通信原理电子教案第3章(模拟调制)

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通信原理课件第3章模拟调制系统

通信原理课件第3章模拟调制系统

1. DSB的时域、频域及功率 令直流信号的Ucm=0 ,得到DSB调制信号的时域和频域描 述
DSB的全部功率包含在边带上,即 DSB的调制效率 DSB 1
第3章 模拟调制系统
PDSB
1 2 Pf f (t ) 2
16
3.1
线性系统的调制与解调
3.1.4 双边带调制(DSB)
第3章 模拟调制系统 19
3.1
线性系统的调制与解调
3.1.5 单边带调制(SSB)
基本思想:只传送两个USB或两个LSB,节省一半带 宽,从而提高了信道利用率。同时也更节省了功率。 1. SSB的频谱 2. 单边带信号的产生 滤波法产生单边带信号 : 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。
当满足条件|f(t)|max≤Ucm 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,因基带信号被噪声扰乱这种现 象叫“门限效应”;为保证无失真解调,可以 采用同步检波器。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BAM=2fH。
掌握非线性调制的原理;了解非线性调制系统抗噪声
性能及预加重与去加重技术。
第3章 模拟调制系统 2
3.1
线性系统的调制与解调
3.1.1 调制的概念 调制是通信原理中一个十分重要的概 念,是一种信号处理技术。无论在模拟 通信、数字通信还是数据通信中都扮演 着重要角色。 那么为什么要对信号进行调制处理? 什么是调制呢?我们先看看下面的例子。
2. VSB信号的产生 残留边带信号必须使用相干解调。

通信原理第3章-模拟传输PPT课件

通信原理第3章-模拟传输PPT课件

保留上边带的边带滤波器:
HSSBfH U SBf 1 0,,
保留下边带的边带滤波器:
f fc f fc
HSSBfHLSBf 1 0,,
f fc f fc
2021/2/13
.
SDSB f
fc 0
fc
HUSB f
1
fc 0
fc
HLSB f
1
fc 0
fc
31
解调方法
由于 若z(t) = x(t) y(t) ,
(常规调幅: max mt 1)
t
t
Ac 1mt
t
.
11
过调幅:minmt1 or max mt 1
m t
1
t
1
st
Ac
t
载波反相点
2021/2/13
.
12
2. 频域分析
s A M ( t ) A 1 m ( t ) c o s 2 f 0 t A c o s 2 f 0 t A m ( t ) c o s 2 f 0 t
被调信号
已调信号
s(t)a(t)cos[2fct (t)] xc(t)cos2 fct xs(t)sin2fct
Re[g(t)ej2 fct ]
a t a m t
幅度调制
t m t
角度调制
g t,x ct,x st,a t,t 都是 m t 的函数
2021/2/13
.
3
已调带通信号: s(t)Re{g(t)ejct } 其 中 : g (t)为 s(t)的 复 包 络
此已调载波的瞬时频率为:
( i t)0kpddtm(t)
上式表示,在相位调制中瞬时频率随调制信号的导函数线性地

通信原理第3章模拟调制技术

通信原理第3章模拟调制技术

VS
高数据速率的调制技术
随着数据业务需求的爆炸式增长,高数据 速率的模拟调制技术成为研究热点。例如, QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交幅度调制)是一种常见 的高阶调制方式,通过增加星座点和调制 阶数,可以实现更高的数据传输速率。此 外,还有偏置QPSK、非线性调制等调制技 术,旨在提高频谱效率和数据传输速率。
通过调制将低频的模拟信号转换为高 频信号,以实现信号的远距离传输和 无线传输。
模拟调制技术的应用场景
广播通信
利用调频(FM)或调相(PM)技术, 将音频信号调制到载波上,实现广播 节目的传输。
电视信号传输
无线通信
在无线通信中,模拟调制技术被广泛 应用于移动通信、无线局域网 (WLAN)、无线广域网(WWAN) 等领域,以实现信号的无线传输。
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感谢您的观看
调频的缺点
占用带宽较宽,频带利用率较低。
调相的缺点
抗干扰能力较弱,对相位失真敏感,需要高 精度的相位控制系统。
03 模拟调制技术的分类
线性调制技术
01
调频(FM)
02
调相(PM)
03
调相而振幅不变(APM)
04
线性调制技术的特点:调制信号对载波的振幅、频率、相位同时进行 调制,使载波的振幅随调制信号的瞬时值呈线性变化。
软件定义无线电与模拟调制
软件定义无线电是一种新型的无线通信架构,通过软件编程的方式实现无线电功能的灵活配置和动态调整。在模 拟调制领域,软件定义无线电技术为调制方式的快速切换和自适应调整提供了可能。通过实时调整调制参数和算 法,可以根据信道状态和传输需求自适应地优化调制方案,提高通信系统的适应性。

通信原理(第二版)第3章模拟信号的调制传输

通信原理(第二版)第3章模拟信号的调制传输

第3章 模拟信号的调制传输 图3.1.4 常规双边带调制信号的频谱
第3章 模拟信号的调制传输
从图可以看出,常规双边带调制信号的带宽为调制信号 带宽的两倍,即
BAM=2B (3-1-5)
式中,B为调制信号的带宽。如对频率为300~3400 Hz的 语音信号进行调幅,则已调波的带宽约为2×3400=6800 Hz。 为避免各电台之间互相干扰,对不同频段、不同用途的电台 允许其占用的带宽都有严格的规定。我国规定调幅广播电台 的带宽为9 kHz,即调制信号的最高频率限制在4.5 kHz。
第3章 模拟信号的调制传输 图3.0.1 调制的一般模型
第3章 模拟信号的调制传输
按照不同的划分依据,调制有多种分类方法,下面仅列
1. 根据调制信号的不同,可将调制分为模拟调制和数字调 制两类。所谓模拟调制是指调制信号为模拟信号的调制;
2. 用于携带信息的高频载波既可以是正弦波,也可以是脉 冲序列。 以正弦信号作为载波的调制叫做连续载波调制; 以脉冲 序列作为载波的调制叫做脉冲载波调制。脉冲载波调制中,
因此,加大发射功率,提高接收机的灵敏度应该可以解 决这个问题。但是完工之后,接收机的工作情况完全不像人 们预想的那样,接收到的是和发送信号完全不相关的波形, 这个问题当时对人们来说,确实是一个谜。
第3章 模拟信号的调制传输
10年之后,也就是1856年,凯尔文(Kelven)用微分方程 解决了这个问题,他阐明了这实际上是一个频率特性的问题。 频率较低的成分可以通过信道,而频率较高的成分则被衰减 掉了。从此人们开始认识到,信道具有一定的频率特性,并 不是信号中所有的频率成分都能通过信道进行传输。这时人 们也将注意力转移到了怎样才能有效地在信道中传输信号而 不会出现频率失真。同时也提出如何才能节约信道的问题,

通信原理第三章(模拟调制原理)习题及其答案

通信原理第三章(模拟调制原理)习题及其答案

第三章(模拟调制原理)习题及其答案【题3-1】已知线性调制信号表示式如下:(1)cos cos c t w t Ω (2)(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中,6c w =Ω。

试分别画出它们的波形图和频谱图。

【答案3-1】(1)如图所示,分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换,有()[()()2()()] [(7)(5)(5)(7)]2M c c c c S w w w w w w w w w w w w w πδδδδπδδδδ=+Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω(2)如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图:设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换,有()[()()][()()2()()] [(6)(6)][(7)(5)2(7)(5)]M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπδδδδπδδπδδδδ=++-++Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω【题3-2】根据下图所示的调制信号波形,试画出DSB 及AM 信号的波形图,并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。

【答案3-2】AM波形如下:通过低通滤波器后,AM解调波形如下:DSB波形如下:通过低通滤波器后,DSB 解调波形如下:由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。

【题3-3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4cos10t π,进行单边带调制,试确定单边带信号的表达式,并画出频谱图。

【答案3-3】可写出上边带的时域表示式4411ˆ()()cos ()sin 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41[cos8000co 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=-=+-+=+++--s12000cos 6000cos14000]11cos12000cos1400022t t t t tπππππ+-=+ 其傅立叶变换对()[(14000)(12000)2+(14000)(12000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=+++-+- 可写出下边带的时域表示式'4411ˆ()()cos ()cos 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41+[cos8000c 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=+=+++=+++-os12000cos 6000cos14000]11cos8000cos1600022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对'()[(8000)(6000)2(8000)(6000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=++++-+-两种单边带信号的频谱图分别如下图。

通信原理-第三章模拟调制系统PPT课件

通信原理-第三章模拟调制系统PPT课件
滤波器。
4. 残留边带调制VSB:H 是特定的互补特性滤波器。
4
Communication Theory
一.抑制载波双边带调制(DSB-SC)原理
要求:信号中不含有直流分量,且ht 是理想带通滤波器。
不含有直流
分量
H
其时域表达式为: sm t mt cosct
c
已调信号频谱为:
Sm
1 2
※ 门限效应:当解调器的输入信噪比降低到一个特定的数值后,输出信 噪比出现急剧恶化的一种现象,该特定的输入信噪比就被称为“门限”。
27
Communication Theory
3.3 频分多路复用
多路复用是指将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传 输的复合信号的方法。常见的信道复用方法有频分复用(FDM)、 时分复用(TDM)和码分复用(CDMA)。
(t) )
nc
(t
)
24
Communication Theory
1. 大信噪比情况
大信噪比满足以下条件 A mt ns (t) A mt nc (t)
A mt ni (t)
再利用近似公式
1
(1 x) 2
1
x,当
x 1时。
2
E(t) A m t 2 2 A m(t)nc (t) nc2 (t) ns2 (t)
则输出噪声功率为
No
no2 (t)
1 4
nc2 (t)
1 4
Ni
20
Communication Theory
解调器输入信噪比为
Si Ni
1 m2 (t) 2
no B
解调器输出信噪比为
SO NO
1 m2 (t) 4

通信原理第三章 模拟调制系统

通信原理第三章 模拟调制系统

当载波为cosωct时
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t LSB c c 2 2
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t U SB c c 2 2 当载波为sinωct时
w
w
w
w
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t L SB c c 2 2 1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t U SB c c 2 2
w) , h(t) = H(w) = jsgn(
1
t
3)、Hilbert变换的性质: (1)、信号和它的希尔波特变换具有相同的能量谱密度或相 同的功率谱密度。 推论: (2)、信号和它的希尔波特变换的能量(或功率)相同。 (3)、信号和它的希尔波特变换具有相同的自相关函数。 (4)、信号和它的希尔波特变换互为正交。 4)、Hilterb变换的用途: 在单边带调制中,用来实现相位选择,以产生单边带信号
1 S ( w ) = A w w w w [ M ( w w ) M ( w w )] A M c c c c 2
c(t) 载波 调制 信号 已调 信号 m(t)
-f
H
C(f)
-f c 0 fc
f
M(f)
f
-fL 0 f
L
fH
sm(t)
第三章 模拟调制系统
引言 3.1 幅度调制 标准调幅(AM) 双边带调幅(DSB) 单边带调幅(SSB) 残留边带调幅(VSB) 3.2 角度调制原理 3.3 抗噪声性能 各种幅度调制系统的噪声性能 非线性调制系统的抗噪性能 模拟系统比较

《通信原理》课件第三章 模拟调制系统

《通信原理》课件第三章  模拟调制系统

解调较AM复杂(相干载波提取困难)。
3、单边带调幅(SSB)
▪ 双边带抑制载波调幅方式中,不含固定载波分量,因而可 以有效地利用发射机的功率传递信息。但它是双边带信号, 所占带宽仍为调制信号最高角频率的两倍。
▪ 而从有效传输信息的角度看,只要传送一个边带就够了, 只传送一个边带的调幅信号称为单边调幅,可以选择上边 带也可以采用下边带。
(1)频域表达
S VSB( ) SDSB( ) HVSB( )
1 2
H VSB (
) F(
c
)
F(
c
)
③② ①
HVSB(ω)
| SDSB( ) |
c
0
① ②③
残留部分上边带滤波器
①下边带全通区
| SDSB( ) |
c
②下边带抑制区
③上边带抑制区
① ②③
| SDSB( ) |
c
HVSB(ω)
0
F( )
f ( t )e jt dt
f ( t )costdt j f ( t ) sin tdt
可见 F( ) F( ),F( )和F( )是共轭对称的,
或者说 F( )和 F( )是关于轴 0对称的。
| F( )|
A
A0 A / 2
c
1 2
F(
c
)
| S AM ( )|
A0 A / 2
Pf PAM
f 2(t ) A02 f 2 ( t )
若f (t)
Am cos(mt m ) — 单频余弦,则 f 2 (t)
1 2
Am2, AM
1 2
Am2
A02
1 2
Am2

通信原理教程模拟调制系统课件

通信原理教程模拟调制系统课件

调频(FM)的实现方法
01
02
03
调相信号的数学表达式
调相信号的数学表达式为$s(t) = Acos(2pi ft + varphi(t))$,其中$varphi(t)$为调相信号,与调制信号成正比。
调相信号的产生
调相信号的产生可以通过线性调制器实现,将调制信号输入到线性调制器的输入信号中,通过改变调制信号的幅度或相位来改变载波的相位。
通信原理教程模拟调制系统课件
目录
模拟调制系统概述 模拟调制系统的基本原理 模拟调制系统的实现方法 模拟调制系统的性能分析 模拟调制系统的应用实例
01
CHAPTER
模拟调制系统概述
模拟调制系统的定义与特点
定义
模拟调制系统是指利用连续变化的信号(如音频、视频信号)调制载波信号,实现信号传输的通信系统。
调频信号的产生
调频信号的产生可以通过线性调制器实现,将调制信号输入到线性调制器的输入信号中,通过改变调制信号的幅度或相位来改变载波的频率。
调频信号的解调
调频信号的解调可以采用相干解调或非相干解调方法。相干解调需要使用本地载波信号与接收信号进行相乘运算,再通过低通滤波器取出解调信号;非相干解调可以使用限幅器和低通滤波器实现。
特点
模拟调制系统具有信号传输实时性好、抗干扰能力较强、传输距离较远等优点,但易受到信号失真、噪声干扰和信道容量限制等问题的影响。
利用调频(FM)或调相(PM)方式传输音频信号,实现广播节目的传输与接收。
广播通信
电视通信
无线电通信
利用调频或调相方式传输视频信号,实现电视节目的传输与接收。
利用调频或调相方式传输语音、数据等信息,实现无线电通信。
调相调频通信系统的应用实例

通信原理电子教案第3章(模拟调制)

通信原理电子教案第3章(模拟调制)
2
1 1 f (t ) f (t ) cos 2ct 2 2
(2―3)
第3章
模拟调制系统
该式表明,接收端只要对接收到的抑制载波双边
带调幅信号再用与原载波同频同相的载波“调制”一 下,即可得到含有原始信号分量的已调信号。对于上
式中的二倍频载波分量,可以用一个低通滤波器滤除
掉,剩下的就是原始信号分量。这种在接收端利用同 频同相载波对抑制载波双边带调幅信号直接相乘进行 解调的方法就叫相干解调或同步解调。解调框图见下 图
f (t)
sD SB(t)
cos ct
抑制载波的双边带调幅模型图
第3章
模拟调制系统
DSB信号的解调
对于抑制载波双边带调幅信号的解调通常采 用相干解调法。
从数学的三角函数变换公式中可知
1 1 cos c t cos c t cos c t cos 2c t 2 2
2
第3章
A
t

-fm
fm
f
C(f)
载波功率
上边带功率
下边带功率
t
-A

-f0 f0
f
s(t)
S (f)
t

2fm
-f0
2fm
f0
f
第3章
模拟调制系统
– AM信号的解调:
由于载波中并不包含有用信息,因此发送载波对信息的传送
没有意义,而且造成功率浪费。那么多用一些功率发射载波分量
有什么好处呢?其优点体现在解调上。根据相干解调的原理, AM信号同样可以采用相干解调法解调。但我们之所以要多“浪 费”一些功率去发射没有信息的载波分量,就是要在解调上“拣 个便宜”,也就是要在解调上省点事儿。而这个“便宜”就是包 络解调法或叫包络检波法。

第三章 模拟调制系统(通信原理)

第三章 模拟调制系统(通信原理)
20
例题
21
单边带调幅—SSB

DSB信号虽然节省了载波功率,调制效率提高了, 但频带宽度仍是调制信号带宽的两倍,同AM信号 DSB信号的上、下两个边带是完全对称的,它们都 携带了调制信号的全部信息 仅传输双边带信号中一个边带。 节省发送功率,节省一半传输频带。 产生SSB信号的方法:



c
下边带(LSB)调制
23
SSB—滤波法

SSB信号的频谱
SSSB ( ) S DSB ( ) H
SDSB

上边带频谱图:
c
0
c

H USB
c
0
S USB
c

c
0
c

24
SSB—滤波法(技术难点)

用滤波法形成SSB信号的技术难点是:
滤波法产生SSB的多级频率搬移过程
26
SSB—相移法
1 H ( ) sgn( c ) sgn( c ) 2
S SSB ( ) 1 M ( c ) M ( c )H ( ) 2 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) M ( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4


滤波法 相移法
22
SSB—滤波法
m t

sDSB t
H
sSSB t
载波 c t

现代通信原理PPT课件第3章模拟调制

现代通信原理PPT课件第3章模拟调制

T
2 T
2
s
2 AM
(t )dt
lim
T
1 T
T
2 T
[s0
s
(t)]2 cos2 (2
f ct )dt
2
lim 1
T T
T
2 T
[s02
2s
2
(t) s
2 (t)] 1 (1 cos 4
2
f ct ) dt
考虑到无直流的交变项积分结果为0,
1
PAM
lim T T
T
2 T
2
1 2
[s0
1s 2
(t) 1 s 2
(t) cos 4
fct
上式第二项将被低通滤波器滤除。
1
so (t)
s 2
(t)
对上式进行频谱变换
F[s(t)] 1 S 2
( f ) 1 [S 4
(f
2 fc) S
(f
2 fc )]
式中第二项将被低通滤除
频谱图如下页所示
3.1.3单边带(SSB)调制
DSB功率对你的,其中任何一个边带都包含调制信号的全部信息。 因此,从信息效率达100%,使发信机功率利用率有了很大提高,但 它在频带利用率上与AM相比并没有什么改善。由于上、下两个边带 的频谱对于 fc 是完全传输角度耒看,仅传送其中的一个边带也是可行 的,这就是单边带调制,记为SSB。
第3章 模拟调制
1 幅度调制 2 频分复用 3 非线性调制(角度调制)
调制的作用:
1.调制为了信号与信道的匹配; 2.调制为了多路复用; 3.调制为了电波辐射; 4.调制为了频率分配; 5.调制可减小干扰; 6.调制可克服设备的缺陷;
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直流偏量后与载波相乘,即可形成调幅信号。
第3章
模拟调制系统
基本原理 设: m(t) = [1+m(t)], |m(t)| 1, |m (t)| /A= m 1 ( 调幅度)
则有调幅信号: s(t) = [1+m(t)]Acos0t,
式中, [1+m(t)] 0,即s(t) 的包络是非负的。
第3章
模拟调制系统
S(f)
上边带 下边带 上边带
– 调制原理:
f (t) sD SB(t) 单边带滤波器 HS SB() sSS B(t)
-f0
0 (a) 滤波前信号频谱
f0
f
c(t)=cos ct
上边带
HH(f)特性
S(f)
HH(f)特性 上边带
1. 两个边带包含相同的信息 2. 只需传输一个边带: 上边带或下边带
8
式中,λ为波长(m);c为电磁波传播速度(光速) (m/s);f为音频(Hz)。
第3章
模拟调制系统
可见,要将音频信号直接用天线发射出去,其天
线几何尺寸即便按波长的百分之一取也要150米高(不 包括天线底座或塔座)。因此,要想把音频信号通过 可接受的天线尺寸发射出去,就需要想办法提高欲发 射信号的频率(频率越高波长越短)。
用率之低,人们是无法接受的;二是利用无线电通信
时,需满足一个基本条件,即欲发射信号的波长(两 个相邻波峰或波谷之间的距离)必须能与发射天线的 几何尺寸可比拟,该信号才能通过天线有效地发射出 去(通常认为天线尺寸应大于波长的十分之一)。而 音频信号的频率范围是20Hz~20kHz,最小的波长为
c 3 10 1.5 104 (m) f 20 103
重点理解线性及非线性调制信号的产生和解调过程
第3章
模拟调制系统
3.1 概述
调制是通信原理中一个十分重要的概念,是一种 信号处理技术。无论在模拟通信、数字通信还是数据 通信中都扮演着重要角色。 那么为什么要对信号进行调制处理?什么是调制 呢?我们先看看下面的例子。
第3章
模拟调制系统
我们知道,通信的目的是为了把信息向远处传递
(传播),那么在传播人声时,我们可以用话筒把人声 变成电信号,通过扩音机放大后再用喇叭(扬声器)
播放出去。由于喇叭的功率比人嗓大得多,因此声音
可以传得比较远(见下图)。
扩音机 话筒 扬声器
远距离传 输怎么办?
扩音示意图
第3章
模拟调制系统
大家自然会想到用电缆或无线电进行传输,但会
出现两个问题,一是铺设一条几十千米甚至上百千米 的电缆只传一路声音信号,其传输成本之高、线路利
模拟调制系统
从通信的角度上看,上式中两个余弦信号相乘与
调制过程相似,可以看成对一个信号(载波)用另一 个同频同相的载波进行一次“调制”,即可得到一个
直流分量和一个二倍于载频的载波分量。相干解调正
是利用这一原理。请看下式
sDSB (t ) cos ct f (t ) cos ct cos ct f (t ) cos ct
第3章
模拟调制系统
AM信号的解调:包络检波
– 原理:
整流器
低通滤波器
图3.2.4 包络检波器解调调幅信号
– 性能:设输入电压为 y(t ) {[1 m' (t )]A nc (t )}cos0 t ns (t ) sin 0 t
式中, nc (t ) cos0 t ns (t ) sin 0 t
0
t
-H
0
H

(b) 调制信号
sm(t)=c(t) f (t) 0
(e) 调制信号频谱
Sm() 2H t -c 0
c

(c) 已调信号
(f) 已调信号频谱
抑制载波的双边带调幅示意图
第3章
模拟调制系统
这种已调信号的频谱中包含上、下两个边带且没
有冲激分量的调幅方法称为抑制载波的双边带调幅。 抑制载波的双边带调幅已调信号通常记为sDSB(t)。抑制 载波的双边带调幅可直接用乘法器产生,其调制模型 见下图。
第3章
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3
单边带调制(SSB)
从上述的双边带调制(AM和DSB)中可知,上下
两个边带是完全对称的,即两个边带所包含的信息完 全一样。那么在传输时,实际上只传输一个边带就可 以了,而双边带传输显然浪费了一个边带所占用的频 段,降低了频带利用率。对于通信而言,频率或频带 是非常宝贵的资源。因此,为了克服双边带调制这个 缺点,人们又提出了单边带调制的概念。
f (t)
sD SB(t)
cos ct
抑制载波的双边带调幅模型图
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DSB信号的解调
对于抑制载波双边带调幅信号的解调通常采 用相干解调法。
从数学的三角函数变换公式中可知
1 1 cos c t cos c t cos c t cos 2c t 2 2
2
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模拟Байду номын сангаас制系统
第3章 模拟调制系统
教学要求 1.了解模拟调制的发展趋势、应用场合。 2.熟悉线性调制方式的时域波形和频谱结构,以及相互间的联系 和区别。 3.熟悉非线性调制频谱结构特点。 4.掌握调制的目的、定义和分类。 5.掌握线性调制四种调制方式各自的原理、特点、时域和频域表 示式及解调方法。 6.掌握非线性调制的原理、特点、时域表示。 7.掌握瞬时频率、瞬时相位的概念和调频信号带宽的计算。
为检波器输入噪声电压 y(t)的包络: 在大信噪比下:
V y (t ) {[1 m' (t )] A nc (t )} 2 ns2 (t )
Vy (t ) [1 m' (t )]A nc (t )
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检波后(已滤除直流分量):
v(t ) m' (t ) A nc (t ) 输出信号噪声功率比:
– 调制的目的:
• 将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号
• 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。 • 改善系统抗噪声性能
– 模拟调制的分类:
• 线性调制:调幅、单边带、双边带、残留边带… • 非线性调制(角度调制):频率调制、相位调制
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3.2 线性调制 设载波为:c(t) = Acos0 t = Acos2 f0t 调制信号为能量信号m(t),其频谱为M(f ) s(t) 相乘结果: s(t) 调制 信号 滤波输出: s(t) m(t) 用“”表示傅里叶变换:
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下面用一个生活中的例子帮助大家理解调制的概
念:比如,我们要把一件货物运到几千千米外的地方, 我们必须使用运载工具,或汽车、或火车、或飞机。
在这里,货物相当于调制信号,运载工具相当于载波;
把货物装到运载工具上相当于调制,从运载工具上卸 下货物就是解调。这个例子虽然不十分贴切,但基本 上类似于调制原理。有了调制的概念,我们就会关心 下一个问题:如何对信号进行调制呢?
sD SB(t) 低通滤波器 Kf (t)
cos ct
相干解调框图
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AM和DSB的性能比较
AM和DSB虽然都属于幅度调制的范畴, 但在性能上各有千秋。在这里我们主要从两个
方面来加以比较:一个是发射效率,另一个是
总的使用成本。
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如果把发射边带信号的平均功率和发射载波的平
A
t

-fm
fm
f
C(f)
载波功率
上边带功率
下边带功率
t
-A

-f0 f0
f
s(t)
S (f)
t

2fm
-f0
2fm
f0
f
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– AM信号的解调:
由于载波中并不包含有用信息,因此发送载波对信息的传送
没有意义,而且造成功率浪费。那么多用一些功率发射载波分量
有什么好处呢?其优点体现在解调上。根据相干解调的原理, AM信号同样可以采用相干解调法解调。但我们之所以要多“浪 费”一些功率去发射没有信息的载波分量,就是要在解调上“拣 个便宜”,也就是要在解调上省点事儿。而这个“便宜”就是包 络解调法或叫包络检波法。
-f0 0 f0 f (b) 上边带滤波器特性和信号频谱
由于m(t) 1,显然上式比值r0/ri小于1,即检波后信噪比下降 了。
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2 双边带(DSB)调制
– 原理:调制信号m(t)没有直流分量时,得到DSB信号 。 – 频谱:两个边带包含相同的信息 。
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c(t) C()
0
t
-c
0
c

(a) 载波
f (t)
(d) 载波频谱 F()
均功率加起来作为总的发射功率,把边带发射功率与 总发射功率之比定义为调制效率的话,则可以证明,
AM调制的最高调制效率为33.3%;DSB的调制效率为
100%。也就是说,在同等信号功率的前提下,AM的 总功率至少要大于(或等于)DSB总功率的三倍。
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虽然从发送信息的角度上看,AM的成本较高,技 术较复杂。但却因为解调电路简单而给它的信息接收 者带来了实惠和便宜。信息接收者(用户)越多,这 种效益越明显。因此,一般来说,在总的使用成本上 AM调制要比DSB低。大家所熟悉的无线电广播(点到 多点)就是采用AM调制。DSB的发射系统虽然比AM 经济,但它的接收机却比较复杂,因此,一般多用于 一些不在乎成本的专用(点对点)通信中。
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