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第 4 章模拟调制系统

第 4 章模拟调制系统. 4.1 引言 4.2 幅度调制的原理及抗噪声性能 4.3 非线性调制（角度调制）的原理及 抗噪声性能 4.4 各种模拟调制系统的比较 4.5 频分复用（ FDM ） 4.6 复合调制及多级调制的概念. 4.1 引言. 问题： 为什么要对信号进行调制？ 什么是调制？. 调制的目的. 作用： 频谱搬移 － 适应信道传输、合并多路信号 提高抗干扰性能. 按调制信号的变化规律去改变载波某些参数的过程。 而载波通常是一种用来搭载原始信号（信息）的高频信号，它本身 不含有任何有用信息。.

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第 4 章模拟调制系统

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Presentation Transcript

  1. 第 4章模拟调制系统 4.1 引言 4.2 幅度调制的原理及抗噪声性能 4.3 非线性调制（角度调制）的原理及 抗噪声性能 4.4 各种模拟调制系统的比较 4.5 频分复用（FDM） 4.6 复合调制及多级调制的概念 1

  2. 4.1引言 问题： 为什么要对信号进行调制？ 什么是调制？ 2

  3. 调制的目的 作用： 频谱搬移－ 适应信道传输、合并多路信号 提高抗干扰性能 3

  4. 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。 而载波通常是一种用来搭载原始信号（信息）的高频信号，它本身不含有任何有用信息。 什么是调制？ 4

  5. 调制分类 调制信号： 载波信号： 线性调制 非线性调制 幅度调制 频率调制 相位调制 线性调制：已调信号的频谱是基带信号的频谱的 简单搬移 调幅： 5

  6. 模拟调制的种类 AM DSB-SC SSB VSB 幅度调制(线性调制) 频率调制 相位调制 角度调制(非线性调制) 6

  7. 4.2 幅度调制 4.2.1幅度调制的原理 幅度调制是正弦型载波的幅度随调制信号作线性变化的过程 1.已调信号表达式： 载波： s(t)=A cos(ωct+φ0) 调制信号： m(t) 已调信号 s m(t)=Am(t)cos(ωct+φ0) 取初始相位为0 7

  8. 2.已调信号频谱 已调信号的频谱为 • 说明 已调信号频谱完全是被调制信号频谱结构在频域内 • 的简单搬移 8

  9. 3.线性调制器的一般模型 适当选择带通滤波器的冲激响应h(t)，可以得到各种线性调制信号。 9

  10. 一、AM信号（常规调幅） 假设h(t)=δ(t)，即滤波器（H(ω)=1）， 调制信号m(t)叠加直流A后与载波相乘可形成调幅(AM)信号 1.产生模型（AM调制器模型图） 10

  11. 2.已调信号时域表达式 调制信号 直流 载波项 DSB项 信号分量 3.已调信号频域表达式 直流分量 11

  12. 4.AM信号波形 （时域） 频谱图（频域） 12

  13. 5.AM信号分析 频谱形状未变；±fc处两边； 带宽是基带信号带宽fH的两倍，即BAM=2fH上下边带的定义， 当满足条件|m(t)|max =A0 时，称100％调制。 包络反应着调制信号的变化规律 13

  14. 6. AM信号的平均功率 边带功率 载波功率 AM信号的调制效率： 14

  15. 7.AM信号的解调 a:相干解调法 相乘后： LPF后，解调器输出： 15

  16. b:非相干解调（包络检波） 16

  17. 二、 双边带调制（DSB） 1.时域表达式 2.调制器模型图（DSB信号产生方框图） 3.DSB信号频域表达式 17

  18. 4.DSB信号波形 （时域） 频谱图（频域） 18

  19. 分析： BDSB=2fm,DSB调制后带宽为基带信号的2倍 包络不再反应调制信号的变化规律，不能用包络检波器解调 19

  20. 5. DSB信号的解调 DSB信号只能采用相干解调 z ( t ) s ( t ) s ( t ) LPF BPF x AM o w cos t c 信道 解调器乘法器输出： 经低通滤波器输出 20

  21. 三、 单边带信号（SSB） 1.产生 a:滤波法 若保留上边带，HSSB(ω)应具有高通特性。 若保留下边带，则应具有 低通特性。 21

  22. 单边带信号的频谱图

  23. 3.SSB信号的频域表达式 2.SSB信号带宽： 23

  24. 3. 时域表达式 设单频调制信号为m(t)=Amcosωmt，载波为s(t)=cosωct， 两者相乘得DSB信号的时域表示式为 保留上边带（USB)，则 24

  25. 保留下边带(LSB )，则 把上、下边带合并起来可以写成 式中，“-”表示上边带信号，“+”表示下边带信号 Am sinωmt 可以看成是Am cosωmt相移(π/2) ， 而幅度大小保持不变。我们把这一过程称为希尔伯特变换 25

  26. SSB信号的时域表示式 式中， 是m(t)的希尔伯特变换。 “-”表示上边带信号，“+”表示下边带信号 26

  27. 另一种产生方法b:相移法 27

  28. 3.SSB信号的接收（解调） SSB信号只能采用相干解调（同步解调） 信道 28

  29. 解调器输出表达式 乘法器输出为： 经低通滤波后的解调输出为 29

  30. 四、 残留边带信号（VSB） 30 残留边带调制是介于单边带调制与双边带调制之间的一种调制方式 部分抑制一个边带，使其仍残留一小部分 1.调制与解调方框图

  31. 2.讨论残留边带滤波器的特性 设残留边带滤波器的传输特性：H（ω） 残留边信号的频域表达式： 确定H（ω）

  32. LPF • Sm(t) m(t) • S(t ) =cosωct • 相干解调组成框图 • Sm(t) S(t ) 的频谱：

  33. cosωct的频谱

  34. 经LPF： 结论：残留边带滤波器的传输函数在载频附近必须具有互补对称特性 为了准确地获得M（ω）必须满足 ωH是基带信号的截止角频率

  35. 残留边带滤波器的几何解释

  36. 残留边带滤波器特性 (a) 残留部分上边带的滤波器特性;b） 残留部分下边带的滤波器特性  

  37. VSB信号频谱示意图

  38. 带宽： • BVSB=(1~2)fm • BSSB≤ BVSB≤BDSB

  39. 总结： 都可相干解调法解调 AM,DSB,SSB,VSB

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