《通信原理》——模拟幅度调制.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,章 模拟幅度调制,调制：将基带信号（调制信号）搬到频率较高的载波频率段上，形成已调制信号。,s(t,)=A(t)cos(,c,t+(t)+,0,）,幅度调制：基带信号,f(t,),调制载波信号,c(t,),的幅度，形成已调制信号,s(t,),。,幅度调制分为完全调幅,AM,，双边带调幅,DSB,，单边带调幅,SSB,，残留边带调幅,VSB,等。,3.1,完全调幅（,AM,）,3.1.1,完全调幅的定义,完全调幅是指基带信号叠加一个直流信号后，再与载波相乘而进行的调制过程。其表达式为,3.1.2,正常调幅、满调幅和过调幅,正常调幅是用基带信号结痂一个直流信号后再乘以载波。根据基带次信号和叠加直流信号大小关系不同，又可分为正常调幅、满调幅和过调幅。如下图所示为幅度调制信号波形图。,调幅系数（或调制指数）的表达式为,当,1,时，为过调幅，,此时不能从,s(t,),的包络中恢复,f(t,),。,通常，设置调幅系数,为,0.30.6,。如图所示为过幅度调制信号波形。,3.1.3,完全调幅信号的频域特征,如图所示为完全调幅信号的频谱搬移,。,设,f(t,),是基带信号，由傅里叶变换可得到其频域表达式 。,直流分量,A,0,的频域表达式为,载波信号,c(t,),的频域表达式为,由信号与系统知识可知,3.1.4,完全调幅信号的解调,包络解调是一种非相干解调，如图所示为用保罗检波器解调,AM,信号的模型。,完全调幅信号还可以进行相干解调，具体内容见,3.2,节。,3.1.5,完全调幅信号的带宽和功率,由完全调幅信号的频谱搬移图可知，完全调幅信号的单边带宽是基带信号,f(t,),的,2,倍。,实信号功率是指信号在任意时刻的瞬时功率，即信号电平在,1,欧姆的电阻上的功率等于信号该是可取值的绝对平均值的平方。由此可知信号在,1,欧姆的电阻上的平均功率为,载波功率、边带功率和调制效率,令 ，称为载波功率。，称为边带功率。,AM,信号的功率是由边带功率和载波功率两部分组成的。定义完全调幅信号的调制频率 为有用功率和总功率之比，即,当调制信号是一个余弦信号时，则可得调制效率为,3.2,抑制载波双边带调幅（,DSB,）,3.2.1,双边带调幅的定义和波形,如果在调制时不加入直流分量，直接用基带信号与载波信号相乘，那么得到的已调制信号中将不包含载波能量，这就可以提升调制效率。这种不含载波分量的调幅信号称为抑制载波双边带调幅信号，简称双边带信号。其示意图如下图所示。双边带信号的表达式为,双边带信号的波形图如下图所示，由图可知，,s(t,),的包络不能直接反映信号,f(t,),波形。,3.2.2,双边带信号的频率域分析,双边带信号与完全调幅类似，但没有载波处的冲激分量。,注：上边带和下边带的概念。,如右图所示为双边带信号频谱图。,3.2.3,双边带信号的解调和平均功率,双边带信号解调的思路：进行频谱搬移，将信号从载波点搬回零频点。下图为双边带调幅信号想干解调模型图。,要求接收方本地载波与发送方载波频率和相位同步。,已调制信号,s(t,),的功率全是边带功率，没有载波功率。,如右图所示为双边带想干解调的频域示意图。,3.3,单边带调制,(SSB),3.3.1,单边带调制的定义,将双边带调制信号只保留上边带或下边带中的一对即为单边带调制。,保留上边带的，称为上边带调制,(USB),；保留下边带的，称为下边带调制,(LSB),。,如图所示为单边带信号滤波实现的模型。,3.3.2,单边带滤波器,单边带滤波器通常有以下几种：,上边带滤波器（高通滤波器）；,下边带滤波器（低通滤波器）；,单边带调制的频谱示意图如右图所示。,理想的滤波器截止特性,和现实滤波器的过渡带。下图为,理想滤波器的截止和实际滤波器的过渡带。,单边带信号滤波器的归一化值,a,f/f,c,决定实现难度。,3.3.3,二次滤波法,如下图所示为二次滤波的模型。,如图所示为二次滤波的频谱示意图。,3.3.4,相移法实现单边带调制,如下图所示为相移法实现单边带调制。,3.3.5,单边带信号的解调,单边带调制与双边带信号解调类似，都是相干解调。,已知单边带信号为,如图所示为带边带信号解调的示意图。,3.4,残留边带调制（,VSB,）,3.4.1,残留边带调制定义,由于双边带带宽过大，单边带难于实现，,于是折衷产生残留边带调制。,残留边带滤波器截止较为平缓，容易实现。,但残留边带调制法要求过渡带严格的互补对称。,如图所示分别为残留边带调制模型和,残留边带传递函数与单边带传递函数的比较图。,3.4.2,残留边带信号的解调,残留边带信号一般采用相干解调。,上下边带的残留互补。,如图所示为才流变带解调的频谱示意图。,3.5,各种线性调制的一般模型,3.5.1,各种线性调制的一般模型（滤波器法实现）,3.5.2,各种线性调制解调的一般模型,相干解调模型如下图所示。,非相干解调（插入直流信号后进行包络检波）。,本章小结,本章主要介绍了模拟通信中的线性调制，即调制信号,f(t,),对载波信号的幅度产生影响。,线性调制包括完全调制信号、双边带信号、残留边带信号等。,调幅信号的解调一般采用相干解调，这种解调要求本地载波与调制载波在频率和相位上严格匹配。,完全调幅信号还可以采用非相干解调。,