文档详情

通信原理--第三章-模拟调制系统.ppt

发布:2018-02-20约1.07万字共125页下载文档
文本预览下载声明
第三章 模拟调制系统 通信原理 主要内容 3.1 概述 调制的原因 我们知道,通信的目的是为了把信息向远处传递(传播),那么在传播人声音时,我们可以用话筒把人声变成电信号,通过扩音机放大后再用喇叭(扬声器)播放出去。由于喇叭的功率比人嗓大得多,因此声音可以传得比较远。 扩音示意图 调制的原因 但如果我们还想将声音再传得更远一些,比如几十千米、几百千米,那该怎么办? 大家自然会想到用电缆或无线电进行传输,但会出现两个问题,一是铺设一条几十千米甚至上百千米的电缆只传一路声音信号,其传输成本之高、线路利用率之低,人们是无法接受的.二是利用无线电通信时,需满足一个基本条件,即欲发射信号的波长(两个相邻波峰或波谷之间的距离)必须能与发射天线的几何尺寸可比拟,该信号才能通过天线有效地发射出去(通常认为天线尺寸应大于波长的十分之一)。而音频信号的频率范围是20Hz~20kHz,最小的波长为 式中,λ为波长(m);c为电磁波传播速度(光速)(m/s);f为音频(Hz)。 调制的原因 可见,要将音频信号直接用天线发射出去,其天线几何尺寸即便按波长的百分之一取也要150米高(不包括天线底座或塔座)。因此,要想把音频信号通过可接受的天线尺寸发射出去,就需要想办法提高欲发射信号的频率(频率越高波长越短) 如何解决??? 1、是在一个物理信道中对多路信号进行频分复用(FDM,Frequency Division Multiplex); 2、是把欲发射的低频信号“搬”到高频载波上去(或者说把低频信号“变”成高频信号)。两个方法有一个共同点就是要对信号进行调制处理。 3.1 概述 调制的定义 调制:将基带信号的频带搬移至适合信道传输的频谱位置的过程。 解调:是调制的反变换,是将调制的信号还原成基带信号的过程。 通常未调制的信号(基带信号)称为调制信号,而调制后的信号称为已调信号,完成频带搬移的则为载波信号。 调制是通过调制信号(基带信号)控制载波的某个(或某些)参数来实现的。 3.1 概述 调制的分类 按载波信号分类: 正弦波调制—载波为正弦型信号。 脉冲调制—载波为脉冲信号。 按基带信号分类: 模拟调制:基带信号为模拟信号的调制 数字调制:基带信号为数字信号的调制 调制的分类 按基带信号对载波的控制参量(幅度、频率或相位)分类: 分为调幅、调频、调相。 按已调信号的频谱结构分类: 线性调制:已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构相同。 非线性调制:已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构不同。 主要内容 3.2 幅度调制 幅度调制:正弦载波幅度随调制信号变化的调制方式。 幅度调制的一般模型 幅度调制的一般模型由一个相乘器和一个冲激响应为h(t)的带通滤波器组成,选择不同的h(t),可以得到各种线性调制信号 3.2 幅度调制 双边带调幅 常规双边带调幅 抑制载波的双边带调制 常规双边带调幅(AM) 常规双边带调幅未对已调信号的载波进行处理,通常是含有载波信号的双边带调幅信号。 否则将会出现过调幅现象而带来失真 常规双边带调幅(AM) 常规双边带调幅(AM) 常规双边带调幅 常规双边带调幅信号在1Ω电阻上的平均功率应等于sAM(t)的均方值 常规双边带调幅 在各种调制信号中,调制效率最高的是幅度为1的方波,此时调制效率为0.5 常规双边带调幅信号中的载波不携带任何信息,而且占据了信号一半以上的功率,非常浪费,其调制效率也很低。如当100%调制时( ) ,双边带功率为载波功率的 1/2,只占用了调幅波功率的 1/3 为了提高效率,将功率充分地应用到有用的边带去,可把载波抑制掉,即可得到抑制载波的双边带调幅 双边带调幅 常规双边带调幅 抑制载波的双边带调制 抑制载波的双边带调制 抑制载波的双边带调幅节省了载波功率,频带宽度仍为调制信号的两倍,与常规双边带调幅时相同。 上、下两个边带是完全对称的,用一个边带就可以传输全部信息 3.2 幅度调制 单边带调制 为了取出双边带调制信号的一个边带。最直接的方法是用滤波器取出一个边带(滤波法) 单边带调制 滤波法的原理方框图 SSB信号的频谱 上边带频谱图: 单边带调制 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 例如,若经过滤波后的话音信号的最低频率为300Hz,则上下边带之间的频率间隔为600Hz,即允许过渡带为600Hz。在600Hz过渡带和不太高的载频情况下,滤波器不难实现;但当载频较高时,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
显示全部
相似文档