第三章模拟调制系统

常规调幅调制效率低，载波分量不携带信
息却占用大部分功率！
2008年1月 改进方案----抑制载波双边带调制
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通信原理简明教程（第2版）
例3-1 已知一个AM广播电台输出功率是50KW，采用单频余弦信
号进行调制，调幅指数为0.707。
（1）试计算调制效率和载波功率；
（2）如果天线用50Ω的电阻负载表示，求载波信号的峰值幅度。
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3.1.2 抑制载波双边带调幅（DSB-SC）
DSB-SC信号表达式为：sDSB (t) f (t)cosc (t)
已调波频谱为：SDSB ( )
1 2
F(
c
)
1 2
F(
c
)
已调信号平均功率为：
PDSB sD2SB(t) f 2(t)cos2ct f 2(t)/ 2
1 1
2
cos2ct
析
cos2ct 0
PAM
A02 2
f
2 (t) 2
Pc
Pf
•常规调幅信号的功率由载波功率Pc和边带功率Pf组成； •边带功率与调制信号有关，是有用功率：
200•8年载1月波功率？？
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调制效率：边带功率与总功率之比，即：
AM
Pf PAM
Pf Pc
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当载波初相为0时，已调信号为：
sAM(t) A0 f (t) cosct
频 域
A0cosct f (t)cosct
特 性 分
若有： f (t) F()
载波幅度，已调 信号的组成部分
A0cosct A0 ( c) ( c)
析
f
(t)cosct
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调制的目的
❖提高无线通信时的天线辐射效率。 传输频率：3kHz，天线高度：25km 传输频率： 900MHz ，天线高度：8cm
❖把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实 现信道的多路复用，提高信道利用率。
❖扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力， 还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
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模拟通信系统模型
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设f(t)为调制信号，c(t)为载波信号，s(t)为已调信号
c(t) Acos(ct 0)
s(t) A(t)cosct (t) 0
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本章内容
载频分量
上边带
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下边带
上边带
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调幅信号的平均功率为：
PAM sA2M (t )
功
A0 f (t) 2 cos2ct
率 特
A02cos2ct f 2 (t)cos2ct 2 A0 f (t) cos2ct
性 分
因为 f (t) 0
cos 2ct
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引言
❖ 基本概念
调制 － 把信号转换成适合在信道中传输形式的过 程。
调制信号 － 指来自信源的基带信号。 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，其作用是将已调
信号中的调制信号恢复出来。
❖ 3.1 双边带调幅 ❖ 3.2 单边带调制（SSB） ❖ 3.3 残留边带调制（VSB） ❖ 3.4 线性调制和解调的一般模型 ❖ 3.5 线性调制系统的抗噪声性能
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3.1 双边带调幅
本节目录
3.1.1 常规调幅 (AM) 3.1.2 抑制载波双边带调幅(DSB-SC) 3.1.3 调制与解调
A0 1 AMcos(mt m ) cos(ct c )
上式中，AM Am / A0 ，称为调幅指数，用百分 比表示时，称为调制度。（通常取30%～60%）
调制度 小于1 等于1 大于1 正常调幅 满调幅 过调幅
若调制信号为一般信号，则取调幅指数为：
AM f (t) max / A0
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信号、传输方式、调制方式的分类
❖ 电信号
基带信号 （携带有用信息的信号，未调制）
频带信号 （基带信号经过某种调制）
❖ 传输方式
基带传输
调制（频带）传输
❖ 模拟调制
线性调制：AM、DSB、SSB、VSB
非线性调制：PM、FM调制
❖ 数字调制：ASK、FSK、PSK
Pf
1 f 2(t) 2
f 2(t)
1 2
A02
1 2
f
2 (t)
A02 f 2 (t)
当 f (t) Amcos(mt m ) 时，有：f 2 (t) Am2 / 2
此时： AM
1 2
Am2
A02
1 2
Am2
Am2 2 A02 Am2
2 AM
2
2 AM
若 AM 1 ，调制效率最大值为1/3。
解（1） 由以上的公式有
AM
2 AM
2
2 AM
0.7072 2 0.7072
1 5
则调制效率 载波功率为
AM
Pf Pc Pf
Pf PAM
Pc PAM Pf PAM (1AM
)
50 (1
1) 5
40(kW)
（2）载波功率Pc与载波峰值A的关系为 所以
Pc
A2 2R
A 2PcR 2 40103 50 2000(V )
1 2
F (
c
)
F
(
c
Biblioteka Baidu
)
则已调信号的频谱为：
SAM
(
)
A0
c
(
c
)
1 2
F
(
c
)
F
(
c
)
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已调信号的频谱图：
1. 形状相同，位置搬移；
2. AM信号含载波分量；
3. AM 信号是双边带信号， 带宽 BAM=2W=2fH 4. 下边带是上边带的镜像
载频分量
可见，边带功率是全部功率，其调制效率为
DSB 1
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DSB-SC波形图及频谱图如下：
观察并分析： ❖包络 ❖频谱组成 ❖带宽 ❖调制效率
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DSB-SC与AM信号的比较
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3.1.1 常规调幅 标准调幅为：
直流分量， 调制信号的 组成部分
sAM(t) A0 f (t)cos(ct c )
2008年1月
适用包络检波 的条件！
A0与f(t)的关系
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若 f (t) Amcos(mt m )
sAM(t) A0 Amcos(mt m )cos(ct c )