通信原理-Ch5-模拟调制系统(李2014年版)

根据付立叶变换的性质中的调制定理
S DSB
()
1 2
[M
(
c
)
M
(
c
)]
SDSB ()
1 2
M
(
c
)
1 2
M
(
c
)
c
c
B 2H
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第四章 信道
其波形和频谱图如图5-3所示。
图 5 3 DSB信号的波形和频谱图
特点：时域波形有反向点；频域无载波分量，只有上、下两个边带 带宽：调制信号最高频率的H 的2倍，即 BAM 2H ，与AM相同。
fˆ (t)
=f
(t)
1
t
频域上：希尔伯特变换 的转移函数 H () j • sgn()
1 0
其中sgn()
sgn()
1 0
观察HSSB下 ()与sgn()的关系,可发现
H SSB下 ()
1 2
[sgn(
c
)
sgn(
c
)]
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第四章 信道
H SSB下 ()
1
c
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2、DSB信号的产生
第四章 信道
m(t) ×
SDSB (t) m(t) cosct
cos ct
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第四章 信道
§5.2.3 单边带调幅(SSB)
我们在高频电路中学过，单边带的产生有 多种方法，比较直接的方法是滤波法
SDSB ()
m(t)
SDSB (t) m(t) cosct
幅度调制：用调制信号去控制高频载波振荡电 压的幅度，使其随调制信号呈线性变化的过程。
根据频谱特性的不同，通常可把调幅分为
标准调幅(AM)；抑制载波双边带调幅(DSB)；
单边带调幅(SSB)；残留边带调幅(VSB)等。
而调频和调相都是使载波的相位发生变化，因 此二者又统称为角度调制。
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§5.1 调制的分类
调制
按照 载波 类型
正弦波调制
按照 调制 信号
脉冲调制
模拟调制 数字调制
第四章 信道
t t
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第四章 信道
高频正弦波 s(t) Acos(t )
有三个参数：振幅、频率和相位，所以根据调 制信号所控制参数的不同，模拟连续波调制可 分为调幅、调频和调相。
设0 0 则sAM (t) m0 cosct m(t)cosct
由常用傅立叶变换
所对应的频域表示式为
S AM () m0[ ( c ) ( c )]
1 2
[M
(
c
)
M
(
c
)]
式中，m(t) M ()
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AM信号的波形及频谱
第四章 信道
原始信号 m(t)
t
m(t) m0 m(t)
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§5.2.1 标准调幅(AM)
载波为
第四章 信道
s(t) Ac cos(ct 0 )
式中，Ac为载波的幅度；ωc为载波角频率， 0 为初始相位。
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第四章 信道
根据定义，标准调幅波的时域表示式为
sAM (t) [m0 m(t)]cos(ct 0 ) m0 cos(ct 0 ) m(t) cos(ct 0 )
与原调制信号的频谱结构相同；(3)带宽是调制信号最高频率的 H 的2倍， 即 BAM 2H
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2、AM信号产生的数学模型
m(t)
+
× SAM (t) [m0 m(t)]cosct
m0 cosct
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第四章 信道
AM的优点是能采用包络解调，因此AM 调制的接收机非常简单。
AM的调制效率低，因为AM信号中存在 不携带信息的载波分量。为了提高调制的 效率，可将不携带信息的载波分量抑制掉， 只传输携带信息的两个边带，这就是抑制 载波双边带调制(DSB)。
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第四章 信道
§5.2.2 抑制载波的双边带调幅(DSB)
1、DSB信号的表达式与频谱 sDSB (t) m(t) cosct ； m(t) 没有直流分量
t
原始信号的付立叶变换M ()
(属于基带信号)
M ()
H
m(t)的付立叶变换 M ()
2 m0 ()
M ()
载波s(t) cos(ct 0 )
( c )
S () ( c)
t
c
c
s(t)[m0 m(t)]
f1(t)
f2 (t)
1 2
F1() F2 ()
已调信号的付立叶变换
m0 ( c )
×
SDSB ()
c
H (ω) SSB
SDSB ()
c
cosct c
c
c
H SSB下 ()
1
c
c
H SSB上 ()
1
c
c
c
低通
高通
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第四章 信道
以下边Leabharlann Baidu滤波器为例
H SSB下 ()
1
预备知识：希尔伯特变换
c
c
时域上： f (t)的希尔伯特变换记为
即 h(t) 1 / (t)
c
H SSB下 ()
1 2
M
(
c
)
m0 ( c )
1 2
M
(
c
)
t
c
c
属于频带信号 B 2H
() ( c )就是将 ()中的 改写为 ( c )括号中 c，得 ( c ) M '() ( c )就是将M '()中的改写为 ( c )括号中 c，得M '( c )
(1)AM信号的频谱由载波分量和上下两个边带组成；(2)边带的频谱结构
调制信号 基带信号
×
已调信号
频带信号
载波
cos ct
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调制的目的
第四章 信道
1. 将基带信号变换为适合于信道传输的频带 信号；
2. 改善系统的抗噪声性能； 3. 实现信道复用，提高信道利用率。(第10章)
解调
在接收端，则需要把载波所携带的信号取出 来，而得到原基带信号。这个过程实际上是 调制的逆过程。
第五章 模拟调制系统
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本章结构
第四章 信道
§5.1 调制的分类 §5.2 幅度调制与解调 §5.3 线性调制(即幅度调制)的抗噪声性能 §5.4 角度调制 §5.8 各种模拟调制的比较
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第四章 信道
§5.1 调制的分类
调制：在发送端将所要传送的基带信号“附 加”在高频振荡上，也就是使高频振荡的某 一个或几个参数随基带信号的规律而变化。
第四章 信道
§5.2 幅度调制与解调
§5.2.1 标准调幅(AM)
1、AM信号的波形及频谱
幅度调制是用调制信号去控制高频载波振荡
电压的幅度，使其随调制信号做线性变化的过 程。
在AM调制中，调制信号m(t)含直流分量，它
可表示为直流分量 即：
m0
与交流分量m’(t)之和，
m(t) m0 m '(t)