第三章模拟调制系统-1DSB_SSB

载波幅度， 载波幅度，已调 信号的组成部分
则已调信号的频谱为： 则已调信号的频谱为：
1 SAM(ω) = πA0 [δ(ω − ωc ) + δ(ω + ωc )] + [F(ω − ωc ) + F(ω + ωc )] 2
12 教师:黄晗
1. 形状相同，位置搬移； 形状相同，位置搬移；
已调信号的频谱图： 已调信号的频谱图：
数字调制： 数字调制：ASK、FSK、PSK 、 、
3 教师:黄晗
调制的目的
提高无线通信时的天线辐射效率。 提高无线通信时的天线辐射效率。 传输频率： 传输频率：3kHz，天线高度：25km ，天线高度： 传输频率： 900MHz ，天线高度：8cm 传输频率： 天线高度： 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处， 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以 实现信道的多路复用，提高信道利用率。 实现信道的多路复用，提高信道利用率。 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力， 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力， 还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。 还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
2 教师:黄晗
信号、传输方式、调制方式的分类
电信号
携带有用信息的信号，未调制） 基带信号 （携带有用信息的信号，未调制） 基带信号经过某种调制） 频带信号 （基带信号经过某种调制）
传输方式
基带传输 调制（频带） 调制（频带）传输
模拟调制
线性调制：AM、DSB、SSB、VSB 线性调制： 、 、 、 非线性调制： 非线性调制：PM、FM调制 、 调制
β AM = f (t ) max / A0
11 教师:黄晗
当载波初相为0时 已调信号为： 当载波初相为 时，已调信号为： sAM (t ) = [ A0 + f (t ) ] cosω ct 频 域 = A0 cosω ct + f (t )cosω ct 特 性 分 析 若有： 若有：
A0cosωct ↔ π A0 [ δ (ω − ω c) + δ (ω + ω c)] 1 f (t )cosωct ↔ [ F (ω − ωc ) + F (ω + ωc )] 2 f (t ) ↔ F (ω )
通信原理简明教程 （第2版）
第三章 模拟线性调制
1
引
基本概念
言
调制 － 把信号转换成适合在信道中传输形式的 过程。 按调制信号的变化规律去改变载波某些参数的过程 按调制信号的变化规律去改变载波某些参数的过程) 过程。(按调制信号的变化规律去改变载波某些参数的过程 调制信号 － 指来自信源的基带信号。 指来自信源的基带信号。 未受调制的周期性振荡信号， 载波 － 未受调制的周期性振荡信号，它可以是 正弦波，也可以是非正弦波。 正弦波，也可以是非正弦波。 载波受调制后称为已调信号。 已调信号 － 载波受调制后称为已调信号。 解调（检波） 调制的逆过程， 解调（检波） － 调制的逆过程，其作用是将已 调信号中的调制信号恢复出来。 调信号中的调制信号恢复出来。
η AM
则调制效率 载波功率为
β2 0.707 2 1 AM = = = 2 2 2 + β AM 2 + 0.707 5
= Pf PAM
η AM =
Pf Pc + Pf
1 Pc = PAM − Pf = PAM (1 − η AM ) = 50 × (1 − ) = 40(kW ) 5 （2）载波功率 c与载波峰值 的关系为 ）载波功率P 与载波峰值A的关系为 A2 Pc = 所以 2R
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•载波功率？？ 载波功率？？ 载波功率
教师:黄晗
sAM (t ) = [ A0 + f (t )] cos(ω c t + θ c )
A0为直流分量
调制信号 的组成
sAM (t ) = A0 cosωc t + f (t ) cos ωc t
A0为载波幅度
已调信号 的组成
15 教师:黄晗
调制效率：边带功率与总功率之比， 调制效率：边带功率与总功率之比，即：
一个边带携带了调制信号的全部信息。 一个边带携带了调制信号的全部信息。
进一步改进： 进一步改进：单边带调制
进一步节省载波功率和带宽
教师:黄晗
随着性能的改善，技 随着性能的改善， 术复杂度也越来越高， 术复杂度也越来越高， 实际应用时往往需要 折衷取舍。 折衷取舍。
20
3.1.3 调制与解调 AM与DSB-SC调制模型如下图所示。 与 调制模型如下图所示。 调制模型如下图所示 实际中， 实际中，任何具有载 波频率的周期性信号 都可以充当载波信号 。图中仅以正弦信 号为例加以说明。 号为例加以说明。
16
已知一个AM广播电台输出功率是 广播电台输出功率是50KW，采用单频余弦信 例3-1 已知一个 广播电台输出功率是 ， 号进行调制，调幅指数为 号进行调制，调幅指数为0.707。 。 （1）试计算调制效率和载波功率； ）试计算调制效率和载波功率； 的电阻负载表示， （2）如果天线用 ）如果天线用50Ω的电阻负载表示，求载波信号的峰值幅度。 的电阻负载表示 求载波信号的峰值幅度。 解（1） 由以上的公式有 ）
η AM
Pf = PAM
1 2 f (t ) Pf f 2 (t ) 2 = = = 2 2 1 2 1 2 Pc + Pf A0 + f (t ) A0 + f (t ) 2 2
2 f (t ) = Am cos(ω m t + θ m ) 时，有：f 2 (t ) = Am / 2 当
此时： 此时：
2. AM信号含载波分量； 信号含载波分量； 信号含载波分量 3. AM 信号是双边带信号， 信号是双边带信号， 带宽 BAM=2W=2fH 4. 下边带是上边带的镜像
载频分量 载频分量
上边带
下边带
上边带
13
教师:黄晗
调幅信号的平均功率为： 调幅信号的平均功率为： 功 率 特 性 分 析
2 PA M = s A M ( t )
PAM
2 A0 f 2 (t ) = + = Pc + Pf 2 2
•常规调幅信号的功率由载波功率Pc和边带功率Pf组成； 常规调幅信号的功率由载波功率P 和边带功率P 组成； 常规调幅信号的功率由载波功率 •边带功率与调制信号有关，是有用功率： 边带功率与调制信号有关，是有用功率： 边带功率与调制信号有关
6 教师:黄晗
分类: 分类
模拟调制:调制信号取值连续 模拟调制 调制信号取值连续 数字调制:调制信号取值不连续 正弦波调制 数字调制 调制信号取值不连续
脉冲无编码调制:用连续的调制信号改变 脉冲无编码调制 用连续的调制信号改变 脉冲的载波参数
脉冲调制
脉冲编码调制(A/D变换 用连续的调制 变换):用连续的调制 脉冲编码调制 变换 信号改变脉冲的载波参数
7 教师:黄晗
本章内容
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 双边带调幅 单边带调制（ 单边带调制（SSB） ） 残留边带调制（ 残留边带调制（VSB） ） 线性调制和解调的一般模型 线性调制系统的抗噪声性能
8 教师:黄晗
3.1 双边带调幅
本节目录 3.1.1 常规调幅 (AM) 3.1.2 抑制载波双边带调幅 抑制载波双边带调幅(DSB-SC) 3.1.3 调制与解调
4 教师:黄晗
模拟通信系统模型
5 教师:黄晗
为调制信号， 为载波信号 为载波信号， 为已调信号 设f(t)为调制信号，c(t)为载波信号，s(t)为已调信号 为调制信号
c(t ) = Acos(ωct + θ 0)
s(t ) = A(t ) cos [ω c t + ϕ (t ) + θ 0 ]
= [ A0 + f ( t ) ] co s 2 ω c t
2
= A0 co s 2 ω c t + f 2 ( t )co s 2 ω c t + 2 A0 f ( t ) co s 2 ω c t
2
因为
f (t ) = 0
cos 2 ω c t =
1 (1 + cos 2 ω c t ) 2
cos 2 ω c t = 0
教师:黄晗
1 1 s DSB (t ) ⋅ cosω c t = f (t ) ⋅ cos ω c t = f (t ) + f (t )cos 2ω c t 2 2
2
从而恢复了原有的调制信号。 从而恢复了原有的调制信号。
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包络检波原理如下： 包络检波原理如下： 原理如下
其中RC的取值范围为： 其中 的取值范围为： f m << 1 的取值范围为
β 上式中， 称为调幅指数， 上式中，AM = Am / A0 ，称为调幅指数，用百分 比表示时，称为调制度。 通常取30%～ ） 比表示时，称为调制度。（通常取 ～60%）
小于1 等于1 大于1 调制度 小于1 等于1 大于1 正常调幅 满调幅 过调幅 若调制信号为一般信号，则取调幅指数为： 若调制信号为一般信号，则取调幅指数为：
S DSB (ω ) = 2 F (ω − ω c ) + 2
F (ω + ω c )
已调信号平均功率为： 已调信号平均功率为：
PDSB =
2 sDSB(t ) =
f (t )cos ωct
2 2
= f (t ) / 2
2
可见，边带功率是全部功率， 可见，边带功率是全部功率，其调制效率为 η DSB = 1
9 教师:黄晗
直流分量， 直流分量， 3.1.1 常规调幅 调制信号的 标准调幅为： 标准调幅为： 组成部分 s AM (t ) = [ A0 + f (t )] cos(ω c t + θ c )