模拟调制重点
合集下载
模拟调制主要的基本形式
模拟调制主要的基本形式调制是一种重要的信号处理技术，可以将数据编码，节省空间，并且可以有效地传输数据。
调制经常被用于将信号从一种形式转换到另一种形式，或者在通信信道中利用调制以及模拟/数字转换，以提高信号传输性能。
主要的基本形式，有以下几种：1. 直接模拟调制（AM）它利用基本的模拟技术来进行信号的调制。
这类调制的基本原理是，调制信号会改变发射信号的增益和幅度。
例如，当模拟调制信号中分量的幅度改变时，发射信号的增益也会相应改变。
这样，模拟信号可以很容易地被传输出去，并且接收相关信息后进行重现。
2. 偏振调制（PM）它利用磁偏振的原理来进行信号的调制。
该种调制的基本原理是，调制信号会改变发射信号的偏振方向，并根据调制信号的改变而产生相应的旋转角度和角速度来表示发射信号的强度、频率和幅度。
它是一种灵巧的信号处理技术，但在应用中也需要考虑接收系统的响应性能。
3. 调频调制（FM）它被广泛用于广播发射和无线电通信，以此传输语音、音乐和数据。
它利用调制信号来改变载波频率。
调频调制原理是，根据调制信号的改变，以及调制信号不同时刻的位相和幅度，来引起发射信号的频率变化。
调频调制也是用于各种电视和数据传输的有效方法之一。
4. 数字调制（DM）它利用数字信号的特征来调制载波信号。
这类调制的基本原理是，把数字信号变成调制信号，以此改变发射信号的频率和相位。
此外，它可以使接收信号能够保持稳定、更小的相位噪声，或者具有更高的传输效率。
总结起来，调制是一种重要的信号处理技术，主要以四种基本形式——直接模拟调制、偏振调制、调频调制和数字调制，来实现信号的有效传输、信息的编码和空间的节省。
第二节 模拟信号传输技术(二章)
三、频分复用（FDM）
LPF：低通滤波器；BPF：带通滤波器
Thank you!
一、模拟信号的基带传送
130分贝 喷射机起飞声音 110分贝 螺旋浆飞机起飞声音 105分贝 永久损听觉 100分贝 气压钻机声音 90分贝 嘈杂酒吧环境声音 85分贝及以下 不会破坏耳蜗内的毛细胞 80分贝 嘈杂的办公室 75分贝 人体耳朵舒适度上限 70分贝 街道环境声音 50分贝 正常交谈声音 20分贝 窃窃私语
一、模拟信号的基带传送
FM广播：考虑到听众对音质的要求频率范围取 50Hz~15kHz。
音响：有源音箱的频率响应范围在80Hz-18kHz之 间，高保真音响的频率范围则可以达到15Hz100kHz之间。
耳机：耳机的范围一般是 5或8Hz～30kHz
某些耳机和音响超过人听觉敏感度20Hz~20KHz的原因？
2.2 减轻传送功率的方式
4、正交调幅：相位相差π/2的两个载波和两个不同信号分别 调幅后进行合成而传送的方式。
四、相位角调制（PM）和频率调制（FM）
载波：f (t ) AC cos(ct c ) 相位角： (t ) ct c f PM (t ) AC cos[ct c m p s(t )]
2.1 调幅（amplitude modulation--AM）
2.2 减轻传送功率的方式
1、抑制大功率载波
的双边带（DSB-SC）
2、只传送一边边带的单 边带传送（SSB）
2.2 减轻传送功率的方式
3、残留波带调幅（VSB） 如果信号既有直流成分，又在附近还有低频成分，双 边带的一边将及其陡峭，所以必须保留另外一边波带的一 部分。
二、模拟信号调制方式
为什么要调制？ 信道传送信号的频率与基带信号频率不同。 例：调频广播频率范围88~108MHz。话音信号 50Hz~15KHz。需要将基带信号的频率搬移适合于信 道传输的频率范围，而在接收后再搬回来。 对正弦波的调制可以使基带信号的频率范围得到搬移。
通信原理第3章模拟调制技术
VS
高数据速率的调制技术
随着数据业务需求的爆炸式增长，高数据 速率的模拟调制技术成为研究热点。例如， QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制）是一种常见 的高阶调制方式，通过增加星座点和调制 阶数，可以实现更高的数据传输速率。此 外，还有偏置QPSK、非线性调制等调制技 术，旨在提高频谱效率和数据传输速率。
通过调制将低频的模拟信号转换为高 频信号，以实现信号的远距离传输和 无线传输。
模拟调制技术的应用场景
广播通信
利用调频（FM）或调相（PM）技术， 将音频信号调制到载波上，实现广播 节目的传输。
电视信号传输
无线通信
在无线通信中，模拟调制技术被广泛 应用于移动通信、无线局域网 （WLAN）、无线广域网（WWAN） 等领域，以实现信号的无线传输。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
调频的缺点
占用带宽较宽，频带利用率较低。
调相的缺点
抗干扰能力较弱，对相位失真敏感，需要高 精度的相位控制系统。
03 模拟调制技术的分类
线性调制技术
01
调频（FM）
02
调相（PM）
03
调相而振幅不变（APM）
04
线性调制技术的特点：调制信号对载波的振幅、频率、相位同时进行 调制，使载波的振幅随调制信号的瞬时值呈线性变化。
软件定义无线电与模拟调制
软件定义无线电是一种新型的无线通信架构，通过软件编程的方式实现无线电功能的灵活配置和动态调整。在模 拟调制领域，软件定义无线电技术为调制方式的快速切换和自适应调整提供了可能。通过实时调整调制参数和算 法，可以根据信道状态和传输需求自适应地优化调制方案，提高通信系统的适应性。
通信原理第4章(2014年北邮上课精简版)
η AM
边带功率 = AM总功率
调制指数a（调幅系数）
ＡＭ 信号表达式
S AM (t ) = [1 + m (t ) ] Ac cos ωc t
其中 1 + m(t ) 中的直流为 １，交流为 m(t ) 。为了包络解调 不失真恢复原始基带信号，要求 m ( t ) ≤ 1 。 ＡＭ 信号一般表示为 S AM (t ) = Ac 1+ amn (t ) cos ωc t ，
第4章 模拟调制系统
本章的主要内容
一、调制的目的、定义和分类 二、幅度调制（ＡＭ、ＤＳＢ、ＳＳＢ、ＶＳＢ）
n n n
时域和频域表示、带宽 调制与解调方法
抗噪声性能 三、角度调制（ＦＭ、ＰＭ）
n n n n
基本概念 单频调制时：调频和调相信号的时域表示 宽带调频信号的带宽
抗噪性能 四、频分复用
《通信原理》
解：
(2) 基带信号为随机信号时已调信号的频谱特性 在一般情况下，基带信号是随机信号，如语音信号。此时
，已调信号的频谱特性用功率谱密度来表示。 AM已调信号是一个循环平稳的随机过程，其功率谱密度为 其自相关函数时间平均值的傅里叶变换。 分析可知，在调制信号为确知信号和随机信号两种情况下， 分别求出的已调信号功率表达式是相似的。 参见教材７０页。
H(w)
-w c
形成单边带信号的滤波特性
H(w) 1 -w c 0 1 0 wc w wc w
H(w)
-w c
形成单边带信号的滤波特性
通过推导（参见教材 ７１－７２ 页），可得 ＳＳＢ 信号的时域表达式
S SSB (t) = Ac m(t ) cos ωct m Ac m (t )sin ωct
第四章09--模拟调制系统知识讲解
SM（t）为已调信号。 第5章3、 线性调制的分类
1）、线性调制模型 由式(3)可以得出线性调制的一般方法，其模型如图所示。
AM: A+m(t) DSB,VSB,SSB: m(t)
S(t) H(f)
C(t) coswc t h(t)
Sm(t) m(t) = 0 fL ~ fH
2）、线性调制方法
利用模型中h(t)的不同特性，可以得到各种幅度调制信号。如 AM，DSB，SSB和VSB等信号。
S
调制效率定义:
式中：
第5章
4、AM信号的解调 解调：从已调信号中恢复信号的 过程。 AM解调方法： 相干解调 、非相 干解调
1）、非相干解调（包络检波） 2）、相干解调
与DSB的相干解调相同，在DSB 中介绍。
5、AM系统的特点及其应用 优点：解调方便（包络检波）， 缺点：占用频带宽，（消息信号的两倍），调制效率低（发射功 率大） 应用：广播。
wwwww ww ww S A (M ) = A c c 1 2 [ M ( c ) M ( c )]
第5章
c(t) 载波
调制
m(t)
信号
已调 信号
sm(t)
C(f) f
-f c
0
fc
M(f)
f
-f H -fL 0 f L
fH
S(f)
f
-f c
0 f c-f H
fc
f c+f H
特点：信号的频谱经过AM调制后形状未变，仅仅是幅度下降的一半， 位置发生了变换，搬移到了±ωc。带宽由原始消息信号的fH变为2fH。 在这个频谱搬移过程中没有出现新的频率分量，因此，该调制为线性 调制。
第5章
5.1 幅度调制
1）、线性调制模型 由式(3)可以得出线性调制的一般方法，其模型如图所示。
AM: A+m(t) DSB,VSB,SSB: m(t)
S(t) H(f)
C(t) coswc t h(t)
Sm(t) m(t) = 0 fL ~ fH
2）、线性调制方法
利用模型中h(t)的不同特性，可以得到各种幅度调制信号。如 AM，DSB，SSB和VSB等信号。
S
调制效率定义:
式中：
第5章
4、AM信号的解调 解调：从已调信号中恢复信号的 过程。 AM解调方法： 相干解调 、非相 干解调
1）、非相干解调（包络检波） 2）、相干解调
与DSB的相干解调相同，在DSB 中介绍。
5、AM系统的特点及其应用 优点：解调方便（包络检波）， 缺点：占用频带宽，（消息信号的两倍），调制效率低（发射功 率大） 应用：广播。
wwwww ww ww S A (M ) = A c c 1 2 [ M ( c ) M ( c )]
第5章
c(t) 载波
调制
m(t)
信号
已调 信号
sm(t)
C(f) f
-f c
0
fc
M(f)
f
-f H -fL 0 f L
fH
S(f)
f
-f c
0 f c-f H
fc
f c+f H
特点：信号的频谱经过AM调制后形状未变，仅仅是幅度下降的一半， 位置发生了变换，搬移到了±ωc。带宽由原始消息信号的fH变为2fH。 在这个频谱搬移过程中没有出现新的频率分量，因此，该调制为线性 调制。
第5章
5.1 幅度调制
第5章模拟调制系统
So No
解调器输出有用信号的平均功率 解调器输出噪声的平均功率
mo2 (t) no2 (t)
输出信噪比反映了解调器的抗噪声性能。显然，输出信噪比越大越好。
• 解调器输入信噪比Si /Ni 的定义是：
• 制度增益定义：
用
G
便
于
比
较
同
类
调
制
系G统
采
S0 / N0 用S不i /同N解i
调
器
时
的
性
能
。
23
• 波形图 • 由波形可以看出，当满足条件： |m(t)| A0 时，其包络与调制信号波形相同， 因此用包络检波法很容易恢复出原 始调制信号。 • 否则，出现“过调幅”现象。这时用 包络检波将发生失真。但是，可以 采用其他的解调方法，如同步检波。
m t A0 mt
载波
sAM t
第6页/共95页
SSB信号的实现比AM、DSB要复杂，但SSB调制方式在传输信息时，不仅可节省发射功率， 而且它所占用的频带宽度比AM、DSB减少了一半。它目前已成为短波通信中一种重要的调制方式。
16
第17页/共95页
第5章 模拟调制系统 • 残留边带（VSB）调制 • 原理：在这种调制方式中，不像SSB那样完全抑制 DSB信号的一个边带，而是逐渐切割，使其残留—小 部分，如下图所示：
第5章 模拟调制系统
• 制度增益
GDSB
So / No Si / Ni
2
由此可见，DSB调制系统的制度增益为2。也就是说，DSB信号的解调器使 信噪比改善一倍。
28
第29页/共95页
• SSB调制系统的性能 • 噪声功率NO
这里，B = fH 为SSB 信号的带通滤波器的带宽。
通信原理第5章 模拟调制系统
经低通滤波器后，得到
sd ( t )
sd(t)就是解调输出，即
1 sI (t ) 2
1 sd ( t ) sI (t ) m ( t ) 2
包络检波
适用条件：AM信号，且要求|m(t)|max A0 ， 包络检波器结构：
通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。例如，
性能分析
1 S AM (w ) A0 [ (w + wc ) + (w - wc )] + [ M (w + wc ) + M (w - wc )] 2
若m(t)为随机信号，则用功率谱描述。
m(t)
（3）调制器模型
A0
sm(t)
cos wct
5.1.1 调幅（AM）
• （4）信号的波形图
则可滤除上边带,保留下边带。
5.1.3 单边带调制（SSB）
（2）若单边带滤波器具有理想高通特 性，则可滤除下边带，保留上边带。
上边带
-f0
HH(f)特性
S(f) 下边带 0 (a) 滤波前信号频谱 S(f) f0
上边带
f
1, w wc H (w ) HUSB (w ) 0, w wc
设输入信号是
sAM (t ) [ A0 + m(t )]cos wct
f H 1/ RC fc
选择RC满足如下关系
式中fH － 调制信号的最高频率 在大信号检波时（一般大于0.5 V），二极管处于受控的开关状态，检波器 的输出为 sd (t ) A0 + m(t ) 隔去直流后即可得到原信号m(t)。
m2 ( t )
1
sd ( t )
sd(t)就是解调输出，即
1 sI (t ) 2
1 sd ( t ) sI (t ) m ( t ) 2
包络检波
适用条件：AM信号，且要求|m(t)|max A0 ， 包络检波器结构：
通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。例如，
性能分析
1 S AM (w ) A0 [ (w + wc ) + (w - wc )] + [ M (w + wc ) + M (w - wc )] 2
若m(t)为随机信号，则用功率谱描述。
m(t)
（3）调制器模型
A0
sm(t)
cos wct
5.1.1 调幅（AM）
• （4）信号的波形图
则可滤除上边带,保留下边带。
5.1.3 单边带调制（SSB）
（2）若单边带滤波器具有理想高通特 性，则可滤除下边带，保留上边带。
上边带
-f0
HH(f)特性
S(f) 下边带 0 (a) 滤波前信号频谱 S(f) f0
上边带
f
1, w wc H (w ) HUSB (w ) 0, w wc
设输入信号是
sAM (t ) [ A0 + m(t )]cos wct
f H 1/ RC fc
选择RC满足如下关系
式中fH － 调制信号的最高频率 在大信号检波时（一般大于0.5 V），二极管处于受控的开关状态，检波器 的输出为 sd (t ) A0 + m(t ) 隔去直流后即可得到原信号m(t)。
m2 ( t )
1
《模拟调制系统》课件
随着物联网、智能家居和工业自动化 等领域的快速发展，模拟调制系统的 市场需求不断增长。
随着新技术的出现和应用，模拟调制 系统的竞争格局将发生变化，新的竞 争者将不断涌现。
技术创新推动市场发展
随着数字信号处理、人工智能和无线 通信等技术的不断创新和应用，模拟 调制系统的市场将进一步扩大。
THANKS
解调过程
在接收端，通过解调器将高频载波信号还原为低频 信息信号。解调过程是调制的逆过程，通过检测载 波信号的幅度、频率或相位变化，提取出原始的信 息信号。
模拟调制系统的应用场景
在有线电视系统中，模拟调制技 术用于传输电视信号，包括图像 和声音信息。
模拟调制系统在遥测遥控领域中 用于传输控制指令和数据采集信 号。
应用拓展
物联网应用
将模拟调制系统应用于物 联网领域，实现物联网设 备的远程控制和数据传输 。
智能家居应用
将模拟调制系统应用于智 能家居领域，实现家居设 备的互联互通和智能化控 制。
工业自动化应用
将模拟调制系统应用于工 业自动化领域，实现工业 设备的远程监控和自动化 控制。
市场前景
市场需求增长
竞争格局变化
02
信号源可以是各种 类型的信号发生器 ，如正弦波、方波 、三角波等。
03
信号源的频率、幅 度和波形等参数可 以根据需要进行调 整。
04
信号源的稳定性、 精度和抗干扰能力 对整个模拟调制系 统的影响较大。
调制器
调制器是模拟调制系统的核心部分，负责对信号源产 生的原始信号进行调制。
输标02入题
调制器通常由调制电路和调制器芯片组成，调制电路 用于对原始信号进行处理，调制器芯片则完成实际的 调制功能。
感谢观看
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2 So m0 (t )
1 2 m (t ) 4
np (t ) ni (t )cos ct [nc (t )cos ct ns (t )sin ct ]cos ct
1 1 nc (t ) [nC (t ) cos 2ct ns (t ) sin 2ct ] 2 2
(4)波形和频谱图：
频谱特点： a、频谱由载波分量和上、下两个边带组成，上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相 同，下边带是上边带的镜像。因此，AM 信号是带有载波的双边带信号。 b、带宽是基带信号带宽 fH（基带信号的最高频率）的两倍，即 BAM=2fH c、为实现“无失真”频谱搬移，载波的频率必须大于基带信号的最高频率，即 ωc>ωH ，一般 要求， ωc>>ωH（载波频率远离于调制信号中的最高频率） 。 d 、 “ 常规调幅 ” 是指 |m(t)|max ≤ A0 时的调幅波，实际中都为此种调幅波； “ 满调幅 ” 是指 |m(t)|max = A0 时的调幅波；“过调幅”是指|m(t)|max > A0 时的调幅波。 (5)平均功率：
sAM (t ) [ A0 m(t )]cos ct A0 cos ct m(t )cos ct
1 S AM ( ) A0 [ ( c ) ( c )] [ M ( c ) M ( c )] 2
(3) 信号的产生（调制器模型） ：
通信原理各章重点 第五章 模拟调制系统
学习目标：通过本章学习，掌握以下内容： ☞ 调制的定义、功能和分类 ☞ 线性调制（AM,DSB,SSB,VSB）原理（表达式，频谱，带宽，产生与解调） ☞ 线性调制系统的抗噪声性能，包络检波的门限效应 ☞ 调频（FM），调相（PM）的基本概念及两者间的关系 ☞ 单频调制时宽带和窄带调频信号的时域表示 ☞ 调频信号频带宽带的计算——卡森公式 ☞ 调频信号的产生与解调方法 ☞ 预加重和去加重的概念 ☞ FM,DSB,SSB,VSB,AM 的性能比较 ☞ 了解频分复用和多级调制的概念 重点：各种调幅系统的调制和解调数学模型、已调信号时域表达式、波形、频谱函数、频谱图、 解调方法、系统抗噪声性能，角频率与相位的关系、调频与调相的关系、窄带调频、宽带调频、 调频信号的产生与解调、抗噪声性能。 难点：频谱函数、频谱图、解调方法、功率分析，窄带调频、宽带调频、抗噪声性能
SSB
PS 1 PSSB
和 DSB 信号的功率利用率相同，而带宽却减为一半。 (7)解调 SSB 信号的解调和 DSB 一样不能采用简单的包络检波， 因为 SSB 信号也是抑制载波的已调 信号，它的包络不能直接反映调制信号的变化， 所以仍需采用相干解调。 (8)相干解调的抗噪声性能
sm (t )
AM
m 2 (t ) A02 m 2 (t )
2 Am 2 2 A02 Am
当“满调幅”时，调制效率最大为 AM 1/ 3 ，AM 的功率利用率很低。 (7)解调 当满足条件|m(t)|max ≤ A0 （βAM =
|m t | A0
≤ 1）时，AM 信号的包络与调制信号成正比，可
1 1 ˆ (t ) sin ct m(t ) cos c t m 2 2
1 2 ˆ (t ) sin ct ]2 Si sm (t ) [m(t ) cos ct m 4 1 ˆ 2 (t ) sin 2 ct 2m(t ) cos ctm ˆ (t ) sin ct ] [m2 (t ) cos 2 ct m 4 1 1 2 1 ˆ (t ) sin 2 ct m(t )m ˆ (t ) sin 2ct ] m2 (t ) cos 2 ct m 4 4 4 1 1 1 2 1 ˆ (t )] m 2 (t ) [ m 2 (t ) m 4 2 2 4
GAM 2m2 (t ) A02 m2 (t )
100%的调制(即 A0=|m(t)|max)且 m(t)又是正弦型信号时， GAM 2 / 3 小信噪比时：发生门限效应。 (9)主要应用场合：中短波调幅广播 8、 DSB 调制 (1)已调信号的时域表达式 (2)已调信号的频域表达式
sDSB (t ) m(t )cos ct
(3) 信号的产生（调制器模型） ： a、滤波法
技术难点： 要求单边带滤波器在 fc 附近具有陡峭的截止特性， 才能有效地抑制无用的一个边 带。这就使滤波器的设计和制作很困难，有时甚至难以实现。 解决方法：工程上采用的多级调制滤波方法。 b、相移法
技术难点：宽带相移网络要对调制信号 m(t)的所有频率分量严格相移 π/2，这一点即使近似 达到在制作上也是困难的。 解决方法：采用混合法（也叫维弗法） ，即采用两次正交调制。 (4)频谱图：
2 A0 m2 (t ) Pc PS 2 2
PAM
其中，
Pc
A02 为载波功率， m2 (t ) 为边带功率。 PS 2 2
(6)调制效率
AM
PS m 2 (t ) 2 PAM A0 m 2 (t )
2
A 当 m(t ) Am cos mt （单音余弦信号）时， m 2 (t ) m ，此时， 2
1 nc (t ) 2
no (t ) nd (t )
2 N o n0 (t )
1 2 1 1 1 nc (t ) ni2 (t ) N i n0 B 4 4 4 4
S0 m 2 (t ) N0 n0 B
GDSB So / N o 2 Si / Ni
(9)主要应用场合：应用场合较少，主要用于 FM 立体声中的差信号调制，彩色 TV 系统中 的色差信号调制。 9、 SSB 调制 (1)已调信号的时域表达式 1 1 ˆ (t )sin ct sSSB (t ) m(t )cos ct m 2 2 其中，减法时为上边带信号sUSB (t)；加法时为下边带信号sLSB (t) 。 m ˆ (t ) 为基带信号的希尔 波特变换（所有频率成分都相移 90 度得到） 。 (2)已调信号的频域表达式
sm (t ) m(t ) cos ct
2 Si sm (t ) [m(t ) cos wc t ]2
1 2 m (t ) 2
ni (t ) nc (t )cos ct ns (t )sin ct
Ni ni2 (t ) n0 B
Si 1 2m2 (t ) 1 m2 (t ) = Ni n0 B 2 n0 B
1、 调制的定义 所谓调制 （这里指载波调制） 就是用调制信号 （基带信号） 去控制载波的某一个或几个参数， 使这一个或几个参数按照基带信号的变化规律而变化的过程。 调制后得到的信号称为已调信 号或频带信号。 调制是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程 （即把基带信号的 频谱搬移到较高的载频附近） 。 2、 解调（也叫检波）是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。 3、 调制的目的： （为什么要进行载波调制？） (1)把基带信号转换成适合在信道中传输的已调信号（即实现有效传输、配置信道、较小天 线尺寸，提高天线辐射效率） ；(2)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；(3)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。 4、 调制的类型 据调制信号的形式分为：模拟调制和数字调制； 据载波的不同分为：以正弦波作为载波的连续载波调制和以脉冲串作为载波的脉冲调制。 按调制参数不同分为： 幅度调制 （标准调幅 AM、 双边带 DSB、 单边带 SSB 和残留边带 VSB） 和角度调制（频率调制 FM、相位调制 PM） 。 按已调信号频谱结构分为：线性调制和非线性调制。 幅度调制都属于线性调制，而角度调制属于非线性调制。 5、 解调方式
频谱特点： a、SSB 信号由上边带或者下边带组成，它们都携带了调制信号的全部信息。
b、带宽等于基带信号带宽 fH（基带信号的最高频率） ，即 BSSB=fH c、为实现“无失真”频谱搬移，载波的频率必须大于基带信号的最高频率，即 ωc>ωH ，一般 要求， ωc>>ωH（载波频率远离于调制信号中的最高频率） 。 (5)平均功率： PSSB S 2SSB (t ) PDSB =Ps 2 仅有边带功率。 (6)调制效率
1 [ M ( c ) M ( c )] | | c SUSB ( ) 2 | | c 0 1 [ M ( c ) M ( c )] | | c S LSB ( ) 2 | | c 0
m2 (t ) Si s m (t ) 2 2
2
A02
Ni ni2 (t ) n0 B
2 Si A0 m2 (t ) Ni 2n0 B
大信噪比时：
So m2 (t )
2 No nc (t ) ni2 (t ) n0 B
S0 m 2 (t ) N0 n0 B
以用包络检波的方法恢复出原始的调制信号，否则，将会出现过调幅现象而产生包络失真。 这时不能用包络检波器进行解调， 为保证无失真解调， 可以采用同步检波法 （相干解调法） 。 (8)包络检波解调的抗噪声性能
sm (t ) [ A0 m(t )]cos ct
(t ) nc (t )cos ct ns (t )sin ct
有两种：相干解调（也叫同步检波）与非相干解调（也叫包络检波） 。相干解调适用于各种 线性调制系统，非相干解调一般只适用幅度调制（AM）信号。 (1)相干解调 a、原理
b、关键技术 在接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波（相干载波） ， (2)非相干解调 a、原理
b、需满足条件：|m(t)|max ≤ A0 6、 门限效应 当 AM 或 FM 采用非线性解调时，AM 或 FM 信号的信噪比较小时，解调器输出信号无法与 噪声分开， 有用信号“淹没”在噪声之中， 这时候输出信噪比不是按比例地随输入信噪比下降， 而是急剧恶化， 这种现象称为解调器的门限效应。 这种门限效应是由解调器的非线性解调作 用所引起的。 7、 AM 调制 (1)已调信号的时域表达式 (2)已调信号的频域表达式
1 2 m (t ) 4
np (t ) ni (t )cos ct [nc (t )cos ct ns (t )sin ct ]cos ct
1 1 nc (t ) [nC (t ) cos 2ct ns (t ) sin 2ct ] 2 2
(4)波形和频谱图：
频谱特点： a、频谱由载波分量和上、下两个边带组成，上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相 同，下边带是上边带的镜像。因此，AM 信号是带有载波的双边带信号。 b、带宽是基带信号带宽 fH（基带信号的最高频率）的两倍，即 BAM=2fH c、为实现“无失真”频谱搬移，载波的频率必须大于基带信号的最高频率，即 ωc>ωH ，一般 要求， ωc>>ωH（载波频率远离于调制信号中的最高频率） 。 d 、 “ 常规调幅 ” 是指 |m(t)|max ≤ A0 时的调幅波，实际中都为此种调幅波； “ 满调幅 ” 是指 |m(t)|max = A0 时的调幅波；“过调幅”是指|m(t)|max > A0 时的调幅波。 (5)平均功率：
sAM (t ) [ A0 m(t )]cos ct A0 cos ct m(t )cos ct
1 S AM ( ) A0 [ ( c ) ( c )] [ M ( c ) M ( c )] 2
(3) 信号的产生（调制器模型） ：
通信原理各章重点 第五章 模拟调制系统
学习目标：通过本章学习，掌握以下内容： ☞ 调制的定义、功能和分类 ☞ 线性调制（AM,DSB,SSB,VSB）原理（表达式，频谱，带宽，产生与解调） ☞ 线性调制系统的抗噪声性能，包络检波的门限效应 ☞ 调频（FM），调相（PM）的基本概念及两者间的关系 ☞ 单频调制时宽带和窄带调频信号的时域表示 ☞ 调频信号频带宽带的计算——卡森公式 ☞ 调频信号的产生与解调方法 ☞ 预加重和去加重的概念 ☞ FM,DSB,SSB,VSB,AM 的性能比较 ☞ 了解频分复用和多级调制的概念 重点：各种调幅系统的调制和解调数学模型、已调信号时域表达式、波形、频谱函数、频谱图、 解调方法、系统抗噪声性能，角频率与相位的关系、调频与调相的关系、窄带调频、宽带调频、 调频信号的产生与解调、抗噪声性能。 难点：频谱函数、频谱图、解调方法、功率分析，窄带调频、宽带调频、抗噪声性能
SSB
PS 1 PSSB
和 DSB 信号的功率利用率相同，而带宽却减为一半。 (7)解调 SSB 信号的解调和 DSB 一样不能采用简单的包络检波， 因为 SSB 信号也是抑制载波的已调 信号，它的包络不能直接反映调制信号的变化， 所以仍需采用相干解调。 (8)相干解调的抗噪声性能
sm (t )
AM
m 2 (t ) A02 m 2 (t )
2 Am 2 2 A02 Am
当“满调幅”时，调制效率最大为 AM 1/ 3 ，AM 的功率利用率很低。 (7)解调 当满足条件|m(t)|max ≤ A0 （βAM =
|m t | A0
≤ 1）时，AM 信号的包络与调制信号成正比，可
1 1 ˆ (t ) sin ct m(t ) cos c t m 2 2
1 2 ˆ (t ) sin ct ]2 Si sm (t ) [m(t ) cos ct m 4 1 ˆ 2 (t ) sin 2 ct 2m(t ) cos ctm ˆ (t ) sin ct ] [m2 (t ) cos 2 ct m 4 1 1 2 1 ˆ (t ) sin 2 ct m(t )m ˆ (t ) sin 2ct ] m2 (t ) cos 2 ct m 4 4 4 1 1 1 2 1 ˆ (t )] m 2 (t ) [ m 2 (t ) m 4 2 2 4
GAM 2m2 (t ) A02 m2 (t )
100%的调制(即 A0=|m(t)|max)且 m(t)又是正弦型信号时， GAM 2 / 3 小信噪比时：发生门限效应。 (9)主要应用场合：中短波调幅广播 8、 DSB 调制 (1)已调信号的时域表达式 (2)已调信号的频域表达式
sDSB (t ) m(t )cos ct
(3) 信号的产生（调制器模型） ： a、滤波法
技术难点： 要求单边带滤波器在 fc 附近具有陡峭的截止特性， 才能有效地抑制无用的一个边 带。这就使滤波器的设计和制作很困难，有时甚至难以实现。 解决方法：工程上采用的多级调制滤波方法。 b、相移法
技术难点：宽带相移网络要对调制信号 m(t)的所有频率分量严格相移 π/2，这一点即使近似 达到在制作上也是困难的。 解决方法：采用混合法（也叫维弗法） ，即采用两次正交调制。 (4)频谱图：
2 A0 m2 (t ) Pc PS 2 2
PAM
其中，
Pc
A02 为载波功率， m2 (t ) 为边带功率。 PS 2 2
(6)调制效率
AM
PS m 2 (t ) 2 PAM A0 m 2 (t )
2
A 当 m(t ) Am cos mt （单音余弦信号）时， m 2 (t ) m ，此时， 2
1 nc (t ) 2
no (t ) nd (t )
2 N o n0 (t )
1 2 1 1 1 nc (t ) ni2 (t ) N i n0 B 4 4 4 4
S0 m 2 (t ) N0 n0 B
GDSB So / N o 2 Si / Ni
(9)主要应用场合：应用场合较少，主要用于 FM 立体声中的差信号调制，彩色 TV 系统中 的色差信号调制。 9、 SSB 调制 (1)已调信号的时域表达式 1 1 ˆ (t )sin ct sSSB (t ) m(t )cos ct m 2 2 其中，减法时为上边带信号sUSB (t)；加法时为下边带信号sLSB (t) 。 m ˆ (t ) 为基带信号的希尔 波特变换（所有频率成分都相移 90 度得到） 。 (2)已调信号的频域表达式
sm (t ) m(t ) cos ct
2 Si sm (t ) [m(t ) cos wc t ]2
1 2 m (t ) 2
ni (t ) nc (t )cos ct ns (t )sin ct
Ni ni2 (t ) n0 B
Si 1 2m2 (t ) 1 m2 (t ) = Ni n0 B 2 n0 B
1、 调制的定义 所谓调制 （这里指载波调制） 就是用调制信号 （基带信号） 去控制载波的某一个或几个参数， 使这一个或几个参数按照基带信号的变化规律而变化的过程。 调制后得到的信号称为已调信 号或频带信号。 调制是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程 （即把基带信号的 频谱搬移到较高的载频附近） 。 2、 解调（也叫检波）是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。 3、 调制的目的： （为什么要进行载波调制？） (1)把基带信号转换成适合在信道中传输的已调信号（即实现有效传输、配置信道、较小天 线尺寸，提高天线辐射效率） ；(2)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；(3)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。 4、 调制的类型 据调制信号的形式分为：模拟调制和数字调制； 据载波的不同分为：以正弦波作为载波的连续载波调制和以脉冲串作为载波的脉冲调制。 按调制参数不同分为： 幅度调制 （标准调幅 AM、 双边带 DSB、 单边带 SSB 和残留边带 VSB） 和角度调制（频率调制 FM、相位调制 PM） 。 按已调信号频谱结构分为：线性调制和非线性调制。 幅度调制都属于线性调制，而角度调制属于非线性调制。 5、 解调方式
频谱特点： a、SSB 信号由上边带或者下边带组成，它们都携带了调制信号的全部信息。
b、带宽等于基带信号带宽 fH（基带信号的最高频率） ，即 BSSB=fH c、为实现“无失真”频谱搬移，载波的频率必须大于基带信号的最高频率，即 ωc>ωH ，一般 要求， ωc>>ωH（载波频率远离于调制信号中的最高频率） 。 (5)平均功率： PSSB S 2SSB (t ) PDSB =Ps 2 仅有边带功率。 (6)调制效率
1 [ M ( c ) M ( c )] | | c SUSB ( ) 2 | | c 0 1 [ M ( c ) M ( c )] | | c S LSB ( ) 2 | | c 0
m2 (t ) Si s m (t ) 2 2
2
A02
Ni ni2 (t ) n0 B
2 Si A0 m2 (t ) Ni 2n0 B
大信噪比时：
So m2 (t )
2 No nc (t ) ni2 (t ) n0 B
S0 m 2 (t ) N0 n0 B
以用包络检波的方法恢复出原始的调制信号，否则，将会出现过调幅现象而产生包络失真。 这时不能用包络检波器进行解调， 为保证无失真解调， 可以采用同步检波法 （相干解调法） 。 (8)包络检波解调的抗噪声性能
sm (t ) [ A0 m(t )]cos ct
(t ) nc (t )cos ct ns (t )sin ct
有两种：相干解调（也叫同步检波）与非相干解调（也叫包络检波） 。相干解调适用于各种 线性调制系统，非相干解调一般只适用幅度调制（AM）信号。 (1)相干解调 a、原理
b、关键技术 在接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波（相干载波） ， (2)非相干解调 a、原理
b、需满足条件：|m(t)|max ≤ A0 6、 门限效应 当 AM 或 FM 采用非线性解调时，AM 或 FM 信号的信噪比较小时，解调器输出信号无法与 噪声分开， 有用信号“淹没”在噪声之中， 这时候输出信噪比不是按比例地随输入信噪比下降， 而是急剧恶化， 这种现象称为解调器的门限效应。 这种门限效应是由解调器的非线性解调作 用所引起的。 7、 AM 调制 (1)已调信号的时域表达式 (2)已调信号的频域表达式