第2章模拟调制技术
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1、什么是通信？ 信息的传送 2、通信分类及工作方式
单工、半双工、全双工
3、通信系统组成 模拟通信系统和数字通信系统
4、主要性能指标 有效性和可靠性
5、信息及其度量
Ilog2 P(1x)log2P(x)
6、码率、比特率、两者关系
RbRBlo2M g (b)/s
7、误码率、误信率
接收错误码元数目 Pe 传输码元数目
“昨日黄花，芳香犹在”
4
第2章 模拟调制技术
➢ 本章重点讨论用取值连续的调制信号去控制正 弦载波的参数（幅度、频率或相位）的模拟调制 （分为幅度调制和角度调制）。
➢ 主要内容有：
❖各种已调信号的时域表达式、 ❖调制与解调的原理、性能特点。
第2章 模拟调制技术
Ø 2.1 模拟调制概述 Ø 2.2 振幅调制（AM调制） Ø 2.3 双边带调制（DSB） Ø 2.4 单边带调制（SSB） Ø 2.5 残留边带调制（VSB） Ø 2.6 角度调制（非线性调制） Ø 2.7 模拟调制系统的性能比较
4.载波
作为基准信号的正弦信号或脉冲串或数字信号。
5.载波调制
按基带信号的变化规律改变载波某些参数的过程。
2.1 模拟调制概述
6.模拟调制
又称连续调制，调制信号的取值是连续的。
7.数字调制
调制信号的取值是离散的，如PCM脉冲编码调制。
8.线性调制
已调信号的频谱是调制信号的水平搬移及线性变换。
9.非线性调制
数字通信原理
2020年4月10日星期五
补充知识—三角函数公式
7
补充知识--三角函数公式
8
2.1 模拟调制概述
一、基本概念
1. 基带信号
从信源输出的信号通常是低通型信号，即该信号的频谱 特征是从0（或接近0）的频率到某一截止频率fm，低通型信
号又称为基带信号，也称为调制信号。如语音信号。
2. 频带信号
➢ 信号带宽：信号自身所占最高频率与最低频率之差，用
B来表示，单位Hz。
➢ 信道频带：信道允许传送的信号的最高频率与最低频率 之间的频率范围。
❖ 如： 微波的工作频率范围为300MHz－300GHz，
❖
电话双绞线的工作频率范围Hale Waihona Puke Baidu0到数百千Hz。
➢ 信道带宽：信道能传送的信号的最高频率与最低频率之
差，用B来表示，单位Hz。
➢ 【注意】只有信号的频带在信道的频带允许
范围内，才能够在信道中传输。
大部分需传送的信号都位于较低的频带上， 而传输信道（如电缆、光缆等）的适用传输频率， 一般都位于高频范围。因此，需调制解决二者的 不匹配。
2.1 模拟调制概述
一、基本概念
3.调制
把信号频谱搬移到较高频率范围以适应信道频率传输特 性的过程。
(键控系统)
改进型数字调制
数字通信原理
2020年4月10日星期五
§2.2 振幅调制（AM调制）
AM调制又称为常规调幅。AM（Amplitude modulation）中的调制信号必须包含一定的直 流分量。
1、调制原理 设AM的基带信号：
S (t)A 0f(t) 且 A 0f(t)max
设载波信号为： cosct
已调信号的频谱将产生频谱的非线性变换，会有新的频率 分量产生。
2.1 模拟调制概述
二、模拟调制的目的
1、信道传输频率特征的需要。 2、实现信道复用。 3、改善系统的抗噪声性能，或通过调制来提高系统频带
利用率。采用不同的调制技术对系统性能将产生很大的 影响。
三、调制模型
载波信号的三要素： 振幅、频率、相位
若 调 制 信 号 ： m ( t) A m c o sm t, m 2 ( t) A 2 m 2
例：AM调制后的频谱变化
频域表示：
S A( M )A 0(c)(c) 1 2F (c)F (c)
数字通信原理
2020年4月10日星期五
➢已调信号功率：
P A M sA 2 M (t) [A 0 m (t)]2c o s2 c t
A02 cos2ct m2(t)cos2ct 2A0m(t)cos2ct
数字通信原理
2020年4月10日星期五
振幅调制
则当基带信号通过调制后，得到AM信号为：
S A ( t M ) S ( t ) co c t ( A s 0 f( t )c )o c t s
S(t) SAM(t)
cosωct
调制信号
已调信号
数字通信原理
2020年4月10日星期五
调幅AM示意图(波形和频谱)
数字通信原理
2020年4月10日星期五
四、调制分类
DSB：抑止载波双边带调幅
线性调制 AM：常规双边带调幅
(幅度调制) SSB：单边带调制
模拟调制 调 (连续调制)
VSB：残留边带调制
制
非线性调制 FM：频率调制
技
(角度调制) PM：相位调制
术
PCM：脉冲编码调制
数字调制
2ASK、2PSK等
数字载波调制 多进制键控系统
调制以后的信号称为频带信号或已调信号，是 基带信号 对载波进行调制后产生的信号。频带信号大多数情况下均为 窄带信号。
【注】窄带信号：若信号能量集中在ω0附近， 带宽为∆，当ω0>>∆时，称为窄带信号。
2.1 模拟调制概述
➢ 信号频率：信号每秒钟变化的次数叫频率，用赫兹
（Hz）作单位，信号的频率有高有低，低频到高频的范 围叫信号频带。
c(t)
0 t
(a) 载 波
A ＋ f (t)
A
0 t
(b ) 调 制 信 号
s A M (t)＝ (A ＋ f (t))c(t)
C ()
－c
0
c
(d ) 载 波 频 谱
F ( )
－H 0 H
(e) 调 制 信 号 频 谱
S
AM
( ) 2
H
0
t
－c
0
c
(c) 已 调 信 号
(f) 已 调 信 号 频 谱
令 ： m ( t) 0 ， 即 假 设 调 制 信 号 无 直 流
而 cos2ct1 2(1cos2ct)1 2
则PAM A 20 2 m2 2(t) @ P cP s
Pc载波功率 Ps边带功率
令 调 制 效 率 ：A MP P A s MA 0 2m 2m (t2 )(t)
接收错误比特数目 Peb 传输比特总数目
第2章 模拟调制技术
数字通信原理
2020年4月10日星期五
模拟通信系统模型
引言
➢ 调制技术的发展主流是数字调制 n 为什么还要学习模拟调制技术？ 理解通信技术发展历程 从整体上把握通信系统各要素 掌握通信／电子系统分析评价方法 目前仍存在不少模拟广播／通信系统 n 模拟通信技术：
单工、半双工、全双工
3、通信系统组成 模拟通信系统和数字通信系统
4、主要性能指标 有效性和可靠性
5、信息及其度量
Ilog2 P(1x)log2P(x)
6、码率、比特率、两者关系
RbRBlo2M g (b)/s
7、误码率、误信率
接收错误码元数目 Pe 传输码元数目
“昨日黄花，芳香犹在”
4
第2章 模拟调制技术
➢ 本章重点讨论用取值连续的调制信号去控制正 弦载波的参数（幅度、频率或相位）的模拟调制 （分为幅度调制和角度调制）。
➢ 主要内容有：
❖各种已调信号的时域表达式、 ❖调制与解调的原理、性能特点。
第2章 模拟调制技术
Ø 2.1 模拟调制概述 Ø 2.2 振幅调制（AM调制） Ø 2.3 双边带调制（DSB） Ø 2.4 单边带调制（SSB） Ø 2.5 残留边带调制（VSB） Ø 2.6 角度调制（非线性调制） Ø 2.7 模拟调制系统的性能比较
4.载波
作为基准信号的正弦信号或脉冲串或数字信号。
5.载波调制
按基带信号的变化规律改变载波某些参数的过程。
2.1 模拟调制概述
6.模拟调制
又称连续调制，调制信号的取值是连续的。
7.数字调制
调制信号的取值是离散的，如PCM脉冲编码调制。
8.线性调制
已调信号的频谱是调制信号的水平搬移及线性变换。
9.非线性调制
数字通信原理
2020年4月10日星期五
补充知识—三角函数公式
7
补充知识--三角函数公式
8
2.1 模拟调制概述
一、基本概念
1. 基带信号
从信源输出的信号通常是低通型信号，即该信号的频谱 特征是从0（或接近0）的频率到某一截止频率fm，低通型信
号又称为基带信号，也称为调制信号。如语音信号。
2. 频带信号
➢ 信号带宽：信号自身所占最高频率与最低频率之差，用
B来表示，单位Hz。
➢ 信道频带：信道允许传送的信号的最高频率与最低频率 之间的频率范围。
❖ 如： 微波的工作频率范围为300MHz－300GHz，
❖
电话双绞线的工作频率范围Hale Waihona Puke Baidu0到数百千Hz。
➢ 信道带宽：信道能传送的信号的最高频率与最低频率之
差，用B来表示，单位Hz。
➢ 【注意】只有信号的频带在信道的频带允许
范围内，才能够在信道中传输。
大部分需传送的信号都位于较低的频带上， 而传输信道（如电缆、光缆等）的适用传输频率， 一般都位于高频范围。因此，需调制解决二者的 不匹配。
2.1 模拟调制概述
一、基本概念
3.调制
把信号频谱搬移到较高频率范围以适应信道频率传输特 性的过程。
(键控系统)
改进型数字调制
数字通信原理
2020年4月10日星期五
§2.2 振幅调制（AM调制）
AM调制又称为常规调幅。AM（Amplitude modulation）中的调制信号必须包含一定的直 流分量。
1、调制原理 设AM的基带信号：
S (t)A 0f(t) 且 A 0f(t)max
设载波信号为： cosct
已调信号的频谱将产生频谱的非线性变换，会有新的频率 分量产生。
2.1 模拟调制概述
二、模拟调制的目的
1、信道传输频率特征的需要。 2、实现信道复用。 3、改善系统的抗噪声性能，或通过调制来提高系统频带
利用率。采用不同的调制技术对系统性能将产生很大的 影响。
三、调制模型
载波信号的三要素： 振幅、频率、相位
若 调 制 信 号 ： m ( t) A m c o sm t, m 2 ( t) A 2 m 2
例：AM调制后的频谱变化
频域表示：
S A( M )A 0(c)(c) 1 2F (c)F (c)
数字通信原理
2020年4月10日星期五
➢已调信号功率：
P A M sA 2 M (t) [A 0 m (t)]2c o s2 c t
A02 cos2ct m2(t)cos2ct 2A0m(t)cos2ct
数字通信原理
2020年4月10日星期五
振幅调制
则当基带信号通过调制后，得到AM信号为：
S A ( t M ) S ( t ) co c t ( A s 0 f( t )c )o c t s
S(t) SAM(t)
cosωct
调制信号
已调信号
数字通信原理
2020年4月10日星期五
调幅AM示意图(波形和频谱)
数字通信原理
2020年4月10日星期五
四、调制分类
DSB：抑止载波双边带调幅
线性调制 AM：常规双边带调幅
(幅度调制) SSB：单边带调制
模拟调制 调 (连续调制)
VSB：残留边带调制
制
非线性调制 FM：频率调制
技
(角度调制) PM：相位调制
术
PCM：脉冲编码调制
数字调制
2ASK、2PSK等
数字载波调制 多进制键控系统
调制以后的信号称为频带信号或已调信号，是 基带信号 对载波进行调制后产生的信号。频带信号大多数情况下均为 窄带信号。
【注】窄带信号：若信号能量集中在ω0附近， 带宽为∆，当ω0>>∆时，称为窄带信号。
2.1 模拟调制概述
➢ 信号频率：信号每秒钟变化的次数叫频率，用赫兹
（Hz）作单位，信号的频率有高有低，低频到高频的范 围叫信号频带。
c(t)
0 t
(a) 载 波
A ＋ f (t)
A
0 t
(b ) 调 制 信 号
s A M (t)＝ (A ＋ f (t))c(t)
C ()
－c
0
c
(d ) 载 波 频 谱
F ( )
－H 0 H
(e) 调 制 信 号 频 谱
S
AM
( ) 2
H
0
t
－c
0
c
(c) 已 调 信 号
(f) 已 调 信 号 频 谱
令 ： m ( t) 0 ， 即 假 设 调 制 信 号 无 直 流
而 cos2ct1 2(1cos2ct)1 2
则PAM A 20 2 m2 2(t) @ P cP s
Pc载波功率 Ps边带功率
令 调 制 效 率 ：A MP P A s MA 0 2m 2m (t2 )(t)
接收错误比特数目 Peb 传输比特总数目
第2章 模拟调制技术
数字通信原理
2020年4月10日星期五
模拟通信系统模型
引言
➢ 调制技术的发展主流是数字调制 n 为什么还要学习模拟调制技术？ 理解通信技术发展历程 从整体上把握通信系统各要素 掌握通信／电子系统分析评价方法 目前仍存在不少模拟广播／通信系统 n 模拟通信技术：