通信原理第5章1 线性调制系统PPT课件
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当调制信号为实信号时，上边带上边带相同。
（3）若调制信号最高频率为 m ，则已调信号的频 谱带宽扩展了2 倍 ，因而标准振幅调制信号带 宽为
B2fm (Hz）
2020/7/29
16
5.2.2 AM信号的解调
太原科技大学
解调方式：同步解调、包络解调
同步解调，也称为相干解调，解调器由乘法器 和低通滤波器组成 。
脉冲编码调制
2020/7/29
5
5.1 引言
太原科技大学
（2）按已调信号的频谱与调制信号频谱之间关系 线性调制
非线性调制
线性调制：载波调制系统中已调信号频谱为调制信 号频谱的平移及线性变换。
非线性调制：已调信号频谱中出现与调制信号频谱 无对应线性关系的分量。
2020/7/29
6
5.1 引言
（3）按调制信号（基带信号） 模拟（连续）调制
3.典型的标准振幅调制信号波形
太原科技大学
2020/7/29
13
5.2.1 AM信号的时域及频域表示
太原科技大学
4.标准振幅调制信号频谱结构
S A( M t) A 0 ftco 0 ts
由傅里叶变换性质，可得AM信号的频谱为：
S A M () A 0 0 0 1 2 F 0 F 0
在这种解调方式中，接收端必须提供一个与发 端载波信号具有相同频率和相同相位的本地载波振 荡信号，称之为相干载波。相干载波由载波同步电 路提取，实现复杂。
2020/7/29
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5.2.2 AM信号的解调
太原科技大学
AM信号同步解调模型
2020/7/29
18
5.2.2 AM信号的解调
太原科技大学
AM信号同步解调过程
21
5.2.2 AM信号的解调
太原科技大学
包络检波 –适用条件：AM信号，且要求|m(t)|max A0 ，
–性能分析
设输入信号是
sA(M t)[A 0f(t)c ]o0ts
选择RC满足如下关系 fH1 /RC f0
式中fH － 调制信号的最高频率
在大信号检波时（一般大于0.5 V），二极管处于
（1）频率变换 ；
为有效辐射电磁波，天线长度应在1/4波长左右。
如: f=3KHz，波长为105米（100 Km）；f =30MHz ，波长为10米
（2）实现信道复用 ；（3）提高抗干扰性。
2020/7/29
4
5.1 引言
太原科技大学
调制的分类：
模拟调制
（1）按载波类型
正弦波调制 数字调制
脉冲模拟调制 脉冲调制
相干载波：cos0t 。
接收端产生，与发端载波信号同频同相。
p点的信号为
S p t S A tM c0 o t A 0 s f( t) c2o 0 t 1 2 s A 0 f( t) ( 1 c2 o 0 t)s
其中：基带信号
1 2
A0
f
(t)
标准振幅调制信号 12A0f(t)co2s0t
太原科技大学
2020/7/29
11
5.2.1 AM信号的时域及频域表示
太原科技大学
调幅指数定义
f (t)
m
max om1
A0
当m 值大于1时，出现过调制，这种情况是不允许 出现的。
出现过调制现象时，AM信号的包络不能反映调制 信号的变化规律，出现严重的失真。
2020/7/29
12
5.2.1 AM信号的时域及频域表示
2020/7/29
19
5.2.2 AM信号的解调
太原科技大学
AM信号的包络解调（非相干解调）
由包络检波器来完成。 包络检波器优点:电路简单，不需要提取相干载波。 抗噪声的能力上，包络解调法不如相干解调法。
2020/7/29
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5.2.2 AM信号的解调
包络检波电路与波形
太原科技大学
2020/7/29
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5.2.1 AM信号的时域及频域表示
太原科技大学
调制前后的频谱
2020/7/29
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5.2.1 AM信号的时域及频域表示
太原科技大学
由图看出：
（1）AM是一种线性调制方式。
（2）上下边带完全对称。
上边带（UpperSideband) : 正频谱经搬移后的部分。 下边带（Lower Sideband） : 负频谱经搬移后的部分。
高频正弦载波信号为
C (t)A cos(0t0)
标准振幅调制信号时域表示为
S A( M t) A 0 ftco 0 ts
式中， A 0为外加的直流分量，且要 A0ft0或 A 0 f (t) max。
否则将出现过调制现象。
2020/7/29
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5.2.1 AM信号的时域及频域表示 2.产生标准振幅调制信号的模型
太原科技大学
数字调制 模拟调制：调制信号为模拟信号的正弦波调制。 数字调制：调制信号为数字信号的正弦波调制。
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5.1 引言
（4）按改变载波的参数 幅度调制
太原科技大学
频率调制
相位调制
典型幅度调制系统：标准振幅调制（AM）
抑制载波双边带调制（DSB—sc ）
残留边带调（VSB） 单边带（SSB）调制
2020/7/29
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5.2 标准振幅调制（AM）
太原科技大学
幅度调制: 高频正弦载波的幅度随调制信号 作线性变化的过程。
标准振幅调制（AM-Amplitude Modulation） 最基本的幅度调制方式。
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5.2.1 AM信号的时域及频域表示
太原科技大学
1.时域表示
设f(t)为一无直流分量的基带信号，其频谱为 F 。
受控的开关状态，检波器的输出为 sd(t)A0f(t)
隔去直流后即可得到原信号f(t)。
22
5.2.3 AM 信号功率分布和调制效率
Biblioteka Baidu
太原科技大学
上述分析中，假设调制信号是一确定信号。但实 际系统中，调制信号被认为是满足各态历经性的平稳 随机过程是随机信号（如话音信号），因而已调信号 也是随机的。这时当讨论AM信号的功率及调制效率 时就必须应用自相关函数和功率谱密度函数来描述。
为在信道中传输和实现信道复用，基带信号在通信系统的 发送端需要进行调制，再送入信道传输，在接收端则进行 相反的变换，即解调。
2020/7/29
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5.1 引言
太原科技大学
调制：按调制信号 (基带信号）的变化规律去改变载 波的某些参数的过程。
解调：相反的变换过程，即由载波参数的变化去恢复 基带信号。
调制的功能：
第五章 模拟 调 制 系 统
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前言
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2
5.1 引言
太原科技大学
基带信号：信源产生的原始信号，通常具有较低的 频谱分量。
大多数信道具有带通特性，基带信号并不能在大多数信道 中直接传输。
（3）若调制信号最高频率为 m ，则已调信号的频 谱带宽扩展了2 倍 ，因而标准振幅调制信号带 宽为
B2fm (Hz）
2020/7/29
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5.2.2 AM信号的解调
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解调方式：同步解调、包络解调
同步解调，也称为相干解调，解调器由乘法器 和低通滤波器组成 。
脉冲编码调制
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5.1 引言
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（2）按已调信号的频谱与调制信号频谱之间关系 线性调制
非线性调制
线性调制：载波调制系统中已调信号频谱为调制信 号频谱的平移及线性变换。
非线性调制：已调信号频谱中出现与调制信号频谱 无对应线性关系的分量。
2020/7/29
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5.1 引言
（3）按调制信号（基带信号） 模拟（连续）调制
3.典型的标准振幅调制信号波形
太原科技大学
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13
5.2.1 AM信号的时域及频域表示
太原科技大学
4.标准振幅调制信号频谱结构
S A( M t) A 0 ftco 0 ts
由傅里叶变换性质，可得AM信号的频谱为：
S A M () A 0 0 0 1 2 F 0 F 0
在这种解调方式中，接收端必须提供一个与发 端载波信号具有相同频率和相同相位的本地载波振 荡信号，称之为相干载波。相干载波由载波同步电 路提取，实现复杂。
2020/7/29
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5.2.2 AM信号的解调
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AM信号同步解调模型
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5.2.2 AM信号的解调
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AM信号同步解调过程
21
5.2.2 AM信号的解调
太原科技大学
包络检波 –适用条件：AM信号，且要求|m(t)|max A0 ，
–性能分析
设输入信号是
sA(M t)[A 0f(t)c ]o0ts
选择RC满足如下关系 fH1 /RC f0
式中fH － 调制信号的最高频率
在大信号检波时（一般大于0.5 V），二极管处于
（1）频率变换 ；
为有效辐射电磁波，天线长度应在1/4波长左右。
如: f=3KHz，波长为105米（100 Km）；f =30MHz ，波长为10米
（2）实现信道复用 ；（3）提高抗干扰性。
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5.1 引言
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调制的分类：
模拟调制
（1）按载波类型
正弦波调制 数字调制
脉冲模拟调制 脉冲调制
相干载波：cos0t 。
接收端产生，与发端载波信号同频同相。
p点的信号为
S p t S A tM c0 o t A 0 s f( t) c2o 0 t 1 2 s A 0 f( t) ( 1 c2 o 0 t)s
其中：基带信号
1 2
A0
f
(t)
标准振幅调制信号 12A0f(t)co2s0t
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5.2.1 AM信号的时域及频域表示
太原科技大学
调幅指数定义
f (t)
m
max om1
A0
当m 值大于1时，出现过调制，这种情况是不允许 出现的。
出现过调制现象时，AM信号的包络不能反映调制 信号的变化规律，出现严重的失真。
2020/7/29
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5.2.1 AM信号的时域及频域表示
2020/7/29
19
5.2.2 AM信号的解调
太原科技大学
AM信号的包络解调（非相干解调）
由包络检波器来完成。 包络检波器优点:电路简单，不需要提取相干载波。 抗噪声的能力上，包络解调法不如相干解调法。
2020/7/29
20
5.2.2 AM信号的解调
包络检波电路与波形
太原科技大学
2020/7/29
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14
5.2.1 AM信号的时域及频域表示
太原科技大学
调制前后的频谱
2020/7/29
15
5.2.1 AM信号的时域及频域表示
太原科技大学
由图看出：
（1）AM是一种线性调制方式。
（2）上下边带完全对称。
上边带（UpperSideband) : 正频谱经搬移后的部分。 下边带（Lower Sideband） : 负频谱经搬移后的部分。
高频正弦载波信号为
C (t)A cos(0t0)
标准振幅调制信号时域表示为
S A( M t) A 0 ftco 0 ts
式中， A 0为外加的直流分量，且要 A0ft0或 A 0 f (t) max。
否则将出现过调制现象。
2020/7/29
10
5.2.1 AM信号的时域及频域表示 2.产生标准振幅调制信号的模型
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数字调制 模拟调制：调制信号为模拟信号的正弦波调制。 数字调制：调制信号为数字信号的正弦波调制。
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5.1 引言
（4）按改变载波的参数 幅度调制
太原科技大学
频率调制
相位调制
典型幅度调制系统：标准振幅调制（AM）
抑制载波双边带调制（DSB—sc ）
残留边带调（VSB） 单边带（SSB）调制
2020/7/29
8
5.2 标准振幅调制（AM）
太原科技大学
幅度调制: 高频正弦载波的幅度随调制信号 作线性变化的过程。
标准振幅调制（AM-Amplitude Modulation） 最基本的幅度调制方式。
2020/7/29
9
5.2.1 AM信号的时域及频域表示
太原科技大学
1.时域表示
设f(t)为一无直流分量的基带信号，其频谱为 F 。
受控的开关状态，检波器的输出为 sd(t)A0f(t)
隔去直流后即可得到原信号f(t)。
22
5.2.3 AM 信号功率分布和调制效率
Biblioteka Baidu
太原科技大学
上述分析中，假设调制信号是一确定信号。但实 际系统中，调制信号被认为是满足各态历经性的平稳 随机过程是随机信号（如话音信号），因而已调信号 也是随机的。这时当讨论AM信号的功率及调制效率 时就必须应用自相关函数和功率谱密度函数来描述。
为在信道中传输和实现信道复用，基带信号在通信系统的 发送端需要进行调制，再送入信道传输，在接收端则进行 相反的变换，即解调。
2020/7/29
3
5.1 引言
太原科技大学
调制：按调制信号 (基带信号）的变化规律去改变载 波的某些参数的过程。
解调：相反的变换过程，即由载波参数的变化去恢复 基带信号。
调制的功能：
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基带信号：信源产生的原始信号，通常具有较低的 频谱分量。
大多数信道具有带通特性，基带信号并不能在大多数信道 中直接传输。