现代通信原理与技术第 4 章 模拟调制系统课件.ppt

《现代通信原理与技术第 4 章 模拟调制系统课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、4.1幅度调制（线性调制）的原理4.2线性调制系统的抗噪声性能4.3非线性调制（角调制）的原理4.4调频系统的抗噪声性能4.5各种模拟调制系统的性能比较第4章模拟调制系统返回主目录第4章模拟调制系统4.1幅度调制（线性调制）的原理幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律而变化的过程。幅度调制器的一般模型如图4-1所示。设调制信号m(t)的频谱为M(ω)，冲激响应为h(t)的滤波器特性为H(ω),则该模型输出已调信号的时域和频域一般表示式为sm(t)=［m(t)cosωct］*h(t)(4.1-1)Sm(ω)=［M(

2、ω+ωc)+M(ω-ωc)］H(ω)(4.1-2)式中，ωc为载波角频率，H(ω)h(t)。由以上表示式可见，对于幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱结构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。图4-1之所以称为调制器的一般模型，是因为在该模型中，适当选择滤波器的特性H(ω)，便可以得到各种幅度调制信号。例如，调幅、双边带、单边带及残留边带信号等。图4-1幅度调制器的一般模型4.1.1调幅(AM)在图4-1中，假设h(t)=δ(t)，即滤

3、波器（H(ω)=1）为全通网络，调制信号m(t)叠加直流A0后与载波相乘(见图4-2)，就可形成调幅(AM)信号，其时域和频域表示式分别为sAM(t)=［A0+m(t)］cosωct=A0cosωct+m(t)cosωct(4.1-3)SAM(ω)=πA0［δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)］+［M(ω+ωc)+M(ω-ωc)］(4.1-4)式中，A0为外加的直流分量；m(t)可以是确知信号，也可以是随机信号(此时，已调信号的频域表示必须用功率谱描述)，但通常认为其平均值m(t)=0。其波形和频谱如图4-3所示。图4-2AM调制器模型图4-

4、3AM信号的波形和频谱由图4-3的时间波形可知，当满足条件

5、m(t)

6、ma≤A0时AM信号的包络与调制信号成正比，所以用包络检波的方法很容易恢复出原始的调制信号，否则，将会出现过调幅现象而产生包络失真。这时不能用包络检波器进行解调，为保证无失真解调，可以采用同步检波器。由图4-3的频谱图可知，AM信号的频谱SAM(ω)由载频分量和上、下两个边带组成，上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。因此，AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽是基带信号带宽fH的两倍，即BAM=2fH。AM信号在1Ω电阻上的平均功率应等于sA

7、M(t)的均方值。当m(t)为确知信号时，sAM(t)的均方值即为其平方的时间平均，即通常假设调制信号没有直流分量，即=0。因此PAM=式中，PC=/2为载波功率，PS=/2为边带功率。由此可见，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。也就是说，载波分量不携带信息。即使在“满调幅”（

8、m(t)

9、max=A0时，也称100％调制）条件下，载波分量仍占据大部分功率，而含有用信息的两个边带占有的功率较小。因此，从功率上讲，AM信号的功率利用率比较低。4.1.2抑制载波双边带调制（DSB-SC）在AM信号中，载波

10、分量并不携带信息，信息完全由边带传送。如果将载波抑制，只需在图4-2中将直流A0去掉，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB）。其时域和频域表示式分别为sDSB(t)=m(t)cosωct(4.1-6)SDSB(ω)=［M(ω+ωc)+M(ω-ωc)］其波形和频谱如图4-4所示。图4-4DSB信号的波形和频谱由时间波形可知，DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号，需采用相干解调(同步检波)。另外，在调制信号m(t)的过零点处，高频载波相位有180°的突变。由频谱图可知，DSB信号虽然

11、节省了载波功率，功率利用率提高了，但它的频带宽度仍是调制信号带宽的两倍，与AM信号带宽相同。由于DSB信号的上、下两个边带是完全对称的，它们都携带了调制信号的全部信息，因此仅传输其中一个边带即可，这就是单边带调制能解决的问题。4.1.3单边带调制(SSB)DSB信号包含有两个边带，即上、下边带。由于这两个边带包含的信息相同，因而，从信息传输的角度来考虑，传输一个边带就够了。这种只传输一个边带的通信方式称为单边带通信。单边带信号的产生方法通常有滤波法和相移法。1.用滤波法形成单边带信号产生SSB信号最直观的方法是让双边带信号通过一个边带滤波器

12、，保留所需要的一个边带，滤除不要的边带。这只需将图4-1中的形成滤波器H(ω)设计成如图4-5所示的理想低通特性HLSB(