成电考研831通信原理剖析

sDSB (t) m(t) cosct
SDSB ()
1 [M 2
(
c
)
M
(
c
)]
第4章 模拟调制系统
DSB信号的波形和频谱
第4章 模拟调制系统 考虑问题：1、DSB可否直接用包络检波解调
2、DSB信号的带宽 3、DSB信号的功率谱
第4章 模拟调制系统
4.1.3单边带调制(SSB)
1. 用滤波法形成单边带信号 产生SSB信号最直观的方法是让双边带信号通过一个边带 滤波器，保留所需要的一个边带，滤除不要的边带。
sAM (t) [ A0 m(t)]cosct A0 cosct m(t) cosct
S AM
()
A0[
(
c
)
(
c
)]
1 2
[M
(
c
)
M
(
c
)]
式中,A0为外加的直流分量;m(t)可以是确知信号,也可以是随机 信号(此时,已调信号的频域表示必须用功率谱描述)。
第4章 模拟调制系统 图 4 - 2 AM调制器模型
sinቤተ መጻሕፍቲ ባይዱct
把上、下边带合并起来可以写成
sSSB
(t)
1 2
Am
c os m t
c os c t
1 2
Am
sin m t
sin c t
第4章 模拟调制系统
式中，“-”表示上边带信号，“+”表示下边带信号。
Am sinωmt
可以看成是Am
cosωmt相移
2
，
而幅度大小保持
不变。我们把这一过程称为希尔伯特变换，记为“^”， 则
设调制信号m(t)的频谱为M(ω)，则该模型输出已调信号 的时域和频域一般表示式为
sm (t) [m(t) cosct] h(t)
Sm
( )
1 [M 2
(
c
)
M
c
)]H ()
第4章 模拟调制系统
图 4 - 1幅度调制器的一般模型
第4章 模拟调制系统 4.1.1 调幅(AM)
选择滤波器H(ω)为全通网络,即h(t)=δ(t),并假设调制信号m(t) 的平均值为0,将其叠加一个直流偏量A0后与载波相乘即可形成 调幅(AM)信号。其时域和频域表示式分别为
滤波法形成SSB信 号的技术难点
第4章 模拟调制系统
SSB信号的频谱
第4章 模拟调制系统
2. 设单频调制信号为m(t)=Amcosωmt，载波为c(t)=cosωct， 两 者相乘得DSB信号的时域表示式为
sDSB (t) Am cosmt cosct
1 2
Am
cos(C
m )t
1 2
Am
cos(c
第4章 模拟调制系统
第4章 模拟调制系统
4.1 幅度调制（线性调制）的原理 4.2 线性调制系统的抗噪声性能 4.3 非线性调制（角调制）的原理 4.4 调频系统的抗噪声性能 4.5 各种模拟调制系统的性能比较
第4章 模拟调制系统
4.1幅度调制（线性调制）的原理
幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅,使其按照 调制信号的规律而变化的过程。
变换，则 m(t)
m(w) 为
Mˆ () M () [ j sgn ]
式中符号函数
sgn
1, 1,
0 0
上式物理意义:让m(t)通过传递函数为-j sgnω的滤波器即
可得到 mˆ (t) 。由此可知,-jsgnω即是希尔伯特滤波器的传
递函数,记为
Hh() Mˆ () / M() j sgn
Am cosmt Am sinmt
任意一个基带波形总可以表示成许多正弦信号之和。 因此 可 以得到调制信号为任意信号的SSB信号的时域表示式:
sSSB
(t)
1 2
m(t) cosct
1 2
mˆ (t)sin ct
第4章 模拟调制系统
式中，m(t) 是m(t)的希尔伯特变换。若M(ω)为m(t)的傅氏
第4章 模拟调制系统
相移法形成单边带信号
第4章 模拟调制系统
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。
第4章 模拟调制系统
滤波器归一化值：
f
fc
一般要求：α≥10-3 否则，滤波就难以实现。
第4章 模拟调制系统 多级滤波法原理图示
其中： B1 2 fL ，B2 2 fc1 2 fL 2 fc1
第4章 模拟调制系统
例: 用单边带方式传输模拟电话信号。设载频为15MHz，电话信
号的频带为300 Hz∼3400 Hz，滤波器归一化值为10-3。试设计滤
第4章 模拟调制系统
AM信号的波形和频谱
第4章 模拟调制系统
当满足条件|m(t)|max≤A0 时AM信号的包络与调制信号成正比， 所以用包络检波的方法很容易恢复出原始的调制信号，否则， 将会出现过调幅现象而产生包络失真。这时不能用包络检波器 进行解调，为保证无失真解调，可以采用同步检波器。
AM信号的频谱SAM(ω)由载频分量和上、下两个边带组成， 上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上 边带的镜像。因此，AM信号是带有载波的双边带信号，它的 带宽是基带信号带宽fH的两倍，即
通常假设调制信号没有直流分量， m(t)=0。 因此
PAM
A02 2
m2 (t) 2
PC
PS
式中， PC= A02 /2为载波功率，PS= m2 (t) /2为边带功率。
第4章 模拟调制系统
4.1.2抑制载波双边带调制（DSB-SC）
在AM信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边 带传送。如果将载波抑制，即可输出抑制载波双边带信号， 简称双边带信号（DSB）。
m )t
第4章 模拟调制系统
保留上边带，则有
sUSB (t)
1 2
Am
c os ( C
m )t
1 2
Am
cos m
c os c t
1 2
Am
sin m
sin ct
保留下边带，则有
sLSB (t)
1 2
Am
c os ( C
m )t
1 2
Am
cos mt
c os c t
1 2
Am
sin mt
BAM 2 f H
第4章 模拟调制系统
AM信号在1Ω电阻上的平均功率应等于sAM(t)的均方值。
当m(t)为确知信号时，sAM(t)的均方值即为其平方的时间平
均， 即
PAM
s
2 AM
(t)
[ A0 m(t)]2 cos2 ct
[ A02 cos2 ct m2 (t) cos2 ct 2 A0m(t) cos2 ct