.6M到108M,带宽为20M左右,而调幅为535k到1600k,带宽为1M,这时候大家就知道了,调幅他有效性好呀,占的带宽相比调频小了很多,可不能委屈了咱调幅,咱也是有优点的!
咱再来说数字通信系统衡量好坏的标准,其中有效性用频带利用
率来衡量,可靠性咱用差错率(包括误码率和误信率)。
频带利用率可以用下面一个例题来解释(里面一些公式都是基础的哦都应该会的哦)单位忘写了是bit/(s·Hz)。
通信原理第5章模拟调制系统
10
第五章 模拟调制系统
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
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。 由上式可知,AM信号的平均功率是由载波功率和
的 互 补 对 称 性 就 意 味 着 将 HVSB(ω) 分 别 移 动 - ωc 和 ωc就可以到如图9 (c)所示的HVSB(ω+ωc)和HVSB(ω -ωc),将两者叠加,即
HVSB ( c ) HVSB ( c ) 常数
式中,ωm是调制信号的最高频率。
|ω|≤ωm
30
第五章 模拟调制系统
经双边带调制
i 1
n
sDSB (t) x(t) cosct xi cosit cosct
i 1
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)
cosct
1 2
xˆ(t)
sin
ct
21
第五章 模拟调制系统
如果通过下边带滤波器HLSB(ω), 则得到LSB信号
第五章 模拟调制系统
第五章 模拟调制系统
5.1 模拟信号的线性调制 5.2 模拟信号的非线性调制 5.3 模拟调制方式的性能比较
1
第五章 模拟调制系统
5.1 模拟信号的线性调制
5.1.1 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
通信系统基础 第6章 模拟信号的调制与解调
6.1.4 AM调制相干解调的一般模型
相干解调的一般模型如图6.9所示。
为了不失真地恢复出原始信号,要求相干解调
的本地载波和发送载波必须相干或者同步,即
要求本地载波和接收信号载波同频和同相。
A [ 1 m cos t ] cos t 由于接收到的已调信号 S AM a m c
6.1.3 AM信号的频域表示
S AM (t ) [ A Am cosmt ] cosct
Acosct Am cosmt cosct
1 A cos ct Am [cos( c m )t cos( c m )t ] 2
Am Am A cos ct cos( c m )t cos( c m )t 2 2
6.3 单边带调幅(SSB)
用滤波法产生SSB信号的原理框图如图6.11所示。
6.3 单边带调幅(SSB)
产生SSB
6.3 单边带调幅(SSB)
图中乘法器是平衡调制器,滤波器是边带滤波 器。
从频谱图中可以看出,要产生单边带信号,就
必须要求滤波器特性十分接近理想特性,即要 求在处必须具有锐截止特性。 这一点在低频段还可制作出较好的滤波器,但 对于高频段就很难找到合乎特性要求的滤波器 了。
第6章 模拟信号的调制与解调
6.1 调制功能
6.2 常规双边调幅系统
6.3 单边带调幅(SSB)
模拟通信系统如图所示。因为信源(模拟信号)
频率低,不易远距离传输,因此要用一个高频
(载波)携带模拟信号传送出去。
信道可分为:低通信道和带通信道。 低通信道:用于传输低通(基带)信号,这称为基带传输。 带通信道:用于传输带通信号,这称为频带传输。 基带信号不能直接通过带通信道传输,要使基带信号通过 带通信道进行传输,就必须对基带信号进行变换,变换为 适合带通信道传输的频带信号的形式。 调制:将基带信号变换为频带信号的过程。使高频(载波) 信号某个参量(如幅度、频率、相位)随基带信号发生相 应的变化,利用载波参数(幅度、频率、相位)携带信息。 即是:让基带信号去控制载波的某个(或某些)参数,使 该参数按照基带信号的规律变化。载波 : 正弦波或脉冲序 列。
通信原理(第五章)模拟调制系统
n i =1
mi cos wit
有 m ˆ (t ) = å
n i =1
mi sin wit
二、幅度调制的原理(6)(VSB)
残留边带(VSB) :信号带宽B介于单边带(SSB)信号和双边带 (DSB)信号之间。 如何确定残留边带滤波器的特性H(ω )? 先考虑如何解调,即如何从接收信号中来恢复原基带信号? 设采用同步解调法进行解调,其组成方框图如图5-8 输入信号为 Sm(w) = 1 [ M (w - wc) + M (w +wc)] H (w)
2 (5.1 - 24)
载波为:
s(t ) = cos wct ? S (w) p [d (w +wc) +d (w - wc)]
1 1 [ Sm(w) * S (w)] = [ M (w + 2wc) + M (w)] H (w + wc) 2p 4 1 + [ M (w) + M (w - 2wc )] H (w - wc ) (5.1 - 26) 4
max max
- [ m(t )] min +[ m(t )] min
二、幅度调制的原理(5)(SSB)
SSB信号:
在DSB调制信号的基础上,仅保留一个边带。 将图5-4中的带通滤波器设计成如图5-5b所示的传输特 性。将产生上边带信号,相应的频谱如图5-5c所示。 信号带宽B=fx,其中fx是信号的最高频率)。 如何描述?产生下边带SSB信号的理想低通滤波器可表 示为: ì 1 t >0 ï 1
sm(t ) = A0 cos wct + m(t )cos wct
Sm(w) = p A0[d (w - wc) +d (w +wc)] +
第三章 模拟调制系统(通信原理)
例题
21
单边带调幅—SSB
DSB信号虽然节省了载波功率,调制效率提高了, 但频带宽度仍是调制信号带宽的两倍,同AM信号 DSB信号的上、下两个边带是完全对称的,它们都 携带了调制信号的全部信息 仅传输双边带信号中一个边带。 节省发送功率,节省一半传输频带。 产生SSB信号的方法:
c
下边带(LSB)调制
23
SSB—滤波法
SSB信号的频谱
SSSB ( ) S DSB ( ) H
SDSB
上边带频谱图:
c
0
c
H USB
c
0
S USB
c
c
0
c
24
SSB—滤波法(技术难点)
用滤波法形成SSB信号的技术难点是:
滤波法产生SSB的多级频率搬移过程
26
SSB—相移法
1 H ( ) sgn( c ) sgn( c ) 2
S SSB ( ) 1 M ( c ) M ( c )H ( ) 2 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) M ( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4
滤波法 相移法
22
SSB—滤波法
m t
sDSB t
H
sSSB t
载波 c 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)。
➢ 根据调制前后信号的频谱结构关系分类
线性调制:输出已调信号的频谱和调制信号的频谱之间呈线性关系, 如(AM)、双边带调制(DSB)、单边带调制(SSB)等。
出现两个问题,一是铺设一条几十千米甚至上百千米的电缆只传一路
声音信号,其传输成本之高、线路利用率之低,人们是无法接受的;
二是利用无线电通信时,需满足一个基本条件,即欲发射信号的波长
(两个相邻波峰或波谷之间的距离)必须能与发射天线的几何尺寸可
比拟,该信号才能通过天线有效地发射出去(通常认为天线尺寸应大
信号中的载波同频同相的本地载波信号相乘,然后再经过低通滤波, 即可恢复出原来的调制信号,如图(b)所示。
sAM(t)
非线性器件
f(t)
低通滤波
(a) 包络检波
sAM(t)
[A+f(t)]cos2ωCt 低通滤波
f(t)
本地cosωCt (b) 相干检波
(2)抑制载波的双边带调制(DSB,Double Sideband Modulation)
第一个问题的解决方法是在一个物理信道中对多路信号进行频
分复用(FDM,Frequency Division Multiplex);第二个问题的解决方
法是把欲发射的低频信号“搬”到高频载波上去(或者说把低频信号
“变”成高频信号)。
➢ 两个方法有一个共同点就是要对信号进行 调制处理。
1.1 调制的功能与分类
(1)调制的功能(Function) ➢ 对消息信号进行频谱搬移,使之适合信道传输的要求;
➢ 把基带信号调制到较高的频率(一般调制到几百kHz到几 百MHz甚至更高的频率),使天线容易辐射;
➢ 便于频率分配:为使无线电台发出的信号互不干扰,每 个发射台都被分配给不同的频率;
➢ 有利于实现信道多路复用,提高系统的传输有效性 Internet技术的广泛应用;
其调制电路框图如图所示:
于波长的十分之一)。而音频信号的频率范围是20Hz~20kHz,最小的
波长为:
c f
3 108 20 103
1.5 104 (m)
式中,λ为波长(m);c为电磁波传播速度(光速)(m/s);f 为音频(Hz)。
可见,要将音频信号直接用天线发射出去,其天线几何尺寸
即便按波长的百分之一取也要150米高(不包括天线底座或塔座)。 因此,要想把音频信号通过可接受的天线尺寸发射出去,就需要想办 法提高欲发射信号的频率(频率越高波长越短)。
信号调制过程中的波形及频谱变化如图所示。
c(t)
0
t
(a) 载 波
f (t)
0
t
(b) 调 制 信 号
sm(t)=c(t) f (t)
0
t
(c) 已 调 信 号
C()
-c
0
c
(d) 载 波 频 谱 F()
-H 0 H
(e) 调 制 信 频 谱 Sm() 2H
-c
0
c
(f) 已 调 信 号 频 谱
信号调制过程中的波形及频谱变化如图所示。
c(t) 0
t
(a) 载 波
A+f (t)
A
0 t
(b) 调 制 信 号
sAM(t)=(A+f (t))c(t)
0 t
(c) 已 调 信 号
C()
-c 0
c
(d) 载 波 频 谱
F()
-H 0 H
(e) 调 制 信 号 频 谱
SAM(2)H
-c 0
c
(f) 已 调 信 号 频 谱
AM的调制电路框图如下所示:
f(t)
A+f(t)
sAM(t)
A
cosωCt
AM的解调通常有两种方式:
➢ 直接采用包络检波法:用非线性器件和滤波器分离提取
出调制信号的包络,获得所需的信息,也称之为信号的非相干检波, 其原理框图如图(a)所示。
➢ 相干解调:通过相乘器将收到的信号与接收机产生的、与调制
常规双边带调制的最大缺点就是调制效率低,其功率中的大
部分都消耗在本身并不携带有用信息的直流分量上,如果将这个直流
成分完全取消,则效率可以提高到100%,这种调制方式就是抑制载波 双边带调制,简称DSB。其已调信号的时域表达式为:
sDSB (t) f (t)cosct f (t) cos 2fct
➢ 可以减小噪声和干扰的影响,提高系统的传输可靠性。
(2)调制的分类(Classification) ➢ 根据调制信号分类
模拟调制:调制信号是模拟信号的调制; 数字调制:调制信号是数字信号的调制。
➢ 根据载波分类
连续载波调制:以正弦信号作载波的调制; 脉冲载波调制:以脉冲序列作载波的调制。载波信号是时间间隔均
模拟调制
➢ 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。而载波通常是一种用来搭载原 始信号(信息)的高频信号,它本身不含 有任何有用信息。
调制是通信原理中一个十分重要的概念,是一种信号处理技术。
无论在模拟通信、数字通信还是数据通信中都扮演着重要角色。
那么为什么要对信号进行调制处理?什么是调制呢?我们先看
匀的矩形脉冲。
➢ 根据调制器的功能分类
幅度调制:调制信号改变载波信号的振幅参数,即利用的幅度变化 来传送的信息。如调幅(AM)、脉冲振幅调制(PAM)和振幅键控(ASK)等。
频率调制:调制信号改变载波信号的频率参数,即利用的频率变化 来传送的信息。如调频(FM)、脉冲频率调制(PFM)和频率键控(FSK)等。
非线性调制:输出已调信号的频谱和调制信号的频谱之间没有线性 对应关系,即已调信号的频谱中含有与调制信号频谱无线性对应关系
的频谱成分,如FM(Frequency Modulation )、PM (Phase Modulation)等。
1.2 线性调制系统
(1)常规双边带调制(AM,Amplitude Modulation)系统 常规双边带调制(AM)信号的时域表示为:
看下面的例子。
我们知道,通信的目的是为了把信息向远处传递(传播),那么
在传播人声时,我们可以用话筒把人声变成电信号,通过扩音机放大
后再用喇叭(扬声器)播放出去。由于喇叭的功率比人嗓大得多,因
此声音可以传得比较远。
扩 音机
话筒
扬 声器
但如果我们还想将声音再传得更远一些,比如几十千米、几百
千米,那该怎么办?大家自然会想到用电缆或无线电进行传输,但会