通信原理c7-第5章 模拟调制
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(通信原理课件)第5章模拟调制系统
sVSB t
sp t
LPF sd t
c t 2 cosct
图中 sp t 2sVSB(t) cosct
因为
sVSB (t) SVSB cosct c c
根据频域卷积定理可知，乘积sp(t)对应的频谱为
Sp SVSB ( c ) SVSB ( c )
25
第5章 模拟调制系统
5.1.3 单边带调制（SSB）
原理：
双边带信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频
谱M()的所有频谱成分，因此仅传输其中一个边带即可。
这样既节省发送功率，还可节省一半传输频带，这种方 式称为单边带调制。 产生SSB信号的方法有两种：滤波法和相移法。
13
第5章 模拟调制系统
滤波法及SSB信号的频域表示
AM信号的特性
带宽：它是带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信 号带宽 fH 的两倍： BAM 2 f H
功率：
当m(t)为确知信号时，
PAM sA2M (t) [ A0 m(t)]2 cos2 ct
[ A02 cos2 ct m2 (t) cos2 ct 2A0m(t) cos2 ct 若 m(t) 0
时域表示式 sAM (t) [ A0 m(t)]cosct A0 cosct m(t) cosct
式中 m(t) － 调制信号，均值为0； A0 － 常数，表示叠加的直流分量。
频谱：若m(t)为确知信号，则AM信号的频谱为
S
AM
(
)
A0[
(
c
)
(
c
)]
1 2
[M
(
c
)
M
(
c
)]
若m(t)为随机信号，则已调信号的频域表示式必须
大学课程通信原理第5章-模拟调制系统课件
调制信号：原始基带信号
模拟调制：调制信号取值连续 数字调制：调制信号取值离散
正弦波模拟调制
载波：携带调制信号的信号
正弦波调制：正弦型信号作为载波 脉冲调制：脉冲串作为载波
正弦波数字调制 脉冲模拟调制 脉冲数字调制
2
1 调制的定义和分类(2)
正弦波模拟调制
调制信号：模拟信号：m(t)
0 0
A 2
M
c
M
c
已调信号的频谱是调制信号频谱的线性搬移。
线性调制
4
2.1 幅度调制的原理(2)
幅度调制器的一般模型
mt
ht
sm t
ht H
cos ct
sm t m t cos ct h t
Sm
1 2
M
c
M
c
H
m t ,ht 不同
双边带调幅(DSB) 标准调幅(AM)
载波分量
DSB分量
m ' t
sAM t
m0
S AM
m0
c
c
1 2
M
'
c
M
'
c
where m ' t M ' .
12
2.1 幅度调制的原理(8)
调幅系数
m ' t
AM
max 1 m0
已调信号的包络与调 制信号成比例变化.
m't
sAM t
m0
m0 m '(t )
sAM t m0 m '(t)
单边带调幅(SSB)
残留边带调幅(VSB) 5
常规调幅AM：H(ω)为全通网络，m(t) 有直流成 分。
(通信原理课件)第5章模拟调制系统
通信原理课件 第5章模拟调制系统
目 录
• 引言 • 模拟调制系统的基本原理 • 模拟调制系统的性能指标 • 模拟调制系统的实现方式 • 模拟调制系统的应用实例 • 总结与展望
01 引言
模拟调制系统的定义
模拟调制系统
利用连续的模拟信号调制载波信号，以实现信息的传输。
模拟调制系统的基本原理
通过改变载波信号的幅度、频率或相位，将模拟信息信号附 加到载波上，实现信息的传输。
软件库
使用软件库来实现调制算法，这些库通常提供易 于使用的函数和工具来简化开发过程。
3
数字信号处理算法
利用数字信号处理算法来实现模拟调制，例如使 用快速傅里叶变换（FFT）进行频谱分析。
混合实现方式
数字与模拟结合
结合数字和模拟技术来实现调制 系统，例如在发射机中使用数字 信号处理技术进行调制，而在接 收机中使用模拟技术进行解调。
模拟调制系统的应用场景
广播通信
调频广播和调相广播等。
卫星通信
利用地球同步卫星进行信号传输。
移动通信
早期的模拟移动通信系统如AMPS等。
模拟调制系统的重要性
早期的通信系统多采用模拟调制技术，具有简单、可靠和经济等优点。
模拟调制系统在某些特定应用场景中仍具有不可替代的作用，如广播电台的信号传 输等。
频带利用率
频带利用率
频带利用率是衡量模拟调 制系统传输效率的另一个 重要指标，它表示单位频 带内传输的信息量。
频带利用率计算
频带利用率通常用比特率 与信号带宽的比值来表示， 即比特率/带宽。
影响因素
频带利用率受到信号的调 制方式、信噪比和带宽限 制等多种因素的影响。
抗噪声性能
抗噪声性能
目 录
• 引言 • 模拟调制系统的基本原理 • 模拟调制系统的性能指标 • 模拟调制系统的实现方式 • 模拟调制系统的应用实例 • 总结与展望
01 引言
模拟调制系统的定义
模拟调制系统
利用连续的模拟信号调制载波信号，以实现信息的传输。
模拟调制系统的基本原理
通过改变载波信号的幅度、频率或相位，将模拟信息信号附 加到载波上，实现信息的传输。
软件库
使用软件库来实现调制算法，这些库通常提供易 于使用的函数和工具来简化开发过程。
3
数字信号处理算法
利用数字信号处理算法来实现模拟调制，例如使 用快速傅里叶变换（FFT）进行频谱分析。
混合实现方式
数字与模拟结合
结合数字和模拟技术来实现调制 系统，例如在发射机中使用数字 信号处理技术进行调制，而在接 收机中使用模拟技术进行解调。
模拟调制系统的应用场景
广播通信
调频广播和调相广播等。
卫星通信
利用地球同步卫星进行信号传输。
移动通信
早期的模拟移动通信系统如AMPS等。
模拟调制系统的重要性
早期的通信系统多采用模拟调制技术，具有简单、可靠和经济等优点。
模拟调制系统在某些特定应用场景中仍具有不可替代的作用，如广播电台的信号传 输等。
频带利用率
频带利用率
频带利用率是衡量模拟调 制系统传输效率的另一个 重要指标，它表示单位频 带内传输的信息量。
频带利用率计算
频带利用率通常用比特率 与信号带宽的比值来表示， 即比特率/带宽。
影响因素
频带利用率受到信号的调 制方式、信噪比和带宽限 制等多种因素的影响。
抗噪声性能
抗噪声性能
樊昌信《通信原理》(第7版)课后习题(模拟调制系统)【圣才出品】
第5章模拟调制系统思考题5-1 何谓调制？调制在通信系统中的作用是什么？答：（1）调制是指把信号转换成适合在信道中传输的一种过程。
广义的调制分为基带调制和带通调制（又称载波调制）。
（2）调制在通信系统中的作用：①将基带信号的频谱搬至较高的频率上，提高发射效率；②将多个基带信号分别搬移到不同的载频处，实现信道的多路复用，提高信道利用率；③扩展信号带宽，提高系统抗干扰能力。
5-2 什么是线性调制？常见的线性调制方式有哪些？答：（1）线性调制又称幅度调制，是指由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。
波形上，幅度已调信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化；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（精确到常数因子）。
（2）常见的线性调制有调幅、双边带调制、单边带调制和残留边带调制。
5-3 AM信号的波形和频谱有哪些特点？答：（1）AM信号的波形特点：AM波的包络与调制信号的形状完全一样。
（2）AM信号的频谱特点：①AM信号的频谱有载频分量、上边带和下边带三部分组成；②上边带的频谱结构和原调制信号的频率结构相同，下边带是上边带的镜像；③带宽是基带信号带宽的2倍。
5-4 与未调载波的功率相比，AM信号在调制过程中功率增加了多少？答：由于AM信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成，而只有边带的功率才与带宽相关，也就是说载波分量并不携带信息，因此AM信号在调制过程中功率增加了调制信号的功率。
5-5 为什么要抑制载波？相对AM信号来说，抑制载波的双边带信号可以增加多少功效？答：（1）抑制载波的原因：抑制载波可以提高调制效率，节省载波功率，若不存在载波分量，信号的调制效率是100%，即全部功率都用于信息传输。
（2）对于AM信号，抑制载波的双边带可以使其调制效率提高到100%。
5-6 SSB信号的产生方法有哪些？各有何技术难点？答：（1）SSB信号的产生方法：①滤波法，滤波法是指先产生一个双边带信号，然后让其通过一个边带滤波器，滤除不要的边带，即可得到单边带信号；②相移法，相移法是指利用相移网络，对载波和调制信号进行适当的相移，以便在合成过程中将其中的一个边带抵消而获得SSB信号。
樊昌信《通信原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解模拟调制系统【圣才出品】
第5章模拟调制系统5.1复习笔记一、幅度调制SU（线性调制）原理幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。
1．调幅（AM）（1）调制模型图5-1AM调制模型（2）时域表达式调幅信号时域表达式为式中，A0为外加的直流分量；m(t)可以是确知信号，或随机信号。
（3）AM调制波形和频谱图图5-2AM调制波形和频谱（4）频谱①频谱表达式若m(t)为确知信号，则AM信号的频谱为②频谱特性a．AM信号的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成。
b．频谱的带宽是基带信号带宽f H的2倍，即B AM＝2f H（5）调制特性①调制功率a．调制总功率AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。
b．载波功率载波分量并不携带信息，载波功率表达式为c．边带功率边带功率与调制信号有关，边带功率表达式为②调制效率a．调制效率的定义调制效率是有用功率（用于传输有用信息的边带功率）占信号总功率的比例。
b．调制效率的一般表达式c．调制效率的特殊表达式单音余弦调制信号调制效率为/在“满调幅”（时，又称100％调制）条件下，调制效率的最大值为。
AM信号的功率利用率比较低。
2．双边带调制（DSB）（1）时域表达式将AM调制中的直流A0去掉，得到一种高调制效率的调制方式双边带调制（DSB）。
其时域表达式为（2）DSB调制波形和频谱图图5-3DSB信号的波形和频谱图（3）频谱①频谱表达式②频谱特性a．频谱中不存在载波分量；b．所需的传输带宽是调制信号带宽f H 的2倍，即2DSB HB f （4）调制特性①DSB 信号的调制效率是100％，即全部功率都用于信息传输。
②DSB 信号的包络不与调制信号的变化规律一致，不能采用简单的包络检波来恢复调制信号，需采用相干解调，又称同步检测。
3．单边带调制（SSB）（1）滤波法①滤波法原理先产生一个双边带信号，然后让其通过一个边带滤波器，滤除不要的边带，即可得到单边带信号。
通信原理教程5-模拟调制系统
相乘结果： s(t)
调制 信号
s(t) H(f)
已调 信号
滤波输出： s(t)
m(t)
s(t)
用“”表示傅里叶变换：
Acos0t
m(t) M ( f ) 式中， m(t) Acos0t S ( f )
M(f)
S (
f
)
A [M ( 2
f
f0)
M(
f
f0 )]
S(f)
f
0
(a) 输入信号频谱密度
-f0
S(
f
)
A[M ( 2
f
f0)
M(
f
f0 )]H (
f
)
现在，求出为了得到VSB信号， H( f )应满足的条件：
若仍用右图解调器， 接收
则接收信号和本地载波相乘
信号 s(t)
r(t)
H’(f)
基带 信号
m(t)
后得到的r (t)的频谱为：
cos0t
1 S( f
2
f0) S( f
f0 )
将已调信号的频谱
r0 ri
E
1 2
m'2 (t) A2
1 m'(t)2
/ nc2 (t) A2 / n2
(t)
E
2m'2 [1 m'
(t) (t)]2
由于m(t) 1，显然上式比值r0/ri小于1，即检波后信噪比下降 了。
这是因为检波前信号中的大部分功率被载波占用，它没 有对检波后的有用信号做贡献．
-2f0
-fm 0 fm
f 2f0
【例】已知线性调制信号表示式如下
（１）
cos t cos w0t
调制 信号
s(t) H(f)
已调 信号
滤波输出： s(t)
m(t)
s(t)
用“”表示傅里叶变换：
Acos0t
m(t) M ( f ) 式中， m(t) Acos0t S ( f )
M(f)
S (
f
)
A [M ( 2
f
f0)
M(
f
f0 )]
S(f)
f
0
(a) 输入信号频谱密度
-f0
S(
f
)
A[M ( 2
f
f0)
M(
f
f0 )]H (
f
)
现在，求出为了得到VSB信号， H( f )应满足的条件：
若仍用右图解调器， 接收
则接收信号和本地载波相乘
信号 s(t)
r(t)
H’(f)
基带 信号
m(t)
后得到的r (t)的频谱为：
cos0t
1 S( f
2
f0) S( f
f0 )
将已调信号的频谱
r0 ri
E
1 2
m'2 (t) A2
1 m'(t)2
/ nc2 (t) A2 / n2
(t)
E
2m'2 [1 m'
(t) (t)]2
由于m(t) 1，显然上式比值r0/ri小于1，即检波后信噪比下降 了。
这是因为检波前信号中的大部分功率被载波占用，它没 有对检波后的有用信号做贡献．
-2f0
-fm 0 fm
f 2f0
【例】已知线性调制信号表示式如下
（１）
cos t cos w0t
通信原理总结
3）SSB：优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和抗选择性衰落能力均优于AM，而带宽只有AM的一半；缺点是收发设备都复杂。常用于频分多路复用系统中。
4）VSB：抗噪声性能和频带利用率与SSB相当。在电视广播等系统中得到了广泛应用。
5）FM：抗干扰能力强，广泛应用于长距离高质量的通信系统中。缺点是频带利用率低，存在门限效应。
>>角度调制（非线性调制）：
或 随m(t)成比例变化，前者称为相位调制，后者称为频率调制。从频谱上来说，已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构不同，出现了新的频率分量，因此也称非线性调制。
2.幅度调制的原理
(1)标准调幅（AM）信号
>>模型图
图2.1
>>表达式
其中 对应载波项， 对应边带项。
为了防止过调制，要求调幅系数
第六章数字基带传输系统
一、概述
本章介绍了数字基带传输结构，数字基带及其频谱特性，包括数字基带的各种类型及它们的特点，基带传输常用的码型以及各种码型的特点和适用范围。了解引起码间干扰的原因以及如何减弱码间干扰。
二、知识点归纳
(1)数字基带系统的组成
(2)常用的基带信号波形
(3)基带传输的常用码型
(4)码间串扰和信道噪声是影响基带传输性能的两个主要因素。因此如何减弱码间串扰和消除噪声是研究两个重点。
4.非线性调制
5.各种模拟调制系统的比较
>>所有系统在“同等条件”下进行比较：
解调器输入信号功率为Si
信道噪声均值为0，单边功率谱密度为n0
基带信号带宽为fm
其中AM的调幅度为100%，正弦型调制信号
1）抗噪声性能：FM最好，DSB/SSB、
VSB次之，AM最差；
4）VSB：抗噪声性能和频带利用率与SSB相当。在电视广播等系统中得到了广泛应用。
5）FM：抗干扰能力强，广泛应用于长距离高质量的通信系统中。缺点是频带利用率低，存在门限效应。
>>角度调制（非线性调制）：
或 随m(t)成比例变化，前者称为相位调制，后者称为频率调制。从频谱上来说，已调信号的频谱结构与基带信号的频谱结构不同，出现了新的频率分量，因此也称非线性调制。
2.幅度调制的原理
(1)标准调幅（AM）信号
>>模型图
图2.1
>>表达式
其中 对应载波项， 对应边带项。
为了防止过调制，要求调幅系数
第六章数字基带传输系统
一、概述
本章介绍了数字基带传输结构，数字基带及其频谱特性，包括数字基带的各种类型及它们的特点，基带传输常用的码型以及各种码型的特点和适用范围。了解引起码间干扰的原因以及如何减弱码间干扰。
二、知识点归纳
(1)数字基带系统的组成
(2)常用的基带信号波形
(3)基带传输的常用码型
(4)码间串扰和信道噪声是影响基带传输性能的两个主要因素。因此如何减弱码间串扰和消除噪声是研究两个重点。
4.非线性调制
5.各种模拟调制系统的比较
>>所有系统在“同等条件”下进行比较：
解调器输入信号功率为Si
信道噪声均值为0，单边功率谱密度为n0
基带信号带宽为fm
其中AM的调幅度为100%，正弦型调制信号
1）抗噪声性能：FM最好，DSB/SSB、
VSB次之，AM最差；
第五章模拟调制系统
《通信原理课件》
3、PST码 PST码的全称是成对选择三进码。其编码规则是：先将 二进制码元划分为2个码元为一组的码组序列，然后再把每 一组编码成两个三进制码（+-0）。因为三进制数字共有9 种状态，故可以灵活地选择其中的四种状态，表5.2-1列出 了其中最为广泛适用的一种格式。为防止PST码的直流漂 移，当在一个码组中仅发送单个脉冲时，两个模式应交替 使用。 4、双相码 双相码又称Manchester码，即曼彻斯特码。它的特点是 每个码元用两个连续极性相反的脉冲来表示。
道的特性）不理想引起的波形畸变，使码元之间相互串扰，
从而产生码间干扰。
《通信原理课件》
图5-2 数字基带传输系统各点波形 《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
1 单极性不归零（NRZ）码 设消息代码由二进制符号“0”、“1”组成，则单极性不 归零码如图5-3（a）所示。这里，基带信号的零电位及正 电位分别与二进制符号的“0”及“1”一一对应。可见，它 是一种最简单的常用码型。
始码元再生，以获得图5-2（h）所示与输入波形相应的脉
冲序列{d
' k
}
。
同步提取电路的任务是从接收信号中提取定时脉冲cp，
供接收系统同步使用。
对比图5-2（a）、（h）中的
{d
' k
}
与{dk}
可以看出，传输
过程中第4个码元发生了误码。产生该误码的原因之一是信
道加性噪声，之二是传输总特性（包括收、发滤波器和信
消息代码
1
0
0
01110 Nhomakorabea1
AMI码
+1
0
0
0
-1 +1
3、PST码 PST码的全称是成对选择三进码。其编码规则是：先将 二进制码元划分为2个码元为一组的码组序列，然后再把每 一组编码成两个三进制码（+-0）。因为三进制数字共有9 种状态，故可以灵活地选择其中的四种状态，表5.2-1列出 了其中最为广泛适用的一种格式。为防止PST码的直流漂 移，当在一个码组中仅发送单个脉冲时，两个模式应交替 使用。 4、双相码 双相码又称Manchester码，即曼彻斯特码。它的特点是 每个码元用两个连续极性相反的脉冲来表示。
道的特性）不理想引起的波形畸变，使码元之间相互串扰，
从而产生码间干扰。
《通信原理课件》
图5-2 数字基带传输系统各点波形 《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
1 单极性不归零（NRZ）码 设消息代码由二进制符号“0”、“1”组成，则单极性不 归零码如图5-3（a）所示。这里，基带信号的零电位及正 电位分别与二进制符号的“0”及“1”一一对应。可见，它 是一种最简单的常用码型。
始码元再生，以获得图5-2（h）所示与输入波形相应的脉
冲序列{d
' k
}
。
同步提取电路的任务是从接收信号中提取定时脉冲cp，
供接收系统同步使用。
对比图5-2（a）、（h）中的
{d
' k
}
与{dk}
可以看出，传输
过程中第4个码元发生了误码。产生该误码的原因之一是信
道加性噪声，之二是传输总特性（包括收、发滤波器和信
消息代码
1
0
0
01110 Nhomakorabea1
AMI码
+1
0
0
0
-1 +1
樊昌信《通信原理》(第7版)章节题库(模拟调制系统)【圣才出品】
5．AM、DSB、SSB 和 FM 的可靠性从优到劣的顺序为：______。
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【答案】FM、SSB／DSB、AM
【解析】在模拟通信系统中，可靠性的指标为解调器输出信噪比 S0/N0，信噪比越大，
可靠性越高。
即为窄带调频的带宽。
3．AM 系统在______情况下会出现门限效应。 【答案】包络检波且小信噪比 【解析】门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的，AM 系统在包络检波的 非线性解调作用中，当输入信噪比低于门限值时（输入信号幅度远小于噪声幅度），将会出 现门限效应，这时解调器的输出信噪比将急剧恶化，有用信号被噪声扰乱，系统无法正常工 作。
2．下面列出的方式当中，（ ）属于非线性调制。 A．单边带调制 SSB B．双边带调制 DSB C．残留边带调制 VSB D．频率调制 FM 【答案】D 【解析】线性调制是指已调信号的频谱是调制信号频谱的搬移。ABC 三项，均属于线
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号取 4kHz 作为标准带宽。
二、填空题 1．残留边带滤波器的传输特性 H（ω）应满足______。 【答案】H（ω＋ωc）＋H（ω－ωc）＝常数，｜ω｜≤ωH；或者说，在载频两边具有 互补对称特性 【解析】残留边带滤波器的 H（ω）应在载频两边具有互补对称（奇对称）特性，即需 满足 H（ω＋ωc）＋H（ω－ωc）＝常数，|ω|≤ωH。
5．在多路载波电话系统中，采用单边带方式进行频分多路复用，其一个标准的 12 路 基群信号的副载波间隔是（ ）。
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A．3.8kHz
十万种考研考证电子书Hz
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【答案】FM、SSB／DSB、AM
【解析】在模拟通信系统中，可靠性的指标为解调器输出信噪比 S0/N0，信噪比越大，
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即为窄带调频的带宽。
3．AM 系统在______情况下会出现门限效应。 【答案】包络检波且小信噪比 【解析】门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的，AM 系统在包络检波的 非线性解调作用中，当输入信噪比低于门限值时（输入信号幅度远小于噪声幅度），将会出 现门限效应，这时解调器的输出信噪比将急剧恶化，有用信号被噪声扰乱，系统无法正常工 作。
2．下面列出的方式当中，（ ）属于非线性调制。 A．单边带调制 SSB B．双边带调制 DSB C．残留边带调制 VSB D．频率调制 FM 【答案】D 【解析】线性调制是指已调信号的频谱是调制信号频谱的搬移。ABC 三项，均属于线
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号取 4kHz 作为标准带宽。
二、填空题 1．残留边带滤波器的传输特性 H（ω）应满足______。 【答案】H（ω＋ωc）＋H（ω－ωc）＝常数，｜ω｜≤ωH；或者说，在载频两边具有 互补对称特性 【解析】残留边带滤波器的 H（ω）应在载频两边具有互补对称（奇对称）特性，即需 满足 H（ω＋ωc）＋H（ω－ωc）＝常数，|ω|≤ωH。
5．在多路载波电话系统中，采用单边带方式进行频分多路复用，其一个标准的 12 路 基群信号的副载波间隔是（ ）。
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(通信原理课件)第5章模拟调制系统
数字调制技术与模拟调制技术的对比
模拟信号
频率范围宽广，传输距离有限，信号易受噪声和干扰。
数字信号
信号质量稳定，传输距离远，可以进行纠错和加密处理。
模拟调制系统的应用场景
1 广播电视
2 电信网络
3 药物反应分析
模拟广播电视、卫星传输等 是模拟调制系统最典型的应 用场景。
手机号码的拨叫、语音通信 等都是通过模拟调制信号进 行传输的。
2
调制指数
反映基带信号对载波相位影响程度的实数。
3
调制解调
用相位调制解调器进行信号的解调，得到原始的基带信号。
相位调制电路实现
移相调制电路
加上一个可调的移相网络来实现相 位调制电路，具有较广泛的应用。
频率鉴别器
在解调中进行频率鉴别器，将相位 调制信号转化为幅度调制信号。
锁相环电路
利用反馈来使输出信号的相位与设 定相位保持一致，实现恒定的相位 调制。
模拟调制系统
在通信原理中，模拟调制系统是通信系统的基础。本次演示将介绍模拟调制 的各种技术和应用场景，并展示其未来的发展趋势。
模拟调制系统概述
定义
模拟调制系统，指通过调制信号的幅度、频率或相位，将基带信号转换为通信信号的一种系 统。
作用
模拟调制系统可以将语音、图像等信息转化为高频信号，方便远距通信，具有广泛的应用。
直接调频电路
使用直接的变容二极管调制电路进行频率调制，未 使用任何电感元件，在射频前端应用较广。
电容调制电路
通过改变电容的大小来调制载波频率，调制范围相 对较小，但制造相对简单。
相位锁定环电路
使用恒振幅恒频率的信号进行相位锁定，能够获得 较高的调制精度。
相位调制原理
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H I
m t
ht
s m t
m t
sI t
cos t
c
cos c t
/2
H Q
sm t
h(t ) H ( )
sQ t
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
——解调的任务!
西安电子科技大学 通信工程学院
1 2 Si m t 2
1 2 So m t 4
No 1 Ni 4
GDSB 2
So Si 即 2 No Ni
课件制作：曹丽娜
Ni n0 B
西安电子科技大学 通信工程学院
利用sin 2 2sin cos
GDSB
原因
So / N o 2 Si / Ni
西安电子科技大学 通信工程学院 课件制作：曹丽娜
1 Sd M H c H c 2
若要无失真恢复 m(t)， VSB滤波器的传输函数必须
满足：
含义：
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
残留边带滤波器的几何解释：
2 i 2 c 2 s
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
分析模型
sm t
n t
带通 BPF 滤波器
si t
ni t
解调器 解调器
mo t
no t
性能指标
输出信噪比：
2 So mo (t ) 2 N o no (t )
制度增益：
So / N o G Si / N i
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
调制分类
m(t )
m(t )
调制器
sm (t )
sm (t )
认识一下 调制过程 所涉及的 三种信号
c(t )
调制信号
载 波
已调信号
同义词
西安电子科技大学 通信工程学院
运载工具
多种形式
课件制作：曹丽娜
--- 可从不同角度分类：
都有哪些 调制方式？
m(t )
西安电子科技大学 通信工程学院 课件制作：曹丽娜
载波 ---不含有用信息 ，却“浪费”大部分的发射功率。 当然
边带
m<1 正常调幅
m>1
过调幅
m=1 临界状态，满调幅（100）
西安电子科技大学 通信工程学院 课件制作：曹丽娜
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课件制作：曹丽娜
2 设 m(t ) Am cos m （单音正弦）， t 则 m2 (t ) Am /2
n t
带通 BPF 滤波器
si t
ni t
解调器 解调器
mo t
no t
窄带高斯噪声
输出噪声
ni (t ) nc (t )cos 0t ns (t )sin 0t
相干解调
包络检波
n (t ) n (t ) n (t ) Ni n0 B
西安电子科技大学 通信工程学院
1 M c M c H 2
课件制作：曹丽娜
sVSB t
sp t
LPF
sd t
相乘：
s p t sVSB t 2cos ct
c(t ) 2 cos c t
§5.1.3 单边带调制（SSB）
SSB信号的产生
m t
（1）滤波法
sDSB t
HSSB
sSSB t
cos ct
技术难点之一
西安电子科技大学 通信工程学院 课件制作：曹丽娜
边带滤波特性 HSSB()
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
（2）相移法
设 m t Am cos mt
课件制作：曹丽娜
§5.1.6 相干解调 与 包络检波
相干解调
sm t
sp t
LPF
sd t
c t cos ct
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课件制作：曹丽娜
包络检波
t
t
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课件制作：曹丽娜
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课件制作：曹丽娜
AM传输带宽是调制信号带宽的两倍：
BAM 2 f H
AM的优势在于接收机简单，广泛用于中短调幅广播。
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
AM信号的缺点
AM信号功率：
PAM
A02 m2 (t ) Pc Ps 2 2
载波功率
边带功率
调制效率（功率利用率）：
m(t ) max A0 m2 (t ) „ A02 故AM „ 50% AM功率利用率低！
载波 c t cos ct
sDSB t Am cos mt cos ct
1 1 Am cos c m t Am cos c m t 2 2 1 sLSB t Am cos c m t + 2 USB 1 1 Am cos mt cos ct Am sin mt sin ct - 2 2 1 1 m t cos c t m t sin c t - 2 2
DSB表达式
DSB调制器
m t
cos ct
sDSB t
条件： m t 0
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
DSB波形和频谱
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
DSB信号的特点
Q A
包络不再与m(t)成正比；当m(t)改变符号时载波相位反 转，故不能采用包络检波，需相干解调。
调制器
sm (t )
c(t )
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
本章研究的模拟调制方式：
——是以正弦信号 c(t ) A cos(c t ) 作为载波的
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课件制作：曹丽娜
§5.1 幅度调制（线性调制）的原理
一般模型
m t
cos c t
S p SVSB c SVSB c
SVSB 1 M c M c H 2
LPF—解调输出：
1 Sd M H c H c 2
no (t )
No
sm (t ) m(t )cos ct
Si s (t ) m(t ) cos ct
2 m 2
1 mo (t ) m(t ) 2
1 2 m (t ) 2
1 2 So m (t ) m (t ) 4
2 o
课件制作：曹丽娜
1 利用 cos （ 1 cos 2） 西安电子科技大学 通信工程学院 2
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
VSB信号的特点
仅比SSB所需带宽有很小的增加，却换来了电路的简单。
f H BVSB 2 f H
应用：商业电视广播中的电视信号传输等。
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
§5.1.5 线性调制（幅度调制）的一般模型
滤波法
相移法
2
利用sin 2 2sin cos
cos c(t ) ni (t ) nc (t ) co s 0t ns (t )sin 0t cos 0t
2
1 no (t ) nc (t ) 2
Ni n0 B
2 o
B=2fH
1 2 1 2 1 N o n (t ) nc (t )= ni (t ) N i 4 4 4
So Si 即 2 No Ni
频率分量精确相移 π/2
技术难点之二
课件制作：曹丽娜
SSB信号的特点
BSSB BAM / 2 f H
西安电子科技大学 通信工程学院 西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜 课件制作：曹丽娜
§5.1.4 残留边带调制（VSB）
——介于SSB与DSB之间的折中方案。
西安电子科技大学 通信工程学院
Si si2 (t ) N i ni2 (t )
课件制作：曹丽娜
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§5.2.2 DSB-相干解调系统的抗噪声性能
sm ( t )
DSB
n (t )
BPF
相干解调器 Si sm ( t ) LPF ni ( t ) Ni c(t ) cos ct
mo (t ) So
课件制作：曹丽娜
VSB信号的产生
m t
sDSB t
H
sVSB t
应该具有怎样 的滤波特性？ 的滤波特性 ？
cos c t
VSB信号的解调
sVSB t
sp t
LPF
sd t
c(t ) 2 cos c t
SVSB SDSB H
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Q A
如何提高调制效率？
——抑制载波！
m t
m t
ht
s m t
m t
sI t
cos t
c
cos c t
/2
H Q
sm t
h(t ) H ( )
sQ t
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——解调的任务!
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1 2 Si m t 2
1 2 So m t 4
No 1 Ni 4
GDSB 2
So Si 即 2 No Ni
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Ni n0 B
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利用sin 2 2sin cos
GDSB
原因
So / N o 2 Si / Ni
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1 Sd M H c H c 2
若要无失真恢复 m(t)， VSB滤波器的传输函数必须
满足：
含义：
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课件制作：曹丽娜
残留边带滤波器的几何解释：
2 i 2 c 2 s
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分析模型
sm t
n t
带通 BPF 滤波器
si t
ni t
解调器 解调器
mo t
no t
性能指标
输出信噪比：
2 So mo (t ) 2 N o no (t )
制度增益：
So / N o G Si / N i
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调制分类
m(t )
m(t )
调制器
sm (t )
sm (t )
认识一下 调制过程 所涉及的 三种信号
c(t )
调制信号
载 波
已调信号
同义词
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运载工具
多种形式
课件制作：曹丽娜
--- 可从不同角度分类：
都有哪些 调制方式？
m(t )
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载波 ---不含有用信息 ，却“浪费”大部分的发射功率。 当然
边带
m<1 正常调幅
m>1
过调幅
m=1 临界状态，满调幅（100）
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2 设 m(t ) Am cos m （单音正弦）， t 则 m2 (t ) Am /2
n t
带通 BPF 滤波器
si t
ni t
解调器 解调器
mo t
no t
窄带高斯噪声
输出噪声
ni (t ) nc (t )cos 0t ns (t )sin 0t
相干解调
包络检波
n (t ) n (t ) n (t ) Ni n0 B
西安电子科技大学 通信工程学院
1 M c M c H 2
课件制作：曹丽娜
sVSB t
sp t
LPF
sd t
相乘：
s p t sVSB t 2cos ct
c(t ) 2 cos c t
§5.1.3 单边带调制（SSB）
SSB信号的产生
m t
（1）滤波法
sDSB t
HSSB
sSSB t
cos ct
技术难点之一
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边带滤波特性 HSSB()
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（2）相移法
设 m t Am cos mt
课件制作：曹丽娜
§5.1.6 相干解调 与 包络检波
相干解调
sm t
sp t
LPF
sd t
c t cos ct
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
包络检波
t
t
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
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课件制作：曹丽娜
AM传输带宽是调制信号带宽的两倍：
BAM 2 f H
AM的优势在于接收机简单，广泛用于中短调幅广播。
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AM信号的缺点
AM信号功率：
PAM
A02 m2 (t ) Pc Ps 2 2
载波功率
边带功率
调制效率（功率利用率）：
m(t ) max A0 m2 (t ) „ A02 故AM „ 50% AM功率利用率低！
载波 c t cos ct
sDSB t Am cos mt cos ct
1 1 Am cos c m t Am cos c m t 2 2 1 sLSB t Am cos c m t + 2 USB 1 1 Am cos mt cos ct Am sin mt sin ct - 2 2 1 1 m t cos c t m t sin c t - 2 2
DSB表达式
DSB调制器
m t
cos ct
sDSB t
条件： m t 0
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DSB波形和频谱
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DSB信号的特点
Q A
包络不再与m(t)成正比；当m(t)改变符号时载波相位反 转，故不能采用包络检波，需相干解调。
调制器
sm (t )
c(t )
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本章研究的模拟调制方式：
——是以正弦信号 c(t ) A cos(c t ) 作为载波的
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§5.1 幅度调制（线性调制）的原理
一般模型
m t
cos c t
S p SVSB c SVSB c
SVSB 1 M c M c H 2
LPF—解调输出：
1 Sd M H c H c 2
no (t )
No
sm (t ) m(t )cos ct
Si s (t ) m(t ) cos ct
2 m 2
1 mo (t ) m(t ) 2
1 2 m (t ) 2
1 2 So m (t ) m (t ) 4
2 o
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1 利用 cos （ 1 cos 2） 西安电子科技大学 通信工程学院 2
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VSB信号的特点
仅比SSB所需带宽有很小的增加，却换来了电路的简单。
f H BVSB 2 f H
应用：商业电视广播中的电视信号传输等。
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§5.1.5 线性调制（幅度调制）的一般模型
滤波法
相移法
2
利用sin 2 2sin cos
cos c(t ) ni (t ) nc (t ) co s 0t ns (t )sin 0t cos 0t
2
1 no (t ) nc (t ) 2
Ni n0 B
2 o
B=2fH
1 2 1 2 1 N o n (t ) nc (t )= ni (t ) N i 4 4 4
So Si 即 2 No Ni
频率分量精确相移 π/2
技术难点之二
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SSB信号的特点
BSSB BAM / 2 f H
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§5.1.4 残留边带调制（VSB）
——介于SSB与DSB之间的折中方案。
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Si si2 (t ) N i ni2 (t )
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§5.2.2 DSB-相干解调系统的抗噪声性能
sm ( t )
DSB
n (t )
BPF
相干解调器 Si sm ( t ) LPF ni ( t ) Ni c(t ) cos ct
mo (t ) So
课件制作：曹丽娜
VSB信号的产生
m t
sDSB t
H
sVSB t
应该具有怎样 的滤波特性？ 的滤波特性 ？
cos c t
VSB信号的解调
sVSB t
sp t
LPF
sd t
c(t ) 2 cos c t
SVSB SDSB H
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Q A
如何提高调制效率？
——抑制载波！
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