第五章 模拟调制系统总结

第五章 总结
节 1 引言
1、调制的必要性
① 获得有用的，适于信道传输的信号形式。
②选择适当的调制方式以提高抗干扰能力。
③有效地利用频段。
④合理利用天线尺寸去有效地辐射电磁波。
直观地看，调制、解调就是一种频谱搬移，其使命是传递消息。
调制过程就是按原始电信号或基带信号的变化规律去改变高频信号某些参数的过
相干解调：
⇔
1 2
M
(ω
)+
1 4
[M
(ω
+
2ω0
)+
M
(ω
−
2ω0
)]
1
经低通滤波器后，
m0
(t )
=
1 2
m(t )
⇔
M0
(ω
)
=
1 2
M
(ω
)
二、各种线性调制信号的特点
1、调幅信号（AM）
调制：
sAM (t) = [m0 + m'(t)]cosω0t ⇔
S
AM
(ω
)
=
πm0
[δ
(ω
−
ω0
)
+
复用是一种将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复合信号
的方法。目前使用的复用方法有频分复用（FDM），时分复用（TDM），码分复用（CDM），
FDM 特点：
1）每路信号的调制载波不同；
2）每路已调信号的频谱不重迭，且为防止邻路信号间串扰，还应留有一定的防
护频带 Bg，收端用滤波器分路。 优点： 信道复用率高，路数多，分路方便。
一、FM 原理方框
调制：m(t)直接改变决定载波频率的电抗元件的参数，使输出频率 ωi ( t ) 随 m( t ) 线性变化。
解调原理：采用鉴频器，等效为微分及包络检波的处理过程。（门限效应的存在）
二、FM 信号特点
1).单一频率的 m(t)，调频后含有无穷多个频率分量。
2).FM 信号的平均功率 P = 1/2 ，亦为载波功率。
3).定义：含 99%以上功率的频率范围为 FM 信号有效带宽 BFM。
( ) BFM = 2 mf +1 fm = 2(Δf + fm )
4).多频调制时，FM 信号除含载波及各边带频率分量外，还含有各种交叉调制分量，
形成无限宽的频谱结构, (为非线性频谱搬移，非线性调制），有效带宽仍是有限的。
节 5 非线性调制系统的抗噪声性能
制度增益 G = 1
SSB 解调，信噪比没有得到改善，原因在于相干检测使信号、噪声的正交分量均被
滤掉了。
DSB 与 SSB 性能比较：
输入信号功率相同：SDSBi = SSSBi = Si 时 DSB 与 SSB 的输出信噪比相等，亦即解调 性能一致。
原因：
a.信道噪声（n0）相同，但进入解调器的噪声不一样。 b.SSB 带宽窄，对噪声的滤除能力强，NiSSB = n0 Bs , 只为 DSB 时的一半。 c. DSB 由于 G = 2 ，在解调时抑制了一半噪声。
SSB 有效性好，应尽量选用 SSB 方式。
三、AM 系统
大信噪比时： G = 2m2 (t ) A2 + m2 (t )
G﹤1 ，抗噪性能比 DSB 与 SSB 差
包络检波的门限效应
节 4 非线性调制原理
3
∫ sFM
(t) =
⎡ A cos⎢ω 0t
+θ0
+
Kf
t
m(τ
)dτ
⎤ ⎥
⎣
0
⎦
[ ] sPM (t) = Acos ω0t +θ0 + K pm(t)
m(t )cos ω 0t
⇔
Sm
(ω
)
=
1 2
[M
(ω
+
ω0
)+
M
(ω
−
ω0
)]
已调信号的谱是以ω= 0 为轴的基带谱 M (ω) 搬移到以ω0 为中心的某个频域上构
成，谱结构不变，为线性搬移，称为线性调制。
sm
(t )cos ω 0t
=
m(t )cos 2
ω0t
=
1 2
m(t
)[1+
cos
2ω 0t ]
设备复杂，分路的滤波器要求高，若信道非线性则产生串扰。
n 路信号复用后所要求的信道带宽：
n
∑ Bn = Bi + (n −1)Bg i =1
5
要求：各种线性调制的调制解调公式推倒需要了解。特别是 SSB
2
节 3 线性调制系统的抗噪声性能
要求：输入信噪比、输出信噪比
调制制度增益：
G
=
输出信噪比= S0 输入信噪比 Si
/ /
N0 Ni
一般是综合考虑输出信噪比及调制制度增益来描述.比较系统的可靠性性能。
一、DSB 系统
制度增益 Baidu Nhomakorabea = 2
DSB 解调使信噪比改善一倍，原因在于相干检测使正交分量噪声 ns(t)被滤掉。 二、SSB 系统
程。
2、模拟调制系统：
载波 c ( t ) = A cos（ω0t +θ0）
若调制信号 m ( t ) 去改变其幅度 A，称为幅度调制，亦为线性调制。
若调制信号 m ( t ) 去改变其相角ω0 t +θ0 , 称为角度调制，亦为非线性调制。
节 2 线性调制基本原理
一、基本原理方框
调制：
sm
(t
)
=
输入信噪比：
输出信噪比：
Si = A2 Ni 2n0 BFM
制度增益：
S0
=
3A2K
2 f
m2 (t)
N0
8π
2n0
f
3 m
( ) G
=
3K
2 f
m2
4π 2
t BFM
f
3 m
考虑单一频率调制：
4
节6
( ) S0
=
3
A2m
2 f
N0 2n0BFM
mf +1
( ) G
=
3m
2 f
mf
+1
频分复用（FDM）原理
⇔
SDSB (ω )
=
1 2
[M
(ω
−ω0
)+
M
(ω
+ω0
)]
解调方式：相干解调
已调信号带宽与调幅时一致: BDSB = 2 BS 3、单边带信号（SSB）
调制：
相干解调
SSSB（t）只含有一个边带，其带宽与调制信号带宽一致，有利于 扩展容量，提高系
统有效性。
BSSB=BS
4、残留边带信号（VSB）
δ
(ω
+
ω
0
)]
+
1 2
[M
'
(ω
−
ω
0
)
+
M
'
(ω
+
ω
0
)]
解调方式：非相干解调（包络检波）、相干解调
调幅指数：
m' (t )
mA =
max
m0
SAM(t) 的频谱宽度为调制信号 m(t)带宽 BS 的两倍，有效性：BAM = 2 BS
2、抑制载波双边带信号（DSB）
调制：
sDSB (t )
=
m(t )cos ω 0t