通讯原理第5章模拟调制系统

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S A M () A 0 [( c ) ( c ) ] 2 [ M ( c ) M ( c ) ]
调制器模型
m t
sm t
A0 cosct
第5章 模拟调制系统
波形图
m t
由波形可以看出，当满足条件：
t
|m(t)| A0 时，其包络与调制信号波形相同，
A0 mt
因此用包络检波法很容易恢复出原
H
载频分量
c
上边带
t
下边带
M
H
SAM 载频分量
0
下边带
c
上边带
第5章 模拟调制系统
AM信号的特性
第5章模拟调制系统
信号调制
信息源
语言
直接转换
音乐
频率很低的电信号
包括（或不包括）直流分量 的低通频谱
图像
最高频率和最低频率之比 远大于1
基带信号 如电话信号的频率范围在300～3000Hz
基带信号可以直接通过架空明线、电缆等有线信道传输，但不可能在无线信道直接传输 即使可以在有线信道传输，但一对线路上只能传输一路信号，对信道的利用是很不经济的
第5章模拟调制系统
调制在通信系统中的作用
调制把基带信号频谱搬移到一定的频带范围以适应 信道的要求
容易辐射（发射） 实现频率分配（比如FM） 实现多路复用 减少噪声和干扰的影响，提高系统抗干扰能力
第5章 模拟调制系统
调制的基本特征和分类
sm (f )
频谱之间呈线性搬移关系：
m (f )
线性调制
第5章 模拟调制系统
5.1.1调幅（AM）
时域表示式：
s A M ( t ) [ A 0 m ( t ) ] c o s c t A 0 c o s c t m ( t ) c o s c t
式中 m(t) － 调制信号，均值为0；
A0 － 常数，表示叠加的直流分量。 频谱：若m(t)为确知信号，则AM信号的频谱为
第5章 模拟调制系统
基本概念
调制 － 把信号转换成适合在信道中传输的形 式的一种过程。
调制信号 － 指来自信源的基带信号 载波调制 － 用调制信号去控制载波的参数的
过程。
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
t
始调制信号。
载波
否则，出现“过调幅”现象。这时用
t
包络检波将发生失真。但是，可以 sAM t
采用相干解调（同步检波）的方法。
t
第5章 模拟调制系统
重要参数调幅度m
A(t) A(t)
m
max
min
A(t) A(t)
max
min
m(t)
SAM t
A0
cos2 fct
满调幅m=1，此时 m(t)max=A0
重点：m(t)为取值连续的调制信号，c(t)为正弦载波 问题： （1）工作原理：包括调整系统的物理过程；调制信号、载波
信号和已调信号三者的关系（如数学关系、波形关系及频 谱关系等）。 （2）已调信号的带宽 （3）过滤关系 （4）噪声对调制系统性能的影响 调制系统的主要参数为： （1）发送功率 （2）传输带宽 （3）抗噪声性能，如输出信噪比等 （4）设备的复杂性
A(t)m in
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t
AM信号包络过零点处载波相位反相，包络和基带 信号不再保持线性关系，产生了“过调幅失真”
第5章 模拟调制系统
频谱图 m t
由频谱可以看出，AM信号t的频谱由
载频分A0量mt 上边带
下边带 t
三部分组载波成。
上边带的频谱结构与原调制t
信带号是的上频边sAM谱带t结的 构镜相像同。，下边
已调信号中的调制信号恢复出来。
第5章 模拟调制系统
5.1幅度调制（线性调制）的原理
一般原理
表示式： c(t)Acosct0
设：正弦型载波为
式中，A — 载波幅度；
c — 载波角频率； 0 — 载波初始相位（以后假定0 ＝ 0）。
则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般 可表示成
sm(t)A m (t)cosct
正常调幅，一般m小于1
过调幅，m大于1 ，A(t)min为 负值
不能用包络检波器进行解调， 为保证无失真解调，可以采用 同步解调
m(t)
sAM(t)
mA
max
A0
t
(1)mA<1时 正常调幅
(2) mA＝1时 满调幅
sAM(t)
（100%调幅）
t
m(t)maxA0
sAM(t)
(3) mA>1时 过调幅
AM、ASK
Sm (f )
非线性调制
频谱之间没有线性对应关系： FM、PM、FSK
m (t ) 调制器 sm (t )
C (t )
m(t)改变载波信号C(t)的不同参数
幅度调制：AM、PAM、ASK 频率调制：PM、FM、FSK 相位调制：PM、PPM、PSK
第5章模拟调制系统
调制系统中讨论的主要问题和主要参数
第5章 模拟调制系统
第5章 模拟调制系统
研究对象：模拟通信系统 研究目的： （1）通过介绍模拟调制解调原理，初步认识和了
解《通信原理》这门课是在模块级系统级层次上 分析和设计通信系统 （2）通过分析不同模拟调制解调系统的抗噪声性 能，了解各种系统的抗噪声能力与调制解调器有 关参数的关系，这有助于人们在实际工作中正确 地设计和选用调制方式，优化模拟通信系统的性 能 研究方法：不同模拟调制解调原理及其抗噪声性 能 预备知识：信号与系统
第5章模拟调制系统
信号调制
调制器 原始信号
信号调制
调制：发送端把基带信号频谱 搬移到给定信道通带内的过程
原始信号
解调器
解调：在接收端把已搬到给定信道 通带内的频谱还原为基带信号的过程
第5章模拟调制系统
载波调制: 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。 载波分类：用正弦波作为载波；用脉冲串或一组数 字信号作为载波。 调制的分类：模拟调制；数字调制
式中， m(t)— 基带调制信号。
第5章 模拟调制系统
频谱
设调制信号m(t)的频谱为M()，则已调信号的频谱为
Sm ()A 2M (c)M c)
由以上表示式可见，在波形上，已调信号的幅度随基带 信号的规律而正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完 全是基带信号频谱在频域内的简单搬移(精确到常数因 子)。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又 称为线性调制。但应注意，这里的“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。事实上，任 何调制过程都是一种非线性的变换过程。