通信技术与系统-第三章模拟调制系统概要.ppt

第三章 模拟调制系统 主要内容 调制的功能和分类 调幅和检波 角度调制和解调 调制的概念 调制是通信原理中一个十分重要的概念； 调制的概念 调制：让载波的某个（或几个）参数随调制信号的变化而变化的过程或方式； 调制定理是调制技术的理论基础； 调制定理 若一个信号f(t)与一个正弦型信号cosωct相乘，从频谱上看，相当于把f(t)的频谱搬移到ωc处。 设f(t)的傅里叶变换（也可称为频谱）为F(ω)，则有 调制定理 f(t)称为调制信号或基带信号（原始信号）； cosωct称为载波；通常载波频率比调制信号的最高频率要高得多； sm(t)称为已调信号。 调制示意图 调制功能 频谱变换 将低频信号的基带频谱搬移到适当的或指定的频段； 实现信道复用 实现多个用户的信号共用同一个较大带宽的信道； 提高抗干扰能力 提高传输的有效性和可靠性； 调制分类 按调制信号分类 模拟调制：语音、图像信号 数字调制：数字化编码符号或脉冲编码波形 按载波信号分类 连续波调制 脉冲波调制 按调制器的功能分类 幅度调制： 频率调制： 相位调制： 按调制器的传输函数分类 线性调制 非线性调制 常规调幅(AM) 线性调制系统中最先应用的一种幅度调制 频域：已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移； 时域：已调波包络与调制信号波形呈线性关系； 常规调幅(AM) 设调制信号为f(t)，其频谱为F(ω)，即有 f(t) F(ω) A+f(t) 2πAδ(ω)+F(ω) 设载波为c(t) c(t)=cosωct π［δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)］ 则已调信号 sAM(t)=［A+f(t)］cosωct 常规调幅(AM) 常规调幅(AM) 常规调幅(AM) AM频谱构成： 以载波频率为中心的上边带和下边带，且将基带带宽扩展为2倍； 已调波频谱由载波和上下边频构成； 常规调幅(AM) 调幅电路的功率分配 第一项为载波功率，确保无过调失真； 第二项为双边带功率，含有调制信号的功率，传送有效信息的功率。 常规调幅(AM) 调制效率：包含信息的双边带功率与总平均功率之比； 单音频信号调制效率 抑制载波的双边带调幅（DSB） 已调信号的频谱中包含上、下两个边带且没有冲激分量的调幅方法称为抑制载波的双边带调幅。 调制信号与载波直接相乘后的频谱； 没有载波频谱中的冲激分量，在载频两边是完全对称的调制信号的频谱； 小于载频的部分叫下边带频谱，大于载频的部分叫上边带频谱。 抑制载波的双边带调幅（DSB） 抑制载波的双边带调幅（DSB） AM和DSB的性能比较 AM和DSB虽然都属于幅度调制的范畴，但在性能上各有千秋。在这里我们主要从两个方面来加以比较：一个是发射效率，另一个是总的使用成本。 AM和DSB的性能比较 AM调制的最高调制效率为50%；DSB的调制效率为100%。也就是说，在同等信号功率的前提下，AM的总功率至少要大于（或等于）DSB总功率的二倍。 AM和DSB的性能比较 从发送信息的角度上看，AM的成本较高，技术较复杂。但解调电路简单。因此，一般来说，在总的使用成本上AM调制要比DSB低。 DSB的发射系统虽然比AM经济，但接收机却比较复杂，因此，一般多用于一些不在乎成本的专用（点对点）通信中。 单边带调制（SSB) 双边带调制（AM和DSB）中上下两个边带是完全对称的，即两个边带所包含的信息完全一样。 双边带传输显然浪费了一个边带所占用的频段，降低了频带利用率。 单边带调制。 单边带调制（SSB) 单边带调制就是只传送双边带信号中的一个边带（上边带或下边带）。 产生单边带信号最直接的方法就是从双边带信号中滤出一个边带信号即可。这种方法称为滤波法，是最简单、最常用的方法。 单边带调制（SSB) 单边带调制（SSB) 单边带调制（SSB) 若保留上边带，则HSSB(ω)应具有高通特性 若保留下边带，则应具有低通特性 单边带调制（SSB) 单频正弦型信号 f(t)=EcosΩt 载波信号为 c(t)=Acosωct 则DSB信号为 单边带调制（SSB) 上边带信号为 下边带信号为 单边带调制（SSB) 频带利用率比DSB调制高； 所需发射功率也比DSB调制小； 保密性强，普通调幅接收机不能接收SSB信号，通常采用相干解调法。 单边带调制（SSB) 接收机需要复杂且精度高的自动频率控制系统来稳定本地载波的频率和相位。 对于低通型调制信号（含有直流或低频分量的信号）用滤波法的时候，要求滤波器的过渡带非常窄，即滤波器边缘必须很陡峭，理想状态是一根垂直线。实际工程中，滤波器很难达到这样的要求，用滤波器产生的单边带信号，要么频带不完整，要么多出一部分上边带（对下边