模拟信号的调制与解调

在VSB中，不是对一个边带完全抑制，而是使它逐渐截止， 使其残留一小部分。图2 - 8 示出了调制信号、DSB、SSB及 VSB信号频谱结构比较特性。
3.2 模拟信号的线性调制
由于DSB频谱中没有载波分量，Pc=0。因此，信号的全
部功率都包含在边带上，
PDSB
PS
x2 (t) 2
这就使得调制效率达到１００％，即ηDSB=1。
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3.2 模拟信号的线性调制
3.2.3 单边带调幅(SSB)
X()
1. 滤波法产生单边带信号
H() 1
xˆ(t)sin ct
式中， “－”号表示上边带， “＋”号表示下边带。
单边带调制方式的优点是：节省载波发射功率， 同时频 带利用率也高，它所占用的频带宽度仅是双边带的一半， 和 基带信号的频带宽度相同。
单边带信号的解调和双边带一样，不能采用简单的包络 检波，因为它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以仍 然需要采用相干解调。
率比较低。
已调波的调制效率定义为边带功率与总平均功率之比， 即
对于调制信号为单频余弦信号的情况，
x(t)=Amcos(ωmt+θm)，x2(t) =A2m/2, 此时
AM
x2 (t) A02 x2 (t)
Am2 2 A02 Am2
ma2 2 ma2
“满调制”ma=1 时， 调制效率达到最大值, ηAM=1/3。
x(t)
X()
(a) O
cosct 1 O (b) －1
sDSB (t)
(c)
O
t t
－m
O
m
＋c
－c
－c
O
c
反相点
1 2
X
(
c
)
USB
LSB
SDSB ()
1 2
X
(
c)
LSB
USB
t
－c
O
c
DSB信号的波形和频谱 (a) 调制信号； (b) 载波信号； (c) 已调波信号
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2A0 X
O
t
－m
O
m
AM信号的波形和频谱 (a) 调制信号； (b) 叠加直流的调制信号； (c) 载波信号； (d) 已调波信号
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3.2 模拟信号的线性调制
cosct
1 (c)
O
－1
sAM(t)
(d )
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＋c
余 弦 信号 频 谱 －c
t
－c
O
c
A0＋c
1 2
X
(
c
)
SAM()
£c
O
c
£H O H
上边带 下边带
SM() 下边带 上边带
£c
O
c
上边带频谱
H() 1
£c
O
c
下边带频谱
£c
O
c
£c
O
(a)
(b)
产生SSB信号的滤波和频谱特性
（a） 边带滤波特性； (b) 频谱特性
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c
3.2 模拟信号的线性调制
用滤波法产生SSB信号的原理框图如下图所示。
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3.2 模拟信号的线性调制
这就保证了A(t)=A0+x(t)总是正的。这时，调制后的载波 相位不会改变，信息只包含在信号之中，已调波的包络和x(t)
的形状完全相同，用包络检波的方法很容易恢复出原始的调制 信号。
在频域范围内， 载波频率应远大于x(t)的最高频谱分量，
即
fc fm
若不满足此条件， 则会出现频谱交叠， 此时的包络形状一 定会产生失真。
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3.2 模拟信号的线性调制
AM信号的平均功率是由载波功率和边带功率组成的，而只
有边带功率才与调制信号有关。 载波功率在AM信号中占有大
部分能量，即使在满调制(ma=1)条件下，两个边带上的有用信
号仍然只占很小能量。因此，从功率上讲， AM信号功率利用
x(t)
sDSB (t) HSSB () sSSB (t)
载 波c(t)
滤波法产生SSB信号
通常解决高频段滤波器的办法是采用多级调制滤波， 实现多级频率搬移。
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3.2 模拟信号的线性调制
2. 移相法产生单边带信号
单边带信号就可写成
sSSB
(t)
1 2
x(t)
cosct
1 2
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3.2 模拟信号的线性调制
3.2.2 抑制载波双边带调幅(DSB-SC)
DSB信号的时域表示为
sDSB (t) x(t) cosct
当调制信号x(t)为确知信号时，DSB信号的频谱为
sDSB ()
X ( c )
2
X ( c )
2
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3.2 模拟信号的线性调制
A0－c
1 2
X
(
c
)
USB LSB
LSB USB
t
－c
O
c
2m
2m
AM信号的波形和频谱 (a) 调制信号； (b) 叠加直流的调制信号； (c) 载波信号； (d) 已调波信号
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3.2 模拟信号的线性调制
结论：
（1） 调幅过程使原始频谱X(ω)搬移了±ωc，且频谱中包含载频分量 πA0［δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)］和边带分量（1/2）［X(ω+ωc)+ X(ω－ωc)］
两部分。
（2）AM波的幅度谱|X(ω)|是对称的。 （3）AM波占用的带宽BAM（Hz）应是基带消息信号带宽fm （fm=ωm/2π）的两倍，即BAM=2fm。
（4） 要使已调波不失真，必须在时域和频域满足以下条件：
在时域范围内， 对于所有t，必须
| x(t) |max A0
否则， 将会出现过调幅现象而产生包络失真。
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3.2 模拟信号的线性调制
3.2.4 残留边带调幅(VSB)
当调制信号x(t)的频谱具有丰富的低频分量时，如电视和
电报信号，已调信号频谱中的上、下边带就很难分离，这时用 单边带就不能很好地解决问题。那么，残留边带就是解决这种 问题一个折衷的办法，它是介于SSB和DSB之间的一种调制方 法，既克服了DSB信号占用频带宽的缺点，又解决了SSB实现 上的难题。
第4章 模拟信号的调制与解调
4.1概述 4.2 模拟信号的线性调制 4.3 模拟信号的非线性调制 4.4 模拟调制方式的性能比较
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3.2 模拟信号的线性调制
3.2.1 常规双边带调制（AM）
AM调制器模型下图所示。
x(t)
＋
h(t) sAM(t)
A0
cosct
AM调制器模型
sAM(t) [ A0 x(t)]cosct A(t) cosct A0 cosct x(t) cosct
sAM
(
)
A0
[
(
c
)
(
c
)]
1 2
[
X
(
c
)
X
(
c
)]
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3.2 模拟信号的线性调制
X() x(t)
(a) O
t
－m
O
m
A0＋x(t)
(b)
A0
[A0＋x(t)]信 号 频 谱