HT产生单边带信号
实验一 单边带调制(SSB)信号的产生
实验一单边带调制（SSB）信号的产生一.实验目的1.掌握单边带信号的产生原理和调制特点；2.进一步熟悉SystemView的使用。
二．实验要求1. 设计一个单边带调制（SSB）信号调制系统，要求能同时产生上、下边带信号；2. 基带信号为一个振幅为0.5V，频率为10Hz的余弦波；3. 载波为一个振幅为1V，频率为60Hz的余弦波；4. 安装下列步骤环节来完成实验并书写实验报告。
三．设计方案本实验采用移相法实现单边带调制，移相法需要借助希尔伯特变换来进行推导。
设调制信号m(t)=A m cosωm t，载波c(t)=cosωc t，则s DSB(t)=A m cosωm tcosωc t=1/2A m cos(ωc+ωm)t+1/2A m cos(ωc-ωm)t。
若保留上边带，则有s USB(t)=1/2A m cos(ωc+ωm)t=1/2A m cosωm tcosωc t-1/2A m sinωm tsinωc t；若保留下边带，则有s LSB(t)=1/2A m cos(ωc-ωm)t=1/2A m cosωm tcosωc t+1/2A m sinωm tsinωc t。
把上下边带合并起来可以写成s SSB(t)=1/2A m cosωm tcosωc t±1/2A m sinωm tsinωc t（“+”表示下边带信号，“-”表示上边带信号）。
式中A m sinωm t可以看成是A m cosωm t相移π/2的结果，而幅度大小保持不变。
这一过程称为希尔伯特变换，记为“^”，则有A m cos^ωm t=A m sinωm t，故上式可以改写为s SSB(t)=1/2A m cosωm tcosωc t±1/2A m cos^ωm tsinωc t。
推广到一般情况，则可得到调制信号为任意信号时SSB信号的时域表达式，即s SSB(t)=1/2m(t)cosωc t±1/2m^(t)sinωc t。
SSB单边带信号调制
SSB单边带信号调制由双边带过渡双边带信号虽然抑制了载波，提高了调制效率，但调制后的频带宽度仍是基带信号带宽的2倍，而且上、下边带是完全对称的，它们所携带的信息完全相同。
因此，从信息传输的角度来看，只用一个边带传输就可以了。
我们把这种只传输一个边带的调制方式称为单边带抑制载波调制，简称为单边带调制(SSB)。
原理部分采用单边带调制，除了节省载波功率，还可以节省一半传输频带，仅传输双边带信号的一个边带(上边带或下边带)。
因此产生单边带信号的最简单方法，就是先产生双边带。
然后让它通过一个边带滤波器，只传送双边带信号中的一个边带，这种产生单边带信号的方法称为滤波法。
由于理想的滤波器特性是不可能作到的，实际的边带滤波器从带通到带阻总是有一个过渡带，随着载波频率的增加，采用一级载波调制的滤波法将无法实现。
这时可采用多级调制滤波的办法产生单边带信号。
即采用多级频率搬移的方法实现：先在低频处产生单边带信号，然后通过变频将频谱搬移到更高的载频处。
产生SSB 信号的方法还有：相移形成法，混合形成法。
SSB移相法原理图SSB移相法的形成的SystemView仿真SSB移相法的形成上边带下边带数学表达式为简便起见，设调制信号为单频信号f(t)=Amcosωmt，载波为c(t)=cosωct，则调制后的双边带时域波形为：SDSB(t)＝Amcosωmtcost＝[Amcos(ωc+ωm)t+Amcos(ωc-ωm)t]/2 保留上边带，波形为：SUSB(t)＝[Amcos(ωc+ωm)t]/2＝Am(cosωctcosωmt-sinωctsinωmt)/2保留下边带，波形为：SLSB(t)＝[Amcos(ωc-ωm)t]/2＝Am(cosωctcosωmt+sinωctsinωmt)/2上两式中的第一项与调制信号和载波信号的乘积成正比，称为同相分量；而第二项的乘积则是调制信号与载波信号分别移相90°后相乘的结果，称为正交分量。
什么是单边带信号？
什么是单边带信号单边带的英语说法是：Single Side Band，缩写为SSB。
要说明什么是单边带就要先说说什么是频谱。
频谱是频率谱密度的简称。
它将对信号的研究从时域引申到频域，从而带来更直观的认识。
一个规则的非正弦信号，不论是周期性的还是非周期性的，都可以分解为一系列频率不同的正弦或余弦分量。
如下图中的非正弦波就可以分解为频率为1000Hz和3000Hz的正弦波。
将分解得到的一系列正弦波的振幅按照频率的高低排列就可得到信号的振幅频谱，简称幅谱。
将各正弦波的初相角按照频率的顺序加以排列就能得到信号的相位频谱，简称相谱。
频谱是幅谱和相谱的总成。
绝大多数情况下只要知道信号的幅谱就足够了，所以习惯说提到的频谱一般都是指幅谱，除非特别说明。
下图即为上图中非正弦信号的频谱。
单边带信号从本质上来说也是一种调幅信号，它出自于调幅又区别于调幅。
调幅波是一个载波幅度跟随调制音频幅度变化而变化的调制方式。
只有清楚的知道调幅波的频谱特征才能准确的掌握单边带。
如下图，1KHz的调制信号对10MHz的载波信号进行调制，将得到一个调幅信号（AM）。
对这个调幅信号进行分解将得到如下的频谱。
频率低于载波频率的谱线为下边带（LSB），频率高于载波频率的谱线为上边带（USB）上面的情况跟等幅报（CW）的情况几乎一样，,因为可以认为CW 的"音频信号"是1khz单音频信号。
但是，大多数的单边带电台都要发送语音信号，情况就要比上面的单频率调制的情况复杂些。
单边带电台一般要传送300到3000赫兹的音频信号。
如果载波信号仍然是10MHz，那么携带这样语音信号的调幅信号的频谱就如下图所示。
由于调幅波要发射出去3个频率分量(载波,上边带,下边带),而且不携带有用信息(音频)的载波在发射功率中又占了大部分功率份额.所以调幅波对电力的利用效率是比较低的.在调幅波频谱中的上下两个边带都含有相同的信息,而且载波并不含有有用信息。
通信原理练习答案
一、 填 空１、 数字通信系统的主要优点是 抗干扰能力强_，噪声不积累 、__传输差错可控_、 _易于集成化____、 __易于加密处理，保密性好、便于用数字信号处理技术处理后进行多业务综合传输_。
２、 通信系统的主要质量指标通常用___有效性______和___可靠性_____衡量， FSK 系统指标具体用___频带利用率___ _和_ 误码率_______衡量，FM/PM 系统具体指标用___频带宽度___ 和__信噪比____ _衡量。
３、 PCM 量化可以分为 均匀量化 和 非均匀量化 。
４、 ΔM 信号携带着输入信号的__变化_____信息，PCM 信号携带着输入信号的____幅值___信息。
５、 窄带高斯噪声的一维随机包络服从____高斯__ 分布，其概率密度函数p （x ）=)21exp(21)(2σσπ-=x f ；OOK 信号加窄带高斯噪声的一维随机包络服从 广义瑞利分布（莱斯分布） 分布。
６、 在0—-T 时刻内高度为A 的矩形信号，与之相匹配的滤波器的单位冲激响应h （t ）图形为 0~T内的矩形信号 ，传递函数H(ω)= ,最大输出信噪比r 0max = 2E/n 0 ,最大信噪比出现的时刻t o = T 。
7、门限效应是 送入解调器的输入信噪比下降到一定的程度的时候，解调器输出端的信噪比急剧恶化的现象 ；8、二进制代码 1011000000000000101的差分码是；HDB3码是 +10-1+1000+1-100-1+100+1-10+1 。
9、在ΔM 系统中，输入信号f(t)=Acos ωk t ，抽样速率为f s ，量化台阶为δ，要求系统不出现过载现象，而且能正常编码，输入信号f(t)的幅度范围应为ks f ωσσ⋅,2[]。
10、信道带宽为6 MHz ，信号功率与噪声谱密度之比为6 MHz ，则信道最大传输速率为 6MHZ ，当信道带宽B 趋向无穷大时，则信道最大传输速率为 8.64MHZ 。
单边带信号滤波器
第1章单边带信号滤波器法总体方案设计1.1单边带信号滤波器法的原理方案与标准幅度调制相比,单边带调制（SSB）对于频谱和输出功率的利用率更高。
尽管很少用于数据传送,SSB仍广泛地用于HF和VHF低端的语音通讯。
双边带调制信号包含有两个完全相同的基带信号,即上、下边带。
由于两个边带含的信息相同,因而从信息传输角度考虑,传送一个边带同样可以达到信息传输的目的。
单边带调制,就是通过某种办法,只传送一个边带的调制方法。
单边带信号的产生,通常采用滤波法和相移法两种。
本课程设计采用滤波法所谓滤波法,是对双边带信号利用网络滤出单边带信号, 因为,一般的m(t)具有丰富的低频成分,因而要求滤波器的截止特性极为陡峭才行。
这就给实际制作带来困难,尤其是截止特性陡峭的高频网络更难制作。
因此,在实际中,往往采用多次频移及多次滤滤的办法来实现。
用滤波法实现单边带调制，是分双边带信号形成和无用边带抑制两步完成的。
双边带信号由平衡调制器形成。
由于调制器的平衡作用，载频电平被抑制到很低。
对无用边带的抑制，是由紧跟在平衡调制器后面的边带滤波器完成的。
边带滤波器是一带通滤波器，若下边带为无用边带，则恰当地选择其中心频率和通带宽度，让上边带信号通过而抑制下边带。
当需要形成多路独立边带信号时，就需要有相应数目的单边带信号产生器，它们具有不同的载频和不同中心频率的边带滤波器。
然后把这些占有不同频段的单边带信号线性相加，便可得到多路独立边带信号。
传输带宽不会大于消息带宽，为调幅的一半；载频被抑制（在调幅中，调制指数m=1时,发射功率的三分之二集中在不带消息的载频上）。
这不仅节省了功率，而且大大减小了电台相互间的干扰。
此外，单边带传输受传播中频率选择性衰落的影响也较调幅为小，而且没有门限效应等。
这些优点就使单边带技术的应用远远超出了短波通信的范围。
单边带技术要求有很高的系统频率精度。
对于传输话音信号，若只要求Ⅱ级单字清晰度，则系统频率误差小于±100赫就已足够；若要反映较好的自然度,则系统频率误差应小于±20赫。
单边带下边带信号的一般表达式
单边带下边带信号的一般表达式单边带下边带信号是一种在通信领域中常见的信号传输方式，它具有一定的特点和应用场景。
本文将从理论和实际应用两个方面来探讨单边带下边带信号的相关知识。
一、理论基础单边带下边带信号是指在频域上只包含一个侧带的信号。
为了更好地理解这个概念，我们需要先了解正交频分复用（OFDM）技术。
OFDM技术是一种利用多个子载波进行并行传输的技术，它将高速数据流分成若干个低速数据流，然后分别调制到各个子载波上进行传输。
而为了降低功率消耗和带宽占用，OFDM技术通常采用单边带下边带信号进行传输。
在OFDM技术中，每个子载波的频谱是对称的，即正负频率范围内的频谱是相同的。
为了节省带宽，我们可以仅传输一个侧带，这就是单边带下边带信号的基本思想。
具体来说，对于一个OFDM信号，我们可以通过将正频率范围内的频谱置零，只传输负频率范围内的频谱来实现单边带下边带信号的发送。
这样一来，既可以降低功率消耗，又可以减小带宽占用，提高信号传输的效率。
二、实际应用单边带下边带信号在通信领域中有着广泛的应用。
下面我们将介绍几个常见的应用场景。
1. AM广播AM广播是指通过调幅（Amplitude Modulation）的方式进行音频信号的传播。
在AM广播中，音频信号被调制到载波上进行传输。
为了节省带宽和提高传输效率，AM广播通常采用单边带下边带信号进行调制。
这样一来，既可以减小带宽占用，又可以保证信号传输的质量。
2. 无线通信在无线通信系统中，为了提高频谱利用率和传输效率，常常采用单边带下边带信号进行调制。
例如，对于数字调制方式中的正交幅度调制（QAM）和正交频分复用（OFDM）技术，都可以采用单边带下边带信号来进行传输。
这样可以降低功率消耗，提高系统的容量和性能。
3. 载波通信在载波通信中，为了避免频率重叠和干扰，常常采用单边带下边带信号进行传输。
例如，对于频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）等多址技术，都可以采用单边带下边带信号来进行载波的调制和解调。
单边带通信
哈特利调制 另外一种产生单边带调制信号的方法为哈特利调制。 这种调制方法是根据R. 这种调制方法是根据R. V. L. Hartley命名的。该调制方 Hartley命名的。该调制方 法使用了相移方法来抑制不需要的边带。具体方法是，先 将原始信号相移90°、载波信号也相移90° 将原始信号相移90°、载波信号也相移90°，再将原信号 与原载波信号调制，相移后的信号与相移后的载波信号调 制，这样就生成了两个调制后的信号。这两个调制后的信 号通过加减，就可以获得边带信号。这种调制方法的一个 好处就是，它可以允许解析单边带信号的表达式。这样有 利于更好的理解单边带信号的同步检测效果。 将信号相移90° 将信号相移90°无法依靠简单的延迟信号得到。在模 拟电路中，通常使用相移网络来实现。在真空管收音机流 行的年代，这种方法非常流行，但后来因为成本的问题， 使用的越来越少了。不过，现在这种调制方法在业余无线 电和数字信号处理器领域很流行。利用希尔伯特变换，可 以在数字电路中以低成本实现这种调制方法。
单边带通信
single sideband
单边带特性
1单边带形成:载波被单个正弦波幅度调制 单边带形成: 时产生3 时产生3个不同频率部分 原始载波。 A原始载波。无幅度变化 频率为载波与调制频率的差频， B频率为载波与调制频率的差频，最大幅度 是调制信号一半。 是调制信号一半。 频率为载波与调制的和频， C频率为载波与调制的和频，最大幅度也是 调制信号的一半。 调制信号的一半。 Ｂ和Ｃ为边频部分
单边带通信优缺点
1、节省功率 2、节约频带 ，有效的利用现有的频谱资 源。 不易受选择性衰落的影响。 3 、不易受选择性衰落的影响。 由于单边带发射机不发送载频， 4、由于单边带发射机不发送载频，提高了 保密性。其缺点是设备比较复杂。 保密性。其缺点是设备比较复杂。
什么是单边带信号？
什么是单边带信号单边带的英语说法是：Single Side Band，缩写为SSB。
要说明什么是单边带就要先说说什么是频谱。
频谱是频率谱密度的简称。
它将对信号的研究从时域引申到频域，从而带来更直观的认识。
一个规则的非正弦信号，不论是周期性的还是非周期性的，都可以分解为一系列频率不同的正弦或余弦分量。
如下图中的非正弦波就可以分解为频率为1000Hz和3000Hz的正弦波。
将分解得到的一系列正弦波的振幅按照频率的高低排列就可得到信号的振幅频谱，简称幅谱。
将各正弦波的初相角按照频率的顺序加以排列就能得到信号的相位频谱，简称相谱。
频谱是幅谱和相谱的总成。
绝大多数情况下只要知道信号的幅谱就足够了，所以习惯说提到的频谱一般都是指幅谱，除非特别说明。
下图即为上图中非正弦信号的频谱。
单边带信号从本质上来说也是一种调幅信号，它出自于调幅又区别于调幅。
调幅波是一个载波幅度跟随调制音频幅度变化而变化的调制方式。
只有清楚的知道调幅波的频谱特征才能准确的掌握单边带。
如下图，1KHz的调制信号对10MHz的载波信号进行调制，将得到一个调幅信号（AM）。
对这个调幅信号进行分解将得到如下的频谱。
频率低于载波频率的谱线为下边带（LSB），频率高于载波频率的谱线为上边带（USB）上面的情况跟等幅报（CW）的情况几乎一样，,因为可以认为CW 的"音频信号"是1khz单音频信号。
但是，大多数的单边带电台都要发送语音信号，情况就要比上面的单频率调制的情况复杂些。
单边带电台一般要传送300到3000赫兹的音频信号。
如果载波信号仍然是10MHz，那么携带这样语音信号的调幅信号的频谱就如下图所示。
由于调幅波要发射出去3个频率分量(载波,上边带,下边带),而且不携带有用信息(音频)的载波在发射功率中又占了大部分功率份额.所以调幅波对电力的利用效率是比较低的.在调幅波频谱中的上下两个边带都含有相同的信息,而且载波并不含有有用信息。
单边带通信原理
单边带通信原理单边带通信原理是一种用于传输信息信号的通信技术。
它的设计目标是在一定频带范围内传输信号，同时将其他频带的信号滤除。
这种技术在通信系统、无线电和信号处理领域中得到了广泛的应用。
在单边带通信中，首先通过调制技术将输入信号调制到较高的频率范围内。
然后，使用带通滤波器滤除不需要的频带部分，只保留需要的频率范围。
解调接收端将滤波后的信号解调为原始信号。
单边带通信的工作原理可以通过以下步骤概括：1. 输入信号调制：使用调制器将输入信号调制到高频范围。
调制技术可以是调幅、调频或者其他调制方式。
2. 带通滤波：通过带通滤波器滤除不需要的频带部分。
带通滤波器根据需求的频率范围设置上限和下限，从而只允许通过指定的频率范围内的信号。
3. 解调接收：在接收端，解调器将滤波后的信号解调为原始信号。
解调技术根据调制方式选择相应的解调算法。
单边带通信具有以下优点：1. 高效利用频谱资源：通过带通滤波器滤除不需要的频带，单边带通信可以更加有效地利用频谱资源。
这可以增加通信系统的容量和可靠性。
2. 抗干扰能力强：通过滤除不需要的频带，单边带通信可以减少干扰信号的影响，提高抗干扰能力。
这对于无线通信和电信号处理非常重要。
3. 节省能量和提高传输距离：由于只传输需要的频率范围内的信号，单边带通信可以节省能量并提高传输距离。
这对于电池供电设备和远距离通信非常有利。
单边带通信通过调制和滤波技术实现了信息信号的传输，并具有高效利用频谱资源、抗干扰能力强以及节省能量和提高传输距离等优点。
这种通信技术的应用广泛，对于现代通信系统的设计和实现具有重要的意义。
单边带信号滤波器
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 单边带信号滤波器设计初始条件：EWB和Multisim仿真软件。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：完成单边带信号滤波器的设计、仿真、装配与调试。
2、技术要求：（1）用WEB和Multisim仿真，能够观察输入输出波形。
（2）熟悉EWB和Multisim的仿真过程，及高频电子线路课程相关内容。
（3）按照要求设计电路，计算电路的参数，完成课程设计。
3、查阅至少5篇参考文献。
时间安排：1、理论讲解，老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料。
2、课程设计时间为1周。
（1）确定技术方案、电路，并进行分析计算，时间1天；（2）选择元器件、安装与调试，或仿真设计与分析，时间2天；（3）总结结果，写出课程设计报告，时间2天。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日单边带信号滤波器的设计摘要双边带调制中上、下两个边带是完全对称的，它们所携带的信息相同，完全可以用一个边带来传输全部消息。
这种传输方式除了节省载波功率之外，还可节省一半的传输频带，即为单边带调制。
单边带调制中只传送双边带调制信号的一个边带。
因此传送单边带信号的最直接的方法是让双边带信号通过一个单边带滤波器，滤除不要的边带，即可可到单边带信号。
我们把这种方法称为滤波器，它是最简单也是最常用的方法。
有一种调制器叫平衡调制器，它的特点是经过调制的信号只包含上边带和下边带频率分量，而音频和载波在调制器内部就被消灭掉了。
这样在调制器的输出端，我们就得到了两个边带的频率分量，这种含有两个边带信号同时也没有载波分量的信号，我们称它为双边带信号简称DSB。
此时，DSB也可被直接发射出去，但是DSB信号中还有两个边带的信号，这两个边带携带着两个完全相同的信息，我们完全可以只发射其中的一个。
这时，我们用滤波器过滤掉其中的一个边带就可以得到单边带信号（SSB）。