-模拟调制系统
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正弦波，也可以是非正弦波。
-模拟调制系统
５.1 幅度调制(线性调制)的原理 幅度调制是高频正弦载波的幅度随调制信号作线性
变化的过程。常见的模拟信号幅度调制方式有调幅、 双边带、单边带、残留边带。 设调制信号(基带信号)为m(t)，载波信号为 A cos ct 则调制后的信号(已调信号)为：
S m (t) A m (t)c o sct ( * )
下边带 上边带
调幅信号的波形图与频谱图
-模拟调制系统
调幅信号由载频分量、上边带和下边带三部分组成。 AM信号的特性： 带宽：它是带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信
号的带宽的两倍。
B A M 2来自百度文库fH （ c -fH c fH ）
功率：当m(t)为确知信号时，对信号的平方在时间周期 内求平均。
调制的作用： 1. 提高无线通信时的天线辐射效率。 2. 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现
信道的多路复用，提高信道利用率。 3. 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还
可实现传输带宽与信噪比之间的互换。 所谓调制，就是按原始信号（也称为基带信号或调
制信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程。 载波信号是指未经调制的周期性振荡信号，可以是
2A02Am 2 Am 2
当|m(t)|max = A0时(100％调制)，调制效率最高， 这时
max =1/3
-模拟调制系统
2. 双边带调幅(DSB)
频谱中的载波分量（即±ωc处的两个冲激）并不携带信 息，为节省功率，可将载波抑制，即演变为抑制载波双 边带调幅信号(DSB-SC)，简称为双边带信号(DSB)。
-模拟调制系统
3. 单边带调幅(SSB)
DSB信号虽节省 了载波发射功率， 但仍有两个边带， 频带宽度与普通 调幅AM信号相同。
由于两个边带所 携带信息相同， 传输其中一个边 带即可，该方式 是单边带调制。
单边带(上边带)信号频谱图
-模拟调制系统
单边带调制中只传输双边带信号中的一个边带。
产生上边带信号的最直观方法是设计一个如上图所示的 带通滤波器，传输特性为
式中减号为上边带信号的时域描述；加号为下边带信号
的时域描述。 是 的希尔伯特变换。
这里的线性并不意味着已调信号与调制信号之间符合 线性变换关系，事实上，任何调制过程都是一种非线 性的变换过程。
-模拟调制系统
傅里叶变换一些数学关系：
F [ m 0 c o sc t ]m 0 F [ c o sc t ]m 0 是 常 数
Fcos ct
c
c
Fsinct j
c
c
F m tc o sc t
复杂。
-模拟调制系统
双边带信号的波形图与频谱图
-模拟调制系统
双边带信号的包络仍然是随调制信号变化的，但它 的包络已不能准确地反映低频调制信号的变化规律。
双边带信号在调制信号的负半周时，已调波高频与 原载频反相，而在调制信号的正半周时，已调波高 频与原载频同相。也就是双边带信号的高频相位在 调制电压过零点处要突变180度。
AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边 带功率才与调制信号有关，载波分量并不携带信息。有用 功率（用于传输有用信息的边带功率）占信号总功率的比 例称为调制效率：
AM
PS PAM
m2 t A02 m2 t
当m(t) = Am cos mt 时，m2(t) Am2 /2
AM
m2t
A02m2t
如果信号m(t)为确知信号，则AM信号的频谱：
S A M A 0 c
c 1 2 M c M c
从调制信号的波形图(时域)和频谱图(频域)分析可
知，AM波的包络与m(t)信号的形状完全一样。条
件：m(t)max A0
-模拟调制系统
为绘图方便，m(t)画成正弦波，实际 含有多个频谱成分。
载频分量
上边带 下边带
1
H
HUSB
0
c c
滤波法：
sSSB(t)
cosωct
单边带信号的频域描述：
SSSB
SD SB H
-模拟调制系统
滤波法的技术难点：很难做到具有陡峭的截止特性。
相移法： 可证：单边带信号的时域描述为
SSSB t
1mt 2
cos
ct
1m ˆ t 2
sin
ct
对照： sDSB t mt cos ct
第5章 模拟调制系统
5.1 幅度调制(线性调制) 5.2 线性调制系统的抗噪声性能 5.3 非线性调制(角度调制) 5.4 5.5 各种模拟调制系统的比较 5.6 频分复用和调频立体声
-模拟调制系统
由消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分 量，大多不适宜在信道中直接传输。必须先经过在 发送端调制才能在信道中传输。而在接收端解调。
1M 2
c
Mc
f tej ct F
c
f(t)*g(t) f()g(t )d F ().G ()
-模拟调制系统
1. 调幅(AM)
调幅(常规双边带调制)：是指m(t)的均值等于0，但将 其叠加一个直流分量A0后与载波相乘后的信号。
sA M (t) A 0 m tc o sct A 0c o sct m tc o sct 载 波 项双 边 带 信 号 D S B
m(t)是确知信号，无窄带限制。 设基带信号的频谱为M(ω)，则
mt M 即： M( ) m(t)e j tdt
-模拟调制系统
由此推得已调信号的频谱：
Sm
st m
S m
1
M 2
c
M
c
即从时域的(*)分析，已调信号幅度随基带信号的规律 呈正比地变化，而频谱是基带频谱在频域内的简单搬 移。
由于频谱的搬移是线性的，幅度调制也称为线性调制。
时域表示： s DtS B m tc o c ts
频域表示： S DS B 1 2 M c M c
与AM比较，DSB频谱中去除了在±ωc的两个δ函数。 DSB信号的调制效率为100%。
DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，不能
采用包络检波方法恢复调制信号，需要用相干检波，较
P A MsA 2M (t)[A 0m (t)]2cos2 ct A 0 2cos2ctm 2(t)cos2ct2A 0m (t)cos2ct
如果m(t)0，则
P A M A 2 0 2 m 2 2 ( t) P c P S P c 为 载 波 功 率 ， P S 边 带 功 率
-模拟调制系统
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５.1 幅度调制(线性调制)的原理 幅度调制是高频正弦载波的幅度随调制信号作线性
变化的过程。常见的模拟信号幅度调制方式有调幅、 双边带、单边带、残留边带。 设调制信号(基带信号)为m(t)，载波信号为 A cos ct 则调制后的信号(已调信号)为：
S m (t) A m (t)c o sct ( * )
下边带 上边带
调幅信号的波形图与频谱图
-模拟调制系统
调幅信号由载频分量、上边带和下边带三部分组成。 AM信号的特性： 带宽：它是带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信
号的带宽的两倍。
B A M 2来自百度文库fH （ c -fH c fH ）
功率：当m(t)为确知信号时，对信号的平方在时间周期 内求平均。
调制的作用： 1. 提高无线通信时的天线辐射效率。 2. 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现
信道的多路复用，提高信道利用率。 3. 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还
可实现传输带宽与信噪比之间的互换。 所谓调制，就是按原始信号（也称为基带信号或调
制信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程。 载波信号是指未经调制的周期性振荡信号，可以是
2A02Am 2 Am 2
当|m(t)|max = A0时(100％调制)，调制效率最高， 这时
max =1/3
-模拟调制系统
2. 双边带调幅(DSB)
频谱中的载波分量（即±ωc处的两个冲激）并不携带信 息，为节省功率，可将载波抑制，即演变为抑制载波双 边带调幅信号(DSB-SC)，简称为双边带信号(DSB)。
-模拟调制系统
3. 单边带调幅(SSB)
DSB信号虽节省 了载波发射功率， 但仍有两个边带， 频带宽度与普通 调幅AM信号相同。
由于两个边带所 携带信息相同， 传输其中一个边 带即可，该方式 是单边带调制。
单边带(上边带)信号频谱图
-模拟调制系统
单边带调制中只传输双边带信号中的一个边带。
产生上边带信号的最直观方法是设计一个如上图所示的 带通滤波器，传输特性为
式中减号为上边带信号的时域描述；加号为下边带信号
的时域描述。 是 的希尔伯特变换。
这里的线性并不意味着已调信号与调制信号之间符合 线性变换关系，事实上，任何调制过程都是一种非线 性的变换过程。
-模拟调制系统
傅里叶变换一些数学关系：
F [ m 0 c o sc t ]m 0 F [ c o sc t ]m 0 是 常 数
Fcos ct
c
c
Fsinct j
c
c
F m tc o sc t
复杂。
-模拟调制系统
双边带信号的波形图与频谱图
-模拟调制系统
双边带信号的包络仍然是随调制信号变化的，但它 的包络已不能准确地反映低频调制信号的变化规律。
双边带信号在调制信号的负半周时，已调波高频与 原载频反相，而在调制信号的正半周时，已调波高 频与原载频同相。也就是双边带信号的高频相位在 调制电压过零点处要突变180度。
AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边 带功率才与调制信号有关，载波分量并不携带信息。有用 功率（用于传输有用信息的边带功率）占信号总功率的比 例称为调制效率：
AM
PS PAM
m2 t A02 m2 t
当m(t) = Am cos mt 时，m2(t) Am2 /2
AM
m2t
A02m2t
如果信号m(t)为确知信号，则AM信号的频谱：
S A M A 0 c
c 1 2 M c M c
从调制信号的波形图(时域)和频谱图(频域)分析可
知，AM波的包络与m(t)信号的形状完全一样。条
件：m(t)max A0
-模拟调制系统
为绘图方便，m(t)画成正弦波，实际 含有多个频谱成分。
载频分量
上边带 下边带
1
H
HUSB
0
c c
滤波法：
sSSB(t)
cosωct
单边带信号的频域描述：
SSSB
SD SB H
-模拟调制系统
滤波法的技术难点：很难做到具有陡峭的截止特性。
相移法： 可证：单边带信号的时域描述为
SSSB t
1mt 2
cos
ct
1m ˆ t 2
sin
ct
对照： sDSB t mt cos ct
第5章 模拟调制系统
5.1 幅度调制(线性调制) 5.2 线性调制系统的抗噪声性能 5.3 非线性调制(角度调制) 5.4 5.5 各种模拟调制系统的比较 5.6 频分复用和调频立体声
-模拟调制系统
由消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分 量，大多不适宜在信道中直接传输。必须先经过在 发送端调制才能在信道中传输。而在接收端解调。
1M 2
c
Mc
f tej ct F
c
f(t)*g(t) f()g(t )d F ().G ()
-模拟调制系统
1. 调幅(AM)
调幅(常规双边带调制)：是指m(t)的均值等于0，但将 其叠加一个直流分量A0后与载波相乘后的信号。
sA M (t) A 0 m tc o sct A 0c o sct m tc o sct 载 波 项双 边 带 信 号 D S B
m(t)是确知信号，无窄带限制。 设基带信号的频谱为M(ω)，则
mt M 即： M( ) m(t)e j tdt
-模拟调制系统
由此推得已调信号的频谱：
Sm
st m
S m
1
M 2
c
M
c
即从时域的(*)分析，已调信号幅度随基带信号的规律 呈正比地变化，而频谱是基带频谱在频域内的简单搬 移。
由于频谱的搬移是线性的，幅度调制也称为线性调制。
时域表示： s DtS B m tc o c ts
频域表示： S DS B 1 2 M c M c
与AM比较，DSB频谱中去除了在±ωc的两个δ函数。 DSB信号的调制效率为100%。
DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，不能
采用包络检波方法恢复调制信号，需要用相干检波，较
P A MsA 2M (t)[A 0m (t)]2cos2 ct A 0 2cos2ctm 2(t)cos2ct2A 0m (t)cos2ct
如果m(t)0，则
P A M A 2 0 2 m 2 2 ( t) P c P S P c 为 载 波 功 率 ， P S 边 带 功 率
-模拟调制系统