模拟调制系统教学.ppt

模拟通信系统模型主要内容
模拟调制：用来自信源的基带模拟信号去调制某载波
载波：确知的周期性波形－余弦波：

式中，A为振幅；
0为载波角频率；
0为初始相位。
定义：
调制信号m(t)－自信源来的信号
已调信号s(t)－调制后的载波称为已调信号
调制器－进行调制的部件调制的目的：
频谱搬移－适应信道传输、合并多路信号
可以提高抗干扰性–扩展被传送信号的带宽
模拟调制的分类：
线性调制（幅度调制）
已调信号的频谱结构和调制信号的频谱结构相同，其频谱是调制信号频谱沿频率轴平移的结果。
调幅、单边带、双边带、残留边带…
非线性调制（角度调制）：
已调信号的频谱结构和调制信号的频谱结构有很大的不同，除了频谱搬移外，还增加了许多新的频率成分
频率调制、相位调制基本概念
设载波为：c(t)=Acos0t=Acos2f0t
调制信号：m(t)
相乘结果：s(t)
带通滤波器：H(f)
滤波输出：s(t) H(f)不同的设计得到不同的调制种类振幅调制（AM）
基本原理
设:m(t)=[1+m(t)]，|m(t)|1，|m(t)|max=m－调幅度，
则有调幅信号：s(t)=[1+m(t)]Acos0t，
式中，[1+m(t)]0，即s(t)的包络是非负的。

+1=

 =频谱密度
含离散载频分量
当m(t)为余弦波，且m＝100％时，
两边带功率之和＝载波功率之半。AM信号的接收：包络检波
原理：

性能：设输入电压为

式中，
为检波器输入噪声电压
y(t)的包络：
在大信噪比下： 检波后（已滤除直流分量）：
输出信号噪声功率比：
∵在检波前的信号噪声功率比等于

∴检波前后信噪功率比之比为

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。双边带（DSB）调制
原理：调制信号m(t)没有直流分量时，得到DSB信号。
频谱：两个边带包含相同的信息。解调：需要本地载波
设接收的DSB信号为

接收端的本地载波为

两者相乘后，得到

低通滤波后，得到
仅当本地载波没有频率和相位误差时，输出信号才等于m(t)/2。[和调制信号仅差一个常数因子]
优缺点：DSB信号可以节省发送功率，但接收电路较为复杂单边带(SSB)调制
原理：
两个边带包含相同的信息
只需传输一个边带：
上边带或下边带
要求m(t)中无太低频率
解调：需要本地载波
由于若z(t)=x(t)y(t)，
则有Z()=X()Y()
单边带信号解调时，
用载波cos0t和接收信号相
乘，相当于在频域中载波频
谱和信号频谱相卷积。 下图以上边带为例，示出用低通滤波器滤出解调后的信号。

SSB优点：比DSB信号进一步节省发送功率和占用带宽残留边带(VSB)调制
VSB调制的优点：解调时可不需要本地载波，容许调制信号含有很低频率和直流分量。
原理：VSB仍为线性调制。
调制信号和载波相乘后的频谱为

设调制器的滤波器的传输函数为H(f)，则滤波输出的已调信号频谱为现在，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，
则接收信号和本地载波相乘
后得到的r(t)的频谱为：
将已调信号的频谱
代入上式，得到r(t)的频谱为：
上式中M(f+2f0)和M(f–2f0)两项可以由低通滤波器滤除，所以得到滤波输出的解调信号的频谱密度为： 为了无失真地传输，要求上式

中
由于

所以，上式可以写为

上式即产生VSB信号的条件。 上式要求：滤波器的截止特性对于f0具有互补的对称性：3.3非线性调制角度调制的定义：
由右式可见，
(t)是载波的相位。若使它随调制信号m(t)以某种方式变化，则称其为角度调制。
相位调制的定义：若使相位(t)随m(t)线性变化，即令
kp为常数
则称为相位调制。这时，已调信号的表示式为

此已调载波的瞬时频率为：

上式表示，在相位调制中瞬时频率随调制信号的导函数线性地变化。频率调制的定义：若使瞬时频率直接随调制信号线性地变化，则称为频率调制。这时，瞬时角频率为
及瞬时相位为
载波相位随调制信号的积分线性地变化
这时，已调信号的表示式为：

相位调制和频率调制的比较：
在相位调制中载波相位(t)随调制信号m(t)线性地变化，而在频率调制中载波相位(t)随调制信号m(t)的积分线性地变化。
若将m(t)先积分，再对载波进行相位调制，即得到频率调制信号。类似地，若将m(t)先微分，再对载波进行频率调制，就得到相位调制信号。
仅从已调信号波形上看无法区分二者。角度调制的波形

若m(t)作直线变化，则已调信号就