《通信原理第4章》PPT课件

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1、通信原理第4章模拟调制系统1第4章模拟调制系统基本概念调制－把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。广义调制－分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。狭义调制－仅指带通调制。在无线通信和其他大多数场合，调制一词均指载波调制。调制信号－指来自信源的基带信号载波调制－用调制信号去控制载波的参数的过程。载波－未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。已调信号－载波受调制后称为已调信号。解调（检波）－调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。2第4章模拟调制系统调制的目的提高无线通信时的天线辐射效率。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

2、信道利用率。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。调制方式模拟调制数字调制常见的模拟调制幅度调制：调幅、双边带、单边带和残留边带角度调制：频率调制、相位调制3第4章模拟调制系统4.1幅度调制（线性调制）的原理一般原理表示式：设：正弦型载波为式中，A—载波幅度；c—载波角频率；0—载波初始相位（以后假定0＝0）。则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示成式中，m(t)—基带调制信号。4第4章模拟调制系统频谱设调制信号m(t)的频谱为M()，则已调信号的频谱为在波形上，已调信号的幅度随基带信号的规律而正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全

3、是基带信号频谱在频域内的简单搬移(精确到常数因子)。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。但应注意，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。5第4章模拟调制系统4.1.1调幅（AM）时域表示式式中m(t)－调制信号，均值为0；A0－常数，表示叠加的直流分量。频谱：若m(t)为确知信号，则AM信号的频谱为若m(t)为随机信号，则已调信号的频域表示式必须用功率谱描述。调制器模型载波项DSB项6第4章模拟调制系统AM信号的特性带宽：它是带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信号带宽fH的两倍：功率：当m(t)为确

4、知信号时，若则式中Pc=A02/2－载波功率，－边带功率。9第4章模拟调制系统调制效率由上述可见，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：当m(t)=Amcosmt时，代入上式，得到当

5、m(t)

6、max=A0时（100％调制），调制效率最高，这时max＝1/310第4章模拟调制系统4.1.2双边带调制（DSB）时域表示式：无直流分量A0频谱：无载频分量曲线：调制效率：100％优点：节省了载波功率缺点：不能用包络检波，需用相干检波，较复杂。11第4章模拟调制系统4

7、.1.3单边带调制（SSB）原理：双边带信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频谱M()的所有频谱成分，因此仅传输其中一个边带即可。这样既节省发送功率，还可节省一半传输频带，这种方式称为单边带调制。产生SSB信号的方法有两种：滤波法和相移法。12第4章模拟调制系统SSB信号的解调SSB信号的解调和DSB一样，不能采用简单的包络检波，因为SSB信号也是抑制载波的已调信号，它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以仍需采用相干解调。SSB信号的性能SSB信号的实现比AM、DSB要复杂，但SSB调制方式在传输信息时，不仅可节省发射功率，而且它所占用的频带宽度比AM、DSB减少了一半。它目前已成为

8、短波通信中一种重要的调制方式。13第4章模拟调制系统4.1.5线性调制的一般模型滤波法模型在前几节的讨论基础上，可以归纳出滤波法线性调制的一般模型如下：按照此模型得到的输出信号时域表示式为：按照此模型得到的输出信号频域表示式为：式中，只要适当选择H()，便可以得到各种幅度调制信号。14第4章模拟调制系统4.1.6相干解调与包络检波相干解调相干解调器的一般模型相干解调器原理：为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波（称为相干载波），它与接收的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频分量，即可得到原始的基带调制信号。15第4章模拟调制系统包络检波

9、适用条件：AM信号，且要求

10、m(t)

11、maxA0，包络检波器结构：通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。例如，性能分析设输入信号是选择RC满足如下关系式中fH－调制信号的最高频率在大信号检波时（一般大于0.5V），二极管处于受控的开关状态，检波器的输出为隔去直流后即可得到原信号m(t)。16第4章模拟调制系统4.2线性调制系统的抗噪声性能4.2.1分析模型图中sm(t)－已调信号n(t)－信道加性高斯白噪