第6章幅度调制及解调
频率调制与解调
在工作点 EQ 处展开，可得
2
C1 C j
(t ) c (1 A1m cost A2 m cos t ) A2 2 A2 2 c m c A1mc cost m c cos2t 2 2
2
A2 A2 f (t ) m fc [ m A1 cost m cos 2t ] 2 2
制（ωc±nΩ1±kΩ2+…）分量。
调频的频谱结构与mf密切相关。mf大,频带宽。 与AM制相比,角调方式的设备利用率高,因其平 均功率与最大功率一样。
调频波与调相波的比较
第二节 调频器与调频方法
•定义：实现调频的电路或部件称为调频器（频率 调制器）或调频电路。 •调频特性：调频器的调制特性。 •对调频器的主要要求： （1）调制特性线性度要好
f m K f1 ——称为线性调频 EQ u
1 2 2 (t ) c [1 m cos t ( 1)m cos t ] 2 2! 2 2
2
c ( / 2 1)m c / 8
2
m mc / 2
2m ( / 2 1)m c / 8
--------电容调制度
Cj
Cj
CQ o
EQ
u o
t
t (a) f f0 o CQ C o t f
t (b) f f0 o EQ u o t f
变 容 管 线 性 调 频 原 理
t (c)
3、变容二极管全接入调频电路 (1)电路组成
Cc Lc Cc Rb1 C0 Rb2 VD
+
L
Re Ec
-
u Cb
uPM=Ucos(ωct+mpcosΩt) =Ucosωctcos(mpcosΩt)-Usin(mpcosΩt)sinωct
幅度调制解调
3.1.1 幅度调制的一般模型是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。
幅度调制器的一般模型如图3-1所示。
图3-1 幅度调制器的一般模型图中，为调制信号，为已调信号，为滤波器的冲激响应，则已调信号的时域和频域一般表达式分别为（3-1）（3-2）式中，为调制信号的频谱，为载波角频率。
由以上表达式可见，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在频域内的简单搬移。
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，相应地，幅度调制系统也称为线性调制系统。
在图3-1的一般模型中，适当选择滤波器的特性，便可得到各种幅度调制信号，例如：常规双边带调幅（AM）、抑制载波双边带调幅（DSB-SC）、单边带调制（SSB）和残留边带调制（VSB）信号等。
3.1.2 常规双边带调幅（AM）1. AM信号的表达式、频谱及带宽在图3-1中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号叠加直流后再与载波相乘，则输出的信号就是。
AM调制器模型如图3-2所示。
图3-2 AM调制器模型AM信号的时域和频域分别为（3-3）（3-4）式中，为外加的直流分量；可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。
点此观看AM调制的Flash；AM信号的典型波形和频谱分别如图3-3（a）、（b）所示，图中假定调制信号的上限频率为。
显然，调制信号的带宽为。
由图3-3（a）可见，AM信号波形的包络与输入基带信号成正比，故用包络检波的方法很容易恢复原始调制信号。
但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足，否则将出现过调幅现象而带来失真。
由Flash的可知，AM信号的频谱是由载频分量和上、下两个边带组成（通常称频谱中画斜线的部分为上边带，不画斜线的部分为下边带）。
上边带的频谱与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。
显然，无论是上边带还是下边带，都含有原调制信号的完整信息。
简述幅度调制的调制与解调的过程
简述幅度调制的调制与解调的过程幅度调制（Amplitude Modulation，AM）是一种古老的且广泛使用的通信方式。
它通过改变载波信号的幅度来携带信息。
本文将详细介绍幅度调制的调制与解调的过程。
首先，我们需要了解什么是幅度调制。
幅度调制是指在载波信号上加入低频的信息信号，使得载波信号的幅度随着信息信号的变化而变化。
这样，我们就可以通过接收和检测这种幅度变化来恢复原始的信息信号。
这种方式简单易行，因此被广泛应用在广播、电视等领域。
接下来，我们来看看幅度调制的具体过程。
首先，我们需要一个载波信号，通常是高频正弦波。
然后，我们将要传输的信息信号乘以这个载波信号，得到的结果就是幅度调制后的信号。
在这个过程中，信息信号的频率远低于载波信号的频率，这就是所谓的“低频”信息信号。
最后，我们将这个幅度调制后的信号通过天线发送出去。
接收到幅度调制信号后，我们需要进行解调才能恢复出原始的信息信号。
解调的过程其实就是在幅度调制的逆过程。
首先，我们使用一个与发射端相同的载波信号，然后将接收到的幅度调制信号与这个载波信号相乘。
由于这两个信号都是正弦波，所以他们的乘积会是一个包含两个频率分量的信号：一个是两者的和，另一个是两者的差。
其中，两者的差就是我们要恢复的信息信号。
然而，在实际应用中，我们通常无法准确地知道发射端的载波信号是什么样的。
因此，我们需要采用一种叫做相干解调的方法。
这种方法需要先从接收到的幅度调制信号中提取出一个与载波信号同频同相的参考信号，然后再用这个参考信号进行解调。
这个提取参考信号的过程就叫做同步或锁定。
总的来说，幅度调制是一种非常实用的通信方式。
它的优点是实现简单，设备成本低，可以同时传输多个信息信号。
但是，它的缺点是抗干扰能力较差，而且对于信息信号的带宽要求较高。
尽管如此，幅度调制仍然在很多场合得到了广泛的应用。
以上就是关于幅度调制的调制与解调的过程的介绍。
希望对你有所帮助。
现代数字调制技术
《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
图8-19 用DFT实现OFDM的原理框图
《通信原理课件》
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图8-14 多载波传输系统原理框图
《通信原理课件》
在多载波调制方式中，子载波设置主要 有3种方案。图8-15（a）为传统的频分复 用方案，它将整个频带划分为N个互不重叠 的子信道。在接收端可以通过滤波器组进 行分离。图8-15（b）为偏置QAM方案， 它在3dB处载波频谱重叠，其复合谱是平 坦的。
进制信号将得到 MQAM 信号，其中 M L2 。
矢量端点的分布图称为星座图。通常可以用星座图来描述 QAM 信号 的信号空间分布状态。MQAM 目前研究较多，并被建议用于数字通信中的 是 十 六 进 制 的 正 交 幅 度 调 制 （ 16QAM ） 或 六 十 四 进 制 的 正 交 幅 度 调 制 （64QAM），下面重点讨论 16QAM。
现代数字调制技术
8.1 引言
在第6章中已经讨论了几种基本数字调制技术的调制和解调 原理。随着数字通信的迅速发展，各种数字调制方式也在 不断地改进和发展，现代通信系统中出现了很多性能良好 的数字调制技术。
本章我们主要介绍目前实际通信系统中常使用的几种现代 数字调制技术。首先介绍几种恒包络调制，包括偏移四相 相移键控（OQPSK）、 π/4四相相移键控（ π/4 -QPSK）、 最小频移键控（MSK）和高斯型最小频移键控（GMSK）； 然后介绍正交幅度调制（QAM），它是一种不恒定包络调 制。在介绍了这几种单载波调制后，再引入多载波调制， 着重介绍其中的正交频分复用（OFDM）。
但是由于方型星座QAM信号所需的平均发送功 率仅比最优的QAM星座结构的信号平均功率稍大， 而方型星座的MQAM信号的产生及解调比较容易 实现，所以方型星座的MQAM信号在实际通信中 得到了广泛的应用。当M=4, 16, 32, 64时 MQAM信号的星座图如图8-11所示。
(完整版)第六章题目及解答
6—1 为什么调幅,检波和混频都必须利用电子器件的非线性特性才能实现？它们之间各有何异同之处? 分析 非线性器件可以产生新的频率分量，而调幅,检波和混频都为了产生新的频率分量.调幅、检波和混频不同点是输入的信号不同，输出的滤波器不同.解 由于调幅、检波和混频均属于频率变换，即输出信号中产生了新的频率分量，而线性器件不可能产生新的频率分量，只有利用非线性器件才能完成频率变换的功能。
调幅、检波和混频三者相同之处是都属于线性频率变换，即实现频谱搬移,它们实现的原理框图都可用下图表示。
非线性器件都可采用乘法器.调幅、检波和混频不同点是输入的信号不同，输出的滤波器不同。
调幅输入的是调制信号()v t Ω和载波()o v t ,即1v =()v t Ω，2v =()o v t ，滤波器是中心频率为载波频率ω0的带通滤波器。
检波输入的是已调制的中频信号()i v t 和本地振荡信号()o v t ,即1v = ()i v t ，2v =()o v t ，滤波器是RC 低通滤波器。
混频输入的是已调制信号vs(t ）和本地振荡信号()o v t ，即1v =()s v t ,2v =()o v t ，滤波器是中心频率为中频频率ωi 的带通滤波器。
6-2 为什么调幅系数m a 不能大于1？ 分析 调幅系数大于1，会产生过量调制。
解 若调幅系数ma>1,调幅波产生过量调制。
如下图所示，该信号传送到接收端经包络检波后使解调出的调制信号产生严重的失真。
6-3 试画下列调幅信号的频谱图，确定信号带宽，并计算在单位电阻上产生的信号功率. (1) )V )(t (102cos )t 32002cos 1.0t 4002cos 2.01(20)t (6⨯π⨯π+⨯π+=v (2） )V (t 102cos t 6280cos 4)t (6⨯π=v分析 根据信号带宽公式和信号功率即可求得.解(1）6()20(10.2cos24000.1cos23200)cos210()()t t t t V υπππ=+⨯+⨯⨯的信号频谱图如下图所示。
通信电子线路习题(2)
第六章 振幅调制、解调与混频6.1某调幅波表达式为u AM （t ）=（5+3cos2π×4×103t ）cos2π×465×103t (v)1、 画出此调幅波的波形2、 画出此调幅波的频谱图，并求带宽3、 若负载电阻R L ＝100Ω，求调幅波的总功率 解：1.2. BW ＝2×4kHz ＝8kHz3. Ucm=5 m a =0.6Pc ＝U 2cm/2 R L ＝125mW P Σ=(1+ m 2a /2 )P c ＝147.5mW6.2 已知两个信号电压的频谱如下图所示，要求：(1)写出两个信号电压的数学表达式，并指出已调波的性质； (2)计算在单位电阻上消耗的和总功率以及已调波的频带宽度。
解：u AM =2(1+0.3COS2π×102t) COS2π×106t(V) u DSB =0.6 COS2π×102t COS2π×106t (V)P C =2W ；P DSB =0.09W ；P AM =2.09W ；BW=200HZ6.3 已知：调幅波表达式为u AM （t ）=10（1+0.6cos2π×3×102t+0.3cos2π× 3×103t)cos 2π×106t (v) 求：1、调幅波中包含的频率分量与各分量的振幅值。
2、画出该调幅波的频谱图并求出其频带宽度BW 。
解：1.包含载波分量：频率为1000kHz ，幅度为10V上边频分量：频率为1003kHz ，幅度为1.5VkHz469465461上边频分量：频率为1000.3kHz ，幅度为3V 下边频分量：频率为997kHz ，幅度为1.5V2.带宽BW ＝2×3＝6kHz6.4 试用相乘器、相加器、滤波器组成产生下列信号的框图（1）AM 波；（2） DSB 信号；（3）SSB 信号。
幅度调制和解调汇总
数字信号与处理幅度调制和解调学生姓名学号实验三一、实验目的了解几种基本的调制解调原理，掌握用数字信号处理的方法实现模拟电路中信号的调制与解调的方法。
通过理论推导得出相应结论，再利用Matlab作为编程工具进行计算机验证实现，从而加深理解，建立概念。
二、基本要求1．了解调制解调的原理2. 会用Matlab实现各种不同的幅值调制3. 会用Matlab实现包络检波和同步检波4. 学会通过公式推导以及实验结果分析，验证调制解调前后信号的频谱变化三、实验内容1．利用Matlab实现信号的调制，过调制，欠调制等状态2．用高频正弦信号分别实现对（1）低频周期方波信号，（2）低频正弦信号（3）低频周期三角波信号的调制，观察调制后频率分布状态，实现抑制载波的幅度调制。
3．设计实验，实现含有载波的幅度调制。
观察调制和解调的结果，与抑制载波的幅度调制有何不同。
4．设计实验，观察待调制波信号幅度变化对调幅系数的影响。
5．模拟峰值检测（包络检波）电路中的二极管的功能。
6．了解峰值检波（包络检波）的原理，并编程实现。
7．了解同步检波的原理，并编程实现。
四、实验原理1．幅度调制用一个信号(称为调制信号)去控制另一个信号(称为载波信号)，让后者的某一特征参数如幅值、频率、相位，按前者变化的过程，就叫调制。
调制的作用是把消息置入消息载体，便于传输或处理。
调制是各种通信系统的重要基础，也广泛用于广播、电视、雷达、测量仪等电子设备。
在通信系统中为了适应不同的信道情况（如数字信道或模拟信道、单路信道或多路信道等），常常要在发信端对原始信号进行调制，得到便于信道传输的信号，然后在收信端完成调制的逆过程──解调，还原出原始信号。
用来传送消息的信号叫作载波信号，代表所欲传送消息的信号叫作调制信号，调制后的信号叫作已调信号。
用调制信号控制载波的参数，使之随调制信号而变化，就可实现调制。
受调信号可以是正弦波或脉冲波，所欲传送的消息可以是话音、图像或其他物理量，也可以是数据、电报和编码等信号。
通信原理第7版第6章PPT课件(樊昌信版)
系统的传递函数
描述线性时不变系统的数 学模型，表示输入和输出 之间的关系。
03
CATALOGUE
模拟调制系统
调制的定义与分类
调制的定义
调制是一种将低频信号加载到高 频载波上的技术，以便通过信道 传输。
调制的分类
调制可以分为模拟调制和数字调 制两大类。模拟调制是指用连续 变化的模拟信号去调制载波的幅 度、频率或相位。
章节概述
本章将介绍数字调制的基本原理和技术，包括振幅调制、频 率调制和相位调制等。
通过学习本章，学生将能够了解数字调制的基本概念、原理 和技术，掌握数字调制系统的性能分析和设计方法，为进一 步学习通信系统的其他相关内容打下基础。
02
CATALOGUE
信号与系统
信号的分类与特性
01
02
ห้องสมุดไป่ตู้
03
周期信号
线性调制系统（AM、FM）
AM（调幅）调制
AM调制是通过改变载波的幅度来传 递信息的一种调制方式。在AM调制 中，低频信息信号叠加在载波上，并 通过信道传输。
FM（调频）调制
FM调制是通过改变载波的频率来传递 信息的一种调制方式。在FM调制中， 低频信息信号用来控制载波的频率变 化，从而实现信息的传输。
有效性
衡量通信系统传输有效信息的 能力，通常用传输速率或频谱
效率来表示。
可靠性
衡量通信系统传输信息的可靠 程度，通常用误码率（BER） 或信噪比（SNR）来表示。
实时性
衡量通信系统传输实时信号的 能力，通常用延迟时间来表示
。
安全性
衡量通信系统保护信息传输安 全的能力，通常用加密和认证
技术来表示。
误码率（BER）计算
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将式6-1代入载波的表达式即可得到调幅波或称已调波的表 达式： u= V k u ) c o s tV ( k V c o s t ) c o s t(6-2) A M ( t )( c c c c
从公式上看，调幅波与载波的区别在于：调幅波的幅度峰 值是一个随时间变化的函数，而载波的峰值是常数。 对式6-2进行变形，可得到调幅波的另一表达式： k V （ 6-3） u V ( 1 c o s t ) c o s tVm ( 1 c o s t ) c o s t A M ( t ) c c c c
小故事：1906年12月24日圣诞节前夕，在美国新英 格兰海岸附近穿梭往来的船只上，一些听惯了“嘀嘀嗒嗒” 莫尔斯电码声的报务员们，忽然听到耳机中传来了人的 说话声和乐曲声----朗读《圣经》故事、演奏小提琴和 播 放亨德尔的《舒缓曲》唱片，最后还听到了亲切的祝福声。 报务员们听到的就是人类历史上第一次试验性的无线电广 播，它是由加拿大出生的物理学家费森登主持和组织，并 从他的实验室里播出的。
信号除了音频信号外，还有电传、数字等各种信号。这 些信号必须要装载到高频上去才便于传送。这些要借助 于高频传输出去的原始信号，称为控制信号或者调制信 号。 把调制信号控制高频信号的过程叫做调制。被调制的高 频信号称为载波。经过调制后的高频信号称为已调信号。 而在接收端从已调信号中检取出原始信号的过程称为解 调或者检波。 调制的方法是多种多样的，例如对连续波的调制方法有： 调幅、调频、调相、边带调制等；对于数字信号的调制 有移频键控等。 本章只对调幅信号进行分析和仿真。 图6.1和图6.2所示为能接收调幅信号的收音机
第6章 幅度调制及解调
本章知识架构：
普通调幅 基本概念 双边带调幅
幅度调制
单边带调幅
幅 度 调 制 与 解 调
调幅波的解调 包络检波 混频 同步检波 电路仿真
本章教学目标与要求：
※熟悉调制的原因
※掌握普通调幅、双边带调幅、单边带调幅和残 ※留边带调幅的原理及定量分析 ※熟悉常用的调制电路 ※掌握包络检波和同步解调原理 ※熟悉常用的检波电路 ※掌握混频的原理 ※掌握调幅与检波电路的仿真方法
费森登是最早研究无线电广播的先驱者之一。1900 年，他为美国国家气象局进行无线电实验时，初次萌生了 用无线电传达人声的设想。两年以后，在两位金融家的赞 助下，他在马萨诸塞州布兰特岩城建立了一个实验室，在 电线、真空管、电池和天线中寻找途径，试图把人的声音 加入在无线电波里放送出去。
他想要播出的，不是莫尔斯电码的"嘀嗒"声，而是现实世 界中的各种声音。他整整花了4年时间，终于完成了一套 广播装置，做成了特殊的高频交流发射机，并设计出了一 种系统，用来调制电波的振幅，使它能携带各种声音信号， 这样，这种"调幅波"就能载着声音开始展翅飞翔了。 1906年，人类历史上第一次无线电广播就这样实现了。 虽然前后不过几分钟，但却预示着人类传播信息的一次革 命。正规的定时广播是从1920年开始的。马可尼公司取 得英国政府的许可证，在英国的切姆斯福以2800米的波 长、15千瓦的功率定时播送新闻节目。 （来源： /choice_en/knowledge.php ?id=16）
6.1 概述
什么是“调制”？为什么要进行调制呢？ 人耳能听到的声音的频率范围大约在300Hz-3000Hz间， 通常把这一频率范围叫作音频。声波在空气中传播很慢， 约为340m/s,且衰减很快，传播距离近。 交变的电磁场可以利用天线向天空辐射。但要做到有效 的辐射，天线的尺寸应和电磁波的波长相比拟。音频的 波长在106～105m，要制造尺寸相当的天线显然是不可 能的。因此不能直接将音频信号辐射到空中。 将音频信号“装载”到更高的频率上，然后由天线辐射 出去，是一个可以实现的设想。因为高频的波长在10m 到100m间，天线尺寸可以做得比较小。同时，不同的电 台可以使用不同的频率，这样就可以容纳很多电台工作。
上式中 ，称为调幅度或调幅系数。当调制信 号和载波不变时，选择不同的k值时，调幅度也将发生变化。
m
kV Vc
V c
6.2.2双边带调幅
由于普通调幅的功率利用率太低，为了提高效率，降低成 本，必须想办法不发送载波，只发送两个边频，称为双边带 调幅。双边带调幅波只包含上下边频，则其数学表达式如下：
u Vc o s ( ) t Vc o s ( ) t D S B () t D S B c D S B c 2 Vc o st c o s t D S B c
' k V V c o s t c o s t c c
(6-6) 双边带调幅波不包含载频，其功率利用率较高。但是， 载频一定时，得知上下两个边频中的任何一个，即可恢复出 另外一个的频率。例如：载频为200 kHz，其中一个边频为 198 kHz，则另一个边频必然为202 kHz，调制信号频率为2 kHz。
6.2.1普通调幅 为简化分析，假定调制信号为简谐信号，即单频正弦波， u Vc s t 表达式为 ，载波即高频振荡信号 = o 为 u Vc s t ， c 。假设所有信号的初始相位都为零。 c= c o c 载波的表达式中，V c 是其幅度峰值， c 是频率。则调制 后，调幅波的幅度峰值的瞬时表达式为 V = V k u V V c o s t（6-1） ( t ) c c k 式6-1中的参数k称为调幅指数，一般由调制电路确定， 称为调制灵敏度，能反映调制信号对载波的控制程度。
图6.1能接收调幅信号 的收音机
图6.2只有调幅功能 的装饰控器
6.2幅度调制原理
普通调幅是用低频调制信号去控制高频载波的振 幅，使调制后已调波德振幅按照调制信号的变化规 律而线性变化。 按照调制信号的种类，幅度调制可以分为模拟调 制和数字调制；按照调制原理的不同，幅度调制又 可以分为普通调幅、双边带调幅、单边带调幅和残 留边带调幅等。