通信原理-模拟线性调制系统课件.ppt

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1、第5章模拟线性调制系统2021/10/231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？2021/10/232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。2021/10/233调制的概念调制：就是将基带信号进行各种变换后再传输的过程。其中包括调制映射，傅立叶变换(OFDM)，频率搬移等等。数学分析：频率搬移2021/10/234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2021/10/23

2、5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2021/10/2365.1常规调幅(AM)AM调制时域表达式调制直流调制信号2021/10/237常规调幅解调解调---包络检波无失真恢复条件过调幅2021/10/238调幅指数调制信号调幅信号调幅指数2021/10/239确知信号调幅的频域分析傅立叶变换频域表达式直流分量信号分量2021/10/2310随机信号调幅的频域分析分析

3、方法：功率谱密度函数2021/10/2311常规调幅信号的功率分配功率组成调制效率：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：2021/10/2312当f(t)=Amcosmt时，代入上式，得到当

4、f(t)

5、max=A0时（100％调制），调制效率最高，这时max＝1/32021/10/2313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。2021/10/23145.2改进一：抑制载波的双边带调幅信号表达式调制：解调---相干解调2021/10/2315DSB的

6、频域分析频域分析确知信号：随机信号：频谱：功率效率：2021/10/2316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。2021/10/23175.3改进二：单边带调幅原理：频域表示表示式：滤波器：2021/10/2318滤波法的技术难点滤波特性很难做到具有陡峭的截止特性。当载频较高时，采用一级调制直接滤波的方法已不可能实现单边带调制。可以采用多级（一般采用两级）DSB调制及边带滤波的方法，即先在较低的载频上进行DSB调制，目的是增大过渡带的归一化值，以利于滤波器的制作。再在要求的载频上进行第二次调制。当调制信号中含有直流及低频分量时

7、滤波法就不适用了。2021/10/2319滤波法—多级调制2021/10/2320相移法分析频域表示：频域因果，时域解析时域表示式2021/10/2321希尔伯特滤波器希尔伯特变换希尔伯特滤波器---宽带相移网络2021/10/2322单边带信号时域表达式时域关系：滤波器：时域表达式：2021/10/2323单边带信号的相移法产生相移法产生优点：不需要滤波器具有陡峭的截止特性。问题：载波准确相移90°所有频率成分相移90°宽带相移网络难用硬件实现。2021/10/2324单边带信号的解调相干解调2021/10/2325SSB信号的实现比AM、DSB要复杂，但SSB调制方式

8、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。它目前已成为短波通信中一种重要的调制方式。2021/10/23265.4改进三：残留边带调幅原理：频域表示2021/10/2327残留边带滤波器特性VSB信号解调器方框图图中因为根据频域卷积定理可知，乘积sp(t)对应的频谱为2021/10/2328将代入得到式中M(+2c)及M(-2c)是搬移到+2c和-2c处的频谱，它们可以由解调器中的低通滤波器滤除。于是，低通滤波器的输出频谱为2021/10/2329显然，为了保证相干解调的输出无失真地恢复调制信号m(t)，上式中的传递函数

9、必须满足：式中，H－调制信号的截止角频率。上述条件的含义是：残留边带滤波器的特性H()在c处必须具有互补对称（奇对称）特性,相干解调时才能无失真地从残留边带信号中恢复所需的调制信号。2021/10/2330残留边带滤波器特性采用相干解调，解调不失真条件：要求滤波器特性满足互补对称性。2021/10/2331残留边带滤波器特性的两种形式残留“部分上边带”的滤波器特性：下图(a)残留“部分下边带”的滤波器特性：下图(b)2021/10/23325.5调幅信号产生的一般模型原理框图频域表达式2021/10/2333调幅信号的正