通信原理第五章模拟调制系统讲义

2016
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时域波形
当m0≥|m’(t)|max时 已调信号包络与调制 信号波形相同，用包 络检波法可以恢复出 原始调制信号。
否则,出现“过调幅” 现象，包络检波失效。
A max
Amin
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AM调制波形分析
被调制载波参数不同： 频率调制：载波频率随调制信号变化√
频谱的变化：
相位调制：载波相位随调制信号变化√ 已调信号与输入信号频谱之√间
线性调制： 呈线性搬移
非线性调制：
已调信号与输入信号频谱之间 呈非线性搬移
m (f ) 2016
线性调制
sm (f )
频谱之间呈线性搬移关系： AM、ASK
非线性调制
sm (f )
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AM调制的优缺点
优点：可以采用包络检波法解调，不需 本地同步载波信号，接收机成本很低。
缺点：AM信号的调制效率比较低
问题：能否去掉不带信息的载波， 提高调制效率？
抑制载波双边带调制
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（2）双边带调制（DSB）
时域表示式：无直流分量A0
sDSB (t) m(t) cosct
带的镜像。
-c
SAM() 载频分量
A0
1 2
0
下边带c上边带
S
AM
()
m0
[
(
c
)
(
c
)]
1 2
[M
'
(
c
)
M
'
(
c
)]
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带宽与功率分配
调制信号带宽是基带信号带宽fH的两倍：
BAM 2 f H
调制信号功率：
PAM sA2M (t) [m0 m' (t)]2 cos2 ct [m02 cos2 ct m'2 (t) cos2 ct 2m0m '(t) cos2 ct
第五章 模拟调制系统
本章内容:
1
引言
2 幅度调制的原理及抗噪声性能
3 非线性调制的原理及抗噪声性能
4 各种模拟调制系统的比较
5
频分复用(FDM)
6 复合调制及多级调制的概念
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本章重点
模拟通信系统的原理，各种模拟调制方 式及抗噪声性能比较！
模拟调制: ➢线性调制:AM,DSB,SSB,VSB ➢非线性调制:FM,PM
m' (t) 0
所以
PAM
m02 2
m'2 (t) 2
Pc
PS
载波功率 边带功率
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调制效率
有用功率（用于传输有用信息的边带功率） 占信号总功率的比例称为调制效率。
AM
PS PAM
m '2 (t) / 2
m02 / 2 m '2 (t) / 2
脉冲调制 (矩形周期脉冲)
5
调制的分类 √ 模拟调制：调制信号是连续变化的模拟信号
调制信号不同： 数字调制：调制信号是离散的数字信号
√ 载波信号不同： 连续波调制：载波信号是连续波形
脉冲调制：载波信号是脉冲波形
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调制的分类
幅度调制：载波幅度随调制信号变化√
注意:“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。
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（1）标准调幅 AM
时域表示
m’(t)
sAM (t)
Amax
Amin
O
t
O
t
调制信号 m' (t) 0
叠加直流m0
m00+m’(t)
O
t
O
t
sAM (t) m(t) cosct m0 cosct m'(t) cosct
频谱之间没有线性对应关系： FM、PM、FSK
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5.2.1 幅度调制的原理
设正弦型载波为:
s(t) Acosct 0
式中，A —载波幅度；
c —载波角频率； 0 —载波初始相位。
幅度调制信号(已调信号)可表示成:
sm (t) Am(t) cos(ct 0 )
“满调幅”时，如果m’(t)为矩形波形，则最大可得到
AM =50%，而m’(t)为正弦波时可得到AM =33.3%。
一般情况下，调幅指数都小于1，调制效率很低，即 载波分量占据大部分信号功率，有信息的两个边带占 有的功率较小。
AM调制方式调制效率低！
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m’ (t) max >m0将会出现过调幅现象而产生包络失真,不能用包 络检波器进行解调，为保证无失真解调，可以采用相干解调
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频谱
AM信号的频谱包含: ➢载频分量 ➢上边带
M()
1
单音调制
➢下边带
H 0 H
上边带与原调制
信号的频谱结构相
A0
同，下边带是上边
m源自文库(t)
O
重要参数：调幅指数
t
AM
m' m0
Amax Amax
Amin Amin
sAM (t) O
Amax
Amin
t
满调幅, AM=1，此时m’=m0 欠调幅，一般 AM 小于1
过调幅， AM大于1 ，Amin为负值
当满足条件m’ (t)max m0时，AM信号的包络与调制信号成正比， 可以用包络检波法很容易恢复出原始的调制信号
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5.1 引言
调制：用调制信号去控制载波某个参数(幅度、频率、相位)。
一、调制的作用
1、为了有效地辐射电磁波，增加传输距离。 2、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。 3、通过调制可将多个信息信号（它们的频谱分量处 于同一频带范围内）移到不同频率或不同时间的各个 载波信号上，从而能够实现多路和多址信息传输。 4、提高信息传输系统的抗干扰能力和保密能力。
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调制的一般框图
模拟调制 模拟量
(单音正弦波)
数字量
调制信号 m(t) 调制器
（信息信号）
已调信号s(t)
（传输信号）
(二进制数字脉冲)
载波信号c(t)
脉冲波形
数字调制
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连续波形
连续波调制 (单频正弦波)
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式中， m(t)—基带调制信号。
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假设m(t)<->M()，则已调信号的频谱为:
Sm ()
A M (
2
c )
M (
c )
结论:已调信号的幅度随基带信号正比变化,频 谱是基带信号频谱的简单搬移。由于这种搬移是 线性的，因此幅度调制又称为线性调制。