模拟调制-南京.ppt

第5章模拟调制系统由消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分量，大多不适宜在信道中直接传输。必须先经过在发送端调制才能在信道中传输。而在接收端解调。
调制的作用：
提高无线通信时的天线辐射效率。
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。
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。
所谓调制，就是按原始信号（也称为基带信号或调制信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程。
载波信号是指未经调制的周期性振荡信号，可以是正弦波，也可以是非正弦波。５.1幅度调制(线性调制)的原理由此推得已调信号的频谱：傅里叶变换一些数学关系：1.调幅(AM)调幅信号的波形图与频谱图调幅信号由载频分量、上边带和下边带三部分组成。
AM信号的特性：
带宽：它是带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信号的带宽的两倍。

功率：当m(t)为确知信号时，对信号的平方在时间周期内求平均。AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率才与调制信号有关，载波分量并不携带信息。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称为调制效率：2.双边带调幅(DSB)双边带信号的波形图与频谱图双边带信号的包络仍然是随调制信号变化的，但它的包络已不能准确地反映低频调制信号的变化规律。
双边带信号在调制信号的负半周时，已调波高频与原载频反相，而在调制信号的正半周时，已调波高频与原载频同相。也就是双边带信号的高频相位在调制电压过零点处要突变180度。3.单边带调幅(SSB)单边带调制中只传输双边带信号中的一个边带。
产生上边带信号的最直观方法是设计一个如上图所示的带通滤波器，传输特性为可证：单边带信号的时域描述为设的傅氏变换为，则可证：用相移器实现单边带信号的一般模型（信号实现方法）：单边带调制小结：4.残留边带调幅(VSB)用滤波法实现VSB调制的原理与单边带信号的获取相同，但传输函数改成能够容易实现的波形。这时图中滤波器的特性应按残留边带调制的要求来进行设计，而不再要求十分陡峭的截止特性，因而它比单边带滤波器容易制作。

通过相干解调，可以使输出无失真地恢复调制信号m(t)，可证，传递函数必须满足的关系是：

式中，ωH是调制信号的截止角频率。
上述条件的含义是：残留边带滤波器的特性H()在c处必须具有互补对称（奇对称）特性,相干解调时才能无失真地从残留边带信号中恢复所需的调制信号。滤波法模型
可以归纳出滤波法线性调制的一般模型如下：

按照此模型得到的输出信号时域表示式为：

按照此模型得到的输出信号频域表示式为：

式中，
只要适当选择H()，便可以得到各种幅度调制信号。移相法模型
线性调制后的信号在时域可表示为一个相乘器和一个响应为h(t)的滤波器组成：

将上式展开，则可得到另一种形式的时域表示式，即
式中

表明，sm(t)等效为两个互为正交调制分量的合
成。证明：6.相干解调与包络解调以单边带信号为例说明：包络检波包络检波定性解释：５.2线性调制系统的抗噪性能带通滤波器滤除已调信号频带以外的噪声后，ni(t)变为窄带高斯噪声。评价模拟通信系统的质量指标可用输出信噪比：对于语言信号传输，S0/N0的比值为10dB时，仅仅可以理解；30dB是一般电话通讯要求；高保真度电话信号要求60dB。在给定情况下，分析各种调制系统的抗噪性能。对于DSB解调器，输入信号与噪声信号经相干解调后的输出为：输出信号平均功率：因而，制度增益：讨论：
SSB系统中，。信噪比没有改善。
上式不能说明DSB系统的抗噪声性能比SSB系统好。因为，两者的输入信号功率不同、带宽不同，在相同的噪声功率谱密度条件下，输入噪声功率也不同，所以两者的输出信噪比是在不同条件下得到的。
在相同的输入信号功率，相同的输入噪声功率谱密度，相同的基带信号带宽条件下，对这两种调制方式进行比较，输出信噪比是相等的。这就是说，两者的抗噪声性能是相同的。但SSB所需的传输带宽仅是DSB的一半，因此SSB得到普遍应用。3.AM包络检波的性能合成包络：①大信噪比(小噪声)情况而解调器输入信号功率：100%调制波形解调器输出：(信号+噪声的模)这个结果表明，E(t)没有单独的信号项，只有项，信号m(t)与噪声无法分开，有用信号“淹没”在噪声之中。开始出现门限效应的输入信噪比称为门限值。５.3非线性调制(角度调制)原理调频波的频谱分析很繁杂，实际中分成窄带调频和宽带调频两种情况分析。频谱结构FM与AM相似，有载频、有边带分量，两者的带宽相同，均为2fm。
FM的边带分量要受到频率控制，即或的影响。
NBFM有一边频带和AM反相，出现负号。如果调制信号是：AM信号与NBFM信号的频谱图（有限个边频）：AM信号与NBFM信号的矢量图