通信原理 第三章 模拟调制系.ppt

第三章 模拟调制系统 3.1 概述 模拟调制：用来自信源的基带模拟信号去调制某载波 。 载波：确知的周期性波形 － 余弦波： A为振幅；?0为载波角频率；?0为初始相位。 已调信号s(t) 用来自信源的调制信号m(t) 分别去改变载波信号的幅度、 频率、相位。 调制的目的： 频谱搬移 － 适应信道传输，合并多路信号 提高抗干扰性 便于发射 模拟调制的分类： 线性调制：调幅、单边带、双边带、残留边带… 非线性调制（角度调制）：频率调制、相位调制 3.2 线性调制 3.2.0 基本概念 设载波为：c(t) = Acos?0 t = Acos2? f0t 调制信号为能量信号m(t)，其频谱为M(f ) 用“?”表示傅里叶变换： 式中， 3.2.1 振幅调制（AM） 基本原理 设: m(t) = [1+m?(t)]， |m?(t)| ? 1， m?(t)|max = m － 调幅度， 则有调幅信号： s?(t) = [1+m?(t)]Acos?0t， 式中， [1+m?(t)] ? 0，即s?(t) 的包络是非负的。 +1 = ? = 频谱密度 含离散载频分量 当m?(t)为余弦波，且m＝100％时，载波功率占总功率的2/3 两边带功率之和 ＝ 载波功率之半 AM信号的接收：包络检波 原理： 性能：设输入电压为 为检波器输入噪声电压 y(t)的包络： 在大信噪比下： 检波后（已滤除直流分量）： 输出信号噪声功率比： ∵在检波前的信号噪声功率比等于 ∴检波前后信噪功率比之比为 由于m?(t) ? 1，显然比值r0/ri小于1，即检波后信噪比下降了。 3.2.2 双边带（DSB）调制 原理：调制信号m(t)没有直流分量时，得到DSB信号 。 频谱：两个边带包含相同的信息 。 解调：需要本地载波 设接收的DSB信号为 接收端的本地载波为 两者相乘后，得到 低通滤波后，得到 仅当本地载波没有频率和相位误差时，输出信号才等于m?(t) / 2。 优缺点：DSB信号可以节省发送功率，但接收电路较为复杂 3.2.3 单边带(SSB)调制 原理： 两个边带包含相同的信息 只需传输一个边带： 上边带或下边带 要求m(t)中无太低频率 解调：需要本地载波 若 z(t) = x(t) y(t) ， 则有 Z(?) = X(?) ? Y(?) 载波频谱和信号频谱相卷积。 取上边带信号 SSB优点：比DSB信号进一步节省发送功率和占用带宽。 3.2.4 残留边带(VSB)调制 VSB调制的优点：解调时不需要本地载波，容许调制信号含有很低频率和直流分量。 原理： 调制信号和载波相乘后的频谱为 设调制器的滤波器的传输函数为H( f )，则滤波输出的已调信号频谱为 H( f )应满足的条件： 接收信号和本地载波相乘 后得到的r ?(t)的频谱为： 将已调信号的频谱 代入上式，得到r ?(t)的频谱为： M(f + 2f0)和M(f – 2f0)两项可由低通滤波器滤除，得到滤波输出信号频谱密度为： 为了无失真地传输，要求上式 由于 所以，上式可以写为 上式即产生VSB信号的条件。 要求：滤波器的截止特性对于 f0具有互补对称性. 3.3 非线性调制 3.3.1 基本原理 瞬时频率 设一个载波为 式中，?0为载波的初始相位； ?(t) = ?0t + ?0 为载波的瞬时相位 ; ?0 = d?(t)/dt 为载波的角频率。 现定义瞬时频率： 上式可以改写为： 角度调制 若使载波的相位?(t) 随调制信号m(t)以某种方式变化，则称其为角度调制。 相位调制：使相位?(t)随调制信号m(t)线性地变化 已调信号的表示式为 已调载波的瞬时频率为： 在相位调制中瞬时频率随调制信号的导函数线性地变化。 频率调制：使瞬时频率随调制信号线性地变化 瞬时角频率