现代通信原理3第三章幅度调制

一部分。
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单元学习提纲
• （1）输入为单频信号时，上述调制 方式的时域和频域表达式以及它们的调 制方法；
• （2） 包络检波和相干解调原理； • （3） 单边带信号的相移法产生； • （4） 残留边带信号滤波法形成及互
补特性；
• （5） 线性调制的调制和解调的一般 模型；
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现代通信原理
第三章 幅度调制
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单元概述
•
常规双边带幅度调制（AM）中，已调正
弦波的幅度与输入信号成正比，不发生过载时，
用包络检波即可恢复原始输入信号。已调信号 频谱具有载频分量和上下对称的两个边带。
•
为了节省功率，可将载波抑制，即演变为
抑制载波双边带调幅（DSB-SC）。其已调信
=A0[1+βAmcos(mt+m)]cos(ct+c) 其中Am=Am/A01，称为调幅指数。
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2．调制信号为确定信号时，已调信号的频谱 SAM(t)=[A0+f(t)]cos(ct+c) =[A0+f(t)][ej(ct+c)+ e-j(ct+c)]*1/2 已知f(t)的频谱为F(),由付里叶变换 F[A0]=2A0() F[f(t)ejct]=F(-C) F[f(t)e-jct]=F(+C)
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（6） 加性白色高斯噪声（AWGN） 信道中，线性调制系统采用相干解调时 的抗噪声性能；
• （7） 定性地了解常规调幅包络检波 在低信噪比时出现的门限效应；
• 模拟调制在广播、电视中的应用。
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第三章 幅度调制
载波调制(Carrier Modulation)：
将载波变换为一个载有信息的已调信号.
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平衡调制器,可以完成乘法器运算， 实现平衡调制。
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环行调制器也可以完成乘法运算， 实现抑制载波的双边带调幅。
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五.解调 1、相干解调
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采用相位相干(Phase-coherent)/同步(Synchronous) 解调，锁相环技术。
它们的付氏变换分别为 M（）=F[m(t)]=2A0()+F() C（）=F[cosct]=[(-C)+(+C)]
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所以 SAM()
=(1/2)[(-C)+(+C)]*[2A0()+F()]
=A0[(-C)+(+C)] +(1/2)[F(-C)+F(+C)]
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由 此 可 得 SAM()=(1/2)[2A0(-C)+F(- C)]ejc+(1/2)[2A0(+C)+F(+C)]e-jc
令c =0，则
SAM()=A0(-C)+(1/2)F(-C) +A0(+C)+(1/2)F(+C)
调制前后的频谱如图3-2所示。
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号频谱中载波分量已消失，只具有两个边带，
简单的包络检波已不能恢复原始信号。
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单边带调制（SSB）中只传输双边
带调幅信号中的一个边带，因而频道利
用率提高一倍。必须采用相干解调才能
恢复信号。
•
残留边带调制（VSB）从频域上来
看是介于DSB-SC与SSB之间的一种调制
方式，它保留了一个边带和另一边带的
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我们也可以用频域卷积来分析，得到与上式相 同的结果。
由付氏变换理论可知，时域相乘对应于频域卷 积。因此，若c则有
SAM(t)=[A0+f(t)]cosct=m(t)C(T)
SAM()=(1/2)[M()*C()] 其中m(t)=[A0+f(t)] C(T)=cosct
1) 相位差
乘法器的输入是：SAM(t)=[A0+f(t)]cos(ωct+θc) ； Cd(t)=cos(ωct+φ)
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①当调制信号为单频余弦时， E[f2(t)]=E[Am2cos2(mt)] =E[Am2]+ E[Am2cos（2mt)] =Am2/2
在临界调制条件下， AM=1 A0=Am AM=（Am2/2）/（Am2+Am2/2）=（1/3）
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②在各种调制信号中，调制效率最高的是幅度为 A0的方波， AM=0.5。
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4、调制信号为随机信号时已调信号的功率谱密度
一般情况下，调制信号是随机信号，所以要讨论 随机信号的情况。
通信中，调制信号通常是平稳随机过程。其功率 谱密度与自相关函数之间是一对付氏变换关系。
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二.常规双边带调幅的调制过程 1.幅度调制的基本模型
2. 调制方式
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设调制信号没有直流分量，即E[f(t)]=0 此外，cos2ct=1/2[1+cos2ct]
E[cos2ct]=0
所以 SAM=（A02/2）+（f2(t)/2）=Sc+Sf
其中Sc=为载波功率，Sf=为边带功率。
边带功率部分为有效功率，所以定义调制 效率为AM
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为防止过调制现象的出现,必须满足A0+f(t)≥0,
即,|f(t)|max≤A0
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当调制信号为单频余弦时 令 f(t)=Amcos(mt+m) 则 SAM(t)=[A0+ Amcos(mt+m)]cos(ct+c)
解调(De-Modulation)：
接收端从已调信号中恢复基带信号.
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§3.1 常规双边带调幅(AM)
一.AM 的时域表示 幅度调制—用基带信号f(t)去迫使高频载波
的瞬时幅度随f(t)的变化而变化.
其中ωc 为载波角频率; θc 为载波起始相位; A0 为载波幅度
3、功率分配 常规双边带调幅信号在1电阻上的平均功率应等
于SAM（t）的均方制。当f(t)为确知信号时，SAM（t） 的均方值即为其平方的时间平均，即
SAM= E[S2AM（t）]
= E{[A0+f(t)]2cos2ct}
= E[A02cos2ct] + E[f2(t)cos2ct]+E[2A0f(t)cos2ct]