通信概论课件——通信中的调制技术

c os(ct ) 1 (e jct e jct )
2 f (t)e jct F ( c) f (t)e jct F ( c)
f (t) cos(ct) 1 [F ( c) F( c)]
2
即：
S DSB ( )
1 [F(
2
C )
F (
C )]
cos0t O
m(t) O
sDSB(t) O
第 4 章 通信中的调制技术
4.1 模拟信号线性调制技术 4.2 4.3 4.4 二进制数字调制 4.5 多进制数字调制
第 4 章 重点
1 调整的分类 2 AM SSB VSB的含义、频谱特性以及之间的联 系, 性能分析（计算） 3 调频、调相的含义、频谱 4 数字调整的分类、各自概念与图形、简单性能 分析
所以： AM
1 3
f
2 (t)
A2 m
2
由此可见，AM的调制效率很低，这是因为载波分 量不携带信息却占据了大部分的功率。
2. 抑制载波双边带调制（DSB-SC）
定义：在AM中不附加直流分量A0就可以得到DSB
sDSB(t) f (t) cos(ct c )
数学模型：
sDSB(t)=f(t) cosωct 由前面很容易得到：
3. 单边带调制(SSB)
定义：
由于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，因而，从信息传 输的角度来考虑，传输一个边带就够了。这种方式称 为单边带调制。
F(ω)
ω- m
0
ωm
(a)基带信号
SSSB(ω)
USB
SDSB(ω) LSB LSB
USB
ω
-ωc
0
ωc
ω
f (t)e jct F ( c) f (t)e jct F ( c)
f (t) cos(ct) 1 [F ( c) F( c)]
2
S
AM
(
)
A0[
(
C
)
(
C
)]
1 2
[F
(
C
)
F
(
C
)]
f(t) A0
cos(ct)
sAM(t)
F(ω)
t
- ωm 0 ωm
ω
( c) ( c)
t
- ωc
下边带(Lower-side band, LSB)
（3）AM波占用带宽是原信号带宽的2倍,即2ωm 。 （4）为了使调制不失真，必须满足两个条件:
(a) 对于所有t，必须满足 A0+f(t) ≥ 0，否则会 出现包络失真。
(b) 载波频率应远大于f(t)的最高频率分量,即 ωc>ωm ，否则会出现频率交叠。
0
ωc ω
A0 ( c) 1 F( c) 2ωm
2
SAM(ω) A0 (
c)
1
F
(
c)
2
t
-ωc
0
ωc
ω
AM的特点：
（1）调制后频谱在形状上没有改变，只是 位置搬移了±ωc， 载频分量πA0 [ δ(ω-ωc)+ δ(ω+ωc) ] 边带分量1/2[ F(ω-ωc) + F(ω+ωc)]
（2）频谱包含两个相对于±ωc对称的频带。 上边带(Upper-side band, USB)
基带信号问题 天线问题 频带利用率问题
所谓调制，就是按调制信号的变化规 律去改变载波某些参数的过程。通常，调 制可以分为模拟调制和数字调制两种方式。
模拟调制 在模拟调制中，调制信号的取值是连续的。 线性系统（幅度调制）：调幅（AM） 非线性系统（角度调制）：调频(FM)和调 相(PM)
数字调制 数字调制中，调制信号的取值为离散的。 二进制调制 多进制调制
1.常规调幅AM
定义：f(t)叠加直流分量A0后对载波的幅度进行调 制。
sAM (t) [ A0 f (t)]cos(ct c )
数学模型： m(t)
＋
sAM (t)
A0
cos ct
f(t)
震荡器 cos(ct c)
f (t) cos(ct c)
平衡调制器
加法器
SAM (t )
放大器G=A0
A0 cos(ct c)
(b)DSB信号 2ωm
SSSB(ω)
- ωc
0
ωc
ω - ωc
0
ωc
ω
(c)SSB信号(USB)
(d)SSB信号(LSB)
单边带信号的产生： （1） 用滤波法形成单边带信号
t
t
t 载波反相点
£c
O
c
M()
£H O H
SDSB()
2H
£c
O
c
DSB的特点：
（1）调制后频谱在形状没有改变，位置搬移了±ωc， 且频谱中只包含边带分量1/2[ F(ω-ωc) + F(ω+ωc)] 。
（2）DSB波占用的带宽是原始信号带宽的2倍,即2ωm 。 （3）由于出现了反相点， DSB信号的包络不再与调
AM的性能分析： （1）平均功率
调幅信号的平均功率由信号的均方值求出。
PAM sA2M (t) [ A0 f (t)]2 cos2 ct
A02 cos2 ct f 2 (t) cos2 ct 2A0 f (t) cos2 ct
通常假设调制信号没有直流分量，即 f (t) 0
cos2
ct
制信号的变化规律一致，所以不能采用包络检波的 方式恢复原来的信号。
DSB的性能分析： （1）平均功率
PDSB
s2 DSB
(t)
f
2 (t) cos2 ct
f
2(t) / 2
（2）调制效率
由于边带功率就是信号的全部功率，则调制
效率：
DSB 1
DSB虽然去掉了载波功率，提高了效率，但调制 后的频带宽度和AM一样，比基带信号增加一倍。
4.1 模拟信号线性调制技术
基带信号(调制信号f(t)) 包含信息，需要被传输的原始信号，
多具有低频分量，在许多信道中不适 宜直接传输。
载波信号c(t) 在信道中传输、其某些参数受调制信号
控制而变化的信号。 载波信号可以分为两类：用正弦型信号
作为载波；用脉冲作为载波。
已调信号s(t)
4.1.1 幅度调制
sAM(t)=［A0+f(t)］cosωct =A0cosωct+f(t)cosωct 傅式变化过程如下：
1 2 () A0 2A0 ()
A0e jct 2A0 ( c) A0e jct 2A0 ( c)
cos(ct) 1 (e jct e jct )
2
A0 cos(ct) A0[ ( c) ( c)]
1 2
(1
cos
2 c t )；cos
2 c t
0
PAM
A02 2
f 2 (t)
2
PC Pf
前者为载波功率，后者为边带功率
（2）调制效率
边带功率与总功率之比为调制效率
A A AM
Pf PAM
Pf Pc Pf
1
2
1 f 2 (t)
2
2 0
1 2
f
2 (t)
f 2 (t)
2 0
f
2 (t)
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对于单频余弦来说