通信原理第4章模拟调制系统PPT课件
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4．1．2 幅度调制（线性调制）的原 理
1．定义 2．线性调制的原理 3．线性调制信号的解调
，
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1.幅度调制的定义
幅度调制是高频正弦载波的幅度随调制信号作 线性变化的过程。
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2.线性调制的原理
线性调制器的一般形式 调幅(AM)信号 双边带（DSB-SC）信号 单边带(SSB)信号 残留边带(VSB)信号
第四章 模拟调制系统
本章要求 4．1．1 概述 4．1．2 幅度调制的原理 4．1．3 线性调制系统的抗噪声性能 4．1．4 角度调制的原理 4．1．5 频分复用(FDM) 列题
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前言
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本章要求
幅度调制的原理及抗噪性能 FM原理 FDM
返回
4．1．1 概述
1. 调制目的 2. 调制定义 3. 调制分类
返回
1. 调制目的
便于信号的传输 实现信道的多路复用 改善系统抗噪声性能
返回
2．调制定义
按基带信号的变化规律去改变高频载波某些参 数的过程
返回
3．调制分类
幅度调制（属线性调制）：AM、DSB、SSB VSB 角度调制（非线性调制）：FM、PM
返回
线性调制器的一般形式
线性调制器的一般模型 一般形式
返回
线性调制器的一般模型
m(t)
×
h(t)
cosct
sm(t)
图4-1线性调制器的一般模型
一般形式
时域 S m ( t ) [ m ( t ) cc t ] o h ( t ) s (4.1)
频域 S m () 1 2 [ M ( c ) M c )H ( ])(4.2)
返回
残留边带(VSB)信号
残留边带调制从频域上来看是介于SSB与DSB之的 一种调制方式，它保留了一个边带和另一个边带的一 部分。它即克服了DSB信号占用频带宽，又解决了单 边带滤波器不易实现的难题。
重要结论：为了保证相干解调时无失真恢复基带信 号，必须要求残留边带滤波器的传输函数在载频处具 有互补对称特性。也就是说，在图4-1中应将滤波器的 传输特性设计成如图4-7（a）所示的低通滤波器形
（载波项） （DSB信号项）
条件： m(t) 0 ，
m(t) ma x
A0
S A (M ) A 0 [( c ) ( c ) 1 2 ] [ M ( c ) M ( c )
m(t) O
A0＋m(t)
O cos c(t)
O
sAM (t)
O
t
t
M( )
1
t
－ H
0
H
SAM ( )
A0
cos 0t O
m(t) O
sDSB(t) O
t
－ c
O
c
M( )
t
t 载波反相点
－H O H
SDSB( )
2 H
－ c
O
c
图 4-3 DSB信号的波形和频谱
特点:
DSB信号的包络不与 m (t ) 成正比，故不能进行
包络检波，需采用相干解调 DSB信号虽节省了载波发射功率，但仍具有
两个边带，频带宽度与AM信号相同。由于这两 个边带所携带的信息相同，传输其中一个边带 即可，这种方式是单边带调制。
式中 “+”为下边带，“-”为上边带m (。t ) m是(t)
的希尔伯特变换。若M()为 m(t) 的傅氏变
^
换，则
m
(
t
)
的
M
^
(
)
傅氏变换为
M ( ^ ) M ( )[ jsg ]n(4 8 )
式中
sgn 1 1,,
0 0
设
^
H h () M () /M () jsgn( 4 9 )
－ c
0
c
来自百度文库(b )
图 4 –4 形成SSB信号的滤波特性
M ( )
－ H O H
上边带 下边带
S M ( ) 下边带 上边带
－ c
O
c
上边 带频 谱
－ c
O
c
下边 带频 谱
－ c
O
c
图 4 - 5 SSB信号的频谱
SSB信号的时域表示式为
S S( S t) B 1 2 m ( t)co c t 1 2 sm ( ^ t)sic tn ^ ( 4 7 )
A0
1
2
t
－ c
0
c
图 4 - 2 AM信号的波形和频谱
特点:
AM波的包络正比于[ A0+ m(t)]
传输带宽为基带信号最高频率的两倍 含载波分量
返回
双边带（DSB-SC）信号
S D ( t) S m B ( t) co c t s( 4 5 )
S D (S ) B 1 2 [ M (c ) M (c )] ( 4 6 )
1 2
m(t)cosct
图 4 –6单边带调制相移法的一般模型
综上所述： SSB调制方式在传输信号时，不但 可节省载波发射功率，而且它所占用的频带宽度为 BSSB=fH，只有AM、 DSB的一半，因此，它目前 已成为短波通信中的一种重要调制方式。
SSB信号的解调和DSB一样不能采用简单的包 络检波，因为SSB信号也是抑制载波的已调信号， 它的包络不能直接反映调制信号的变化， 所以仍 需采用相干解调。
式，即必须满足 H ( c ) H ( c ) 常 ， 数 H（ 4 1 ） 0
式中 H 是基带信号的截止角频率。
将设计成如图4-7（b）所示的带通（或高通）滤波器形式,同 样可以实现残留边带调制。
式中 M() —— m(t) ，H()h(t)
在该模型中，适当选择带通滤波器的冲击响
应 h (t ) ，便可以得到各种幅度调制信号。
调幅(AM)信号
在图4-1中，m ( t )外加直流，h(t)(t)，即滤波器
（ H()1）为全通网络，则
sAM (t)[A0m (t)c] ocst
A0cocstm (t)cocst
Hh ()为希尔伯特滤波器的传递函数，由上 式可知，它实质上是一个宽带相移网络，表
^
示把 m(t) 幅度不变，相移-/2即可得到 m ( t ) 。
由式（4-7）还可得到单边带调制相移法的
一般模型，如图4-6所示。
1 m(t) 2
Hh()
1 2
m(t)
1 2
m(t)
cosct
cos ct
－
2
± sSSB(t)
返回
单边带(SSB)信号
单边带调制中只传输双边带信号中的一个边 带。因此产生SSB信号的最直观方法是将 图4-1中的带通滤波器设计成如图4-4所示 传输特性。图4-4（a）将产生上边带信号， 图4-4（b）将产生下边带信号。相应的频谱 图4-5所示。
H ( ) 1
－ c
0
c
(a )
H ( ) 1
4．1．2 幅度调制（线性调制）的原 理
1．定义 2．线性调制的原理 3．线性调制信号的解调
，
返回
1.幅度调制的定义
幅度调制是高频正弦载波的幅度随调制信号作 线性变化的过程。
返回
2.线性调制的原理
线性调制器的一般形式 调幅(AM)信号 双边带（DSB-SC）信号 单边带(SSB)信号 残留边带(VSB)信号
第四章 模拟调制系统
本章要求 4．1．1 概述 4．1．2 幅度调制的原理 4．1．3 线性调制系统的抗噪声性能 4．1．4 角度调制的原理 4．1．5 频分复用(FDM) 列题
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本章要求
幅度调制的原理及抗噪性能 FM原理 FDM
返回
4．1．1 概述
1. 调制目的 2. 调制定义 3. 调制分类
返回
1. 调制目的
便于信号的传输 实现信道的多路复用 改善系统抗噪声性能
返回
2．调制定义
按基带信号的变化规律去改变高频载波某些参 数的过程
返回
3．调制分类
幅度调制（属线性调制）：AM、DSB、SSB VSB 角度调制（非线性调制）：FM、PM
返回
线性调制器的一般形式
线性调制器的一般模型 一般形式
返回
线性调制器的一般模型
m(t)
×
h(t)
cosct
sm(t)
图4-1线性调制器的一般模型
一般形式
时域 S m ( t ) [ m ( t ) cc t ] o h ( t ) s (4.1)
频域 S m () 1 2 [ M ( c ) M c )H ( ])(4.2)
返回
残留边带(VSB)信号
残留边带调制从频域上来看是介于SSB与DSB之的 一种调制方式，它保留了一个边带和另一个边带的一 部分。它即克服了DSB信号占用频带宽，又解决了单 边带滤波器不易实现的难题。
重要结论：为了保证相干解调时无失真恢复基带信 号，必须要求残留边带滤波器的传输函数在载频处具 有互补对称特性。也就是说，在图4-1中应将滤波器的 传输特性设计成如图4-7（a）所示的低通滤波器形
（载波项） （DSB信号项）
条件： m(t) 0 ，
m(t) ma x
A0
S A (M ) A 0 [( c ) ( c ) 1 2 ] [ M ( c ) M ( c )
m(t) O
A0＋m(t)
O cos c(t)
O
sAM (t)
O
t
t
M( )
1
t
－ H
0
H
SAM ( )
A0
cos 0t O
m(t) O
sDSB(t) O
t
－ c
O
c
M( )
t
t 载波反相点
－H O H
SDSB( )
2 H
－ c
O
c
图 4-3 DSB信号的波形和频谱
特点:
DSB信号的包络不与 m (t ) 成正比，故不能进行
包络检波，需采用相干解调 DSB信号虽节省了载波发射功率，但仍具有
两个边带，频带宽度与AM信号相同。由于这两 个边带所携带的信息相同，传输其中一个边带 即可，这种方式是单边带调制。
式中 “+”为下边带，“-”为上边带m (。t ) m是(t)
的希尔伯特变换。若M()为 m(t) 的傅氏变
^
换，则
m
(
t
)
的
M
^
(
)
傅氏变换为
M ( ^ ) M ( )[ jsg ]n(4 8 )
式中
sgn 1 1,,
0 0
设
^
H h () M () /M () jsgn( 4 9 )
－ c
0
c
来自百度文库(b )
图 4 –4 形成SSB信号的滤波特性
M ( )
－ H O H
上边带 下边带
S M ( ) 下边带 上边带
－ c
O
c
上边 带频 谱
－ c
O
c
下边 带频 谱
－ c
O
c
图 4 - 5 SSB信号的频谱
SSB信号的时域表示式为
S S( S t) B 1 2 m ( t)co c t 1 2 sm ( ^ t)sic tn ^ ( 4 7 )
A0
1
2
t
－ c
0
c
图 4 - 2 AM信号的波形和频谱
特点:
AM波的包络正比于[ A0+ m(t)]
传输带宽为基带信号最高频率的两倍 含载波分量
返回
双边带（DSB-SC）信号
S D ( t) S m B ( t) co c t s( 4 5 )
S D (S ) B 1 2 [ M (c ) M (c )] ( 4 6 )
1 2
m(t)cosct
图 4 –6单边带调制相移法的一般模型
综上所述： SSB调制方式在传输信号时，不但 可节省载波发射功率，而且它所占用的频带宽度为 BSSB=fH，只有AM、 DSB的一半，因此，它目前 已成为短波通信中的一种重要调制方式。
SSB信号的解调和DSB一样不能采用简单的包 络检波，因为SSB信号也是抑制载波的已调信号， 它的包络不能直接反映调制信号的变化， 所以仍 需采用相干解调。
式，即必须满足 H ( c ) H ( c ) 常 ， 数 H（ 4 1 ） 0
式中 H 是基带信号的截止角频率。
将设计成如图4-7（b）所示的带通（或高通）滤波器形式,同 样可以实现残留边带调制。
式中 M() —— m(t) ，H()h(t)
在该模型中，适当选择带通滤波器的冲击响
应 h (t ) ，便可以得到各种幅度调制信号。
调幅(AM)信号
在图4-1中，m ( t )外加直流，h(t)(t)，即滤波器
（ H()1）为全通网络，则
sAM (t)[A0m (t)c] ocst
A0cocstm (t)cocst
Hh ()为希尔伯特滤波器的传递函数，由上 式可知，它实质上是一个宽带相移网络，表
^
示把 m(t) 幅度不变，相移-/2即可得到 m ( t ) 。
由式（4-7）还可得到单边带调制相移法的
一般模型，如图4-6所示。
1 m(t) 2
Hh()
1 2
m(t)
1 2
m(t)
cosct
cos ct
－
2
± sSSB(t)
返回
单边带(SSB)信号
单边带调制中只传输双边带信号中的一个边 带。因此产生SSB信号的最直观方法是将 图4-1中的带通滤波器设计成如图4-4所示 传输特性。图4-4（a）将产生上边带信号， 图4-4（b）将产生下边带信号。相应的频谱 图4-5所示。
H ( ) 1
－ c
0
c
(a )
H ( ) 1