第三章 模拟调制技术

重庆工程学院

教案

课程名称：数字通信技术

课程代码： 201303011

任课教师：***

授课班级： 1301001、1303201 授课时间： 2014－2015学年第1学期

重庆工程学院教案

周课次第3周第5次课学时2学时教学地点第六教学楼113 教学任务

名称

调制的基本概念

教学目标

【含知识、技

能、素养目标】

掌握调制的基本概念

教学条件多媒体教学

教学重点调节的基本概念

教学难点调节的基本概念

主要教学环节、方法及内容设计

时间（分）

一、调制的引入

学生首次接触到调制的概念，比较陌生，用数学的方法引入调制的图形，直观形象的描述。

二、调制的基础概念

让载波的某个参数(或几个)随调制信号(原始信号)的变化规律而变化的过程或方式称为调制。

如何对信号进行调制呢? 在傅里叶变换中我们知道,若一个信号ƒ (t)与一个正弦型信号cos ω ct相乘,从频谱上看,相当于把ƒ (t)的频谱搬移到ω c处。设ƒ(t)的傅里叶变换(也可称为频谱)为F (ω),则有

这称为调制定理,是调制技术的理论基础。其示意图如下图所示。

图3-1 调制的示意图三、调制的功能

调制的功能主要体现在以下几个方面:

四、调制的分类

教学小结：调制的基本概念。

作业布置：

教学后记

重庆工程学院教案

周课次第3周第6次课学时2学时教学地点第六教学楼113 教学任务

名称

模拟线性调制

教学目标

【含知识、技

能、素养目标】

掌握模拟线性调制中的幅度调制

教学条件多媒体教学

教学重点幅度调制

教学难点幅度调制

主要教学环节、方法及内容设计

时间（分）

一、幅度调制的一般模型

图3-2 幅度调制的一般模型

m(t)为调制信号,sm (t)为已调信号,h (t)为滤波器的冲激响应,则已调信号的时域和频域一般表达式分别为

由以上表达式可见,对于幅度调制信号,在波形上,它的幅度随基带信号规律而变化;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。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,相应地,幅度调制系统也称为线性调制系统。

二、常规双边带调幅(AM)

1. AM信号的调制

若假设滤波器为全通网络(H (ω)=1),调制信号m (t)叠加直流A0 后再与载波相乘,则输出的信号就是常规双边带调幅(AM)信号。AM 调制器模型

图3-3 AM调制的模型

AM 信号的典型波形和频谱分别如图3-5 (a)、(b)所示,图中假定调制信号m (t)的上限频率为ω H。显然,调制信号m (t)的带宽Bm= ƒ H。

图3-4 AM调制频谱

AM 信号是带有载波的双边带信号,它的带宽为基带信号带宽的两倍,即

2．AM 信号的解调

调制过程的逆过程叫做解调。AM 信号的解调是把接收到的已调信号SAM (t)还原为调制信号m (t)。AM 信号的解调方法有两种:相干解调和包络检波解调。

（1）相干解调，如图3-5所示

（2）包络检波解调，如图3-6所示。

图3-5 AM信号的相干解调

图3-6 AM信号的非相干解调

将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波,得

由上式可知，只要用一个低通滤波器，就可以讲第1项与第2项分离，五失真的恢复出原始的调制信号。

图3-7为串联型包络检波器的具体电路及其输出波形，电路有二极管VD、电阻R

和电容C组成。

图3-7 AM信号的包络检波

三、抑制载波双边带调幅（DSB-SC）

1.DSB信号的调制

DSB调制器模型如图3-8所示：

图3-8 DSB调制的模型

可见DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，其时域和频域表达式分别为

DSB信号是不含载波的双边带信号，它的带宽与AM信号相同，也为基带信号带宽的两倍，即

式中:Bm = ƒ H,为调制信号m(t)的带宽; ƒ H 为调制信号的最高频率。

2.DSB信号的调解

乘法器输出

经低通滤波器滤除高次项得

即无失真地恢复初始电信号。

教学小结：幅度调制的一般模型，常规双边带调幅，抑制载波双边带调幅

作业布置：

教学后记

重庆工程学院教案

周课次第4周第7次课学时2学时教学地点第六教学楼113

教学任务

名称

调频信号的产生与解调

教学目标

【含知识、

技能、素养

目标】

理解调频信号的产生与解调

教学条件多媒体教学

教学重点调频信号的产生与解调

教学难点调频信号的产生与解调

主要教学环节、方法及内容设计

时间

（分）

一、内容引入

日常生活中信号的产生、传播、消失

二、调频信号的产生

对比生活中信号产生的方法，产生调频信号的方法通常有两种

1.直接法

直接法就是利用调制信号直接控制振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变化。振荡频率由外部电压控制的振荡器叫做压控振荡器（VCO）,它产生的输出频率正比于所加的控制电压，即

式中：ωc是外加控制电压为0时压控振荡器的自由振荡频率，也就是压控振荡器的中心频率；Kf为比例常数。若用调制信号作控制电压，产生的就是FM波。

直接法的主要优点和缺点：

优点是实现线性调频的要求下，可以获得较大的频偏。

缺点是频率稳定度不高，往往需要附加稳频电路来稳定中心频率。

2.间接法

间接调频法是先对调制信号积分，在对载波进行相位调制，从而产生调频信号。但这样只能获得窄带调频信号。为了获得宽带调频信号，可利用倍频器再把NBFM信号变换成WBFM信号。其原理框图如图3-9。

图3-9 间接调频

三、调频信号的调解

1.非相干调解

由于调频信号的瞬间频率正比于调制信号的幅度，因而调频信号的调解必须能产生正比于输入频率的输出电压，也就是当输入调频信号为