模拟线性调制课件.ppt

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1、第3章模拟线性调制系统2021/9/26调制的研究对象问题：为什么要对信号进行调制？什么是调制？2021/9/26调制的目的将消息变换为便于传输的形式。也就是说，变换为某种形式使信道容量达到最大，而且传输更可靠和有效。提高性能，特别是提高抗干扰性。有效的利用频带。2021/9/26调制的概念：按调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程调制：就是将基带信号进行各种变换后再传输的过程。数学分析：频率搬移2021/9/26调制分类调制信号：载波信号：调幅：主要内容：原理，频域分析和性能分析幅度调制频率调制相位调制线性调制非线性调制线性调制：已

2、调信号的频谱是调制信号（基带信号）的频谱的简单搬移及线性变换，非线性调制不存在这种关系2021/9/26内容模拟线性调制1.常规调幅(AM)2.抑制载波双边带调幅(DSB-SC)3.单边带调制(SSB)4.残留边带调制(VSB)线性调制和解调的一般模型线性调制系统的抗噪声性能（＃）1.通信系统抗噪声性能的分析模型2.线性调制相干解调的抗噪声性能2021/9/26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3-1所示。幅度调制（线性调制）的原理f(t)设调制信号f(t)的频谱为F(ω)，冲激响应

3、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)=［f(t)cosωct］*h(t)(3.1-1)S(ω)=［F(ω+ωc)+F(ω-ωc)］H(ω)(3.1-2)式中，ωc为载波角频率，H(ω)h(t)。2021/9/26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3-1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

4、(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。2021/9/263.1双边带调幅(AM)3.1.1常规双边带调幅已调信号的包络与调制信号成正比,图中，调制信号f(t)（通常认为其平均值为0）叠加直流A0后与载波相乘(见图)，就可形成调幅(AM)信号,其时域表示式为直流调制信号2021/9/263.1.2常规调幅解调解调---包络检波无失真恢复条件过调幅2021/9/263.1.3调幅指数当调制信号为单频余弦信号时，令调制信号调幅信号调幅指数2021/9/263.1.4调制信号为确知信号的已调信号的频谱已知傅立叶变换2

5、021/9/26所以已调波已调信号的频谱直流分量信号分量2021/9/26f(t)A0+f(t)F(ω)上边带下边带下边带上边带当f(t)为实数时，上下边带对称2021/9/26sAM(t)信号在1Ω电阻上的平均功率SAM应等于sAM(t)的均方值。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，即通常假设调制信号没有直流分量，即=0。因此3.1.5功率分配2021/9/26式中，SC=/2为载波功率，Sf=/2为边带功率,与调制信号有关。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

6、说，载波分量不携带信息。即使在“满调幅”（

7、f(t)

8、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。2021/9/26调制效率定义当调制信号为单频余弦信号时：调制效率当Am＝A0时，调制效率达到最大为1/3调制信号为幅度为A0的方波时，调制效率达到1/2！2021/9/263.1.6随机信号调幅的频域分析调制信号为随机信号（图像、语音）时，已调信号的频域表示必须用功率谱来描述。对于广义平稳随机过程来讲，其功率谱密度与自相关函数是一对傅立叶变换。分析

9、方法：设f(t)是均值为零的各态历经平稳随机过程的一个样本函数，其统计平均与时间平均相等。自相关函数为：2021/9/26将代入上式，利用三角关系展开，注意到：可得：调制信号f(t)的自相关函数为调制信号f(t)的功率谱密度，和互为傅立叶变换已调信号的功率谱密度函数2021/9/26由功率谱密度可求出信号的平均功率：因此，调制效率：2021/9/263.1.5常规调幅小结优点：结构简单，实现容易，适用于广播通信。缺点：功率效率非常低，最大为1/3频谱效率也不高，为信号最高频率的2倍。2021/9/263.2改进一：抑制载波的双边带调幅信号表达式:将常规

10、双边带调幅SAM(t)中不携带信息的载波抑制掉，即去掉振幅中的直流分量，可得双边带调幅的时域表