模拟调制的介绍.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,青岛大学,*,Click to edit Master title style,*,1,2026/5/24 周日,第三章模拟调制系统,2,2026/5/24 周日,第三章,模拟调制系统,概述,线性调制,振幅调制,(AM),双边带,(DSB),调制,单边带,(SSB),调制,残留边带,(VSB),调制,非线性调制,基本原理,已调信号频谱和带宽,角度调制信号的接收,3,2026/5/24 周日,概述,调制：,源：信源发出，由原始消息直接变化成的电信号；,频谱：从零开始较宽的范围，低频能量大，甚至含直流分量；,特点：不适于信道直接传输；,基带信号：,目的：使原始电信号适合信道传输；,方式：按基带信号的变化规律改变载波参数；,作用：,频率搬移，适于信道传输和复用；,提高抗干扰能力，提高系统可靠性和有效性；,模拟调制：,用调制信号连续变化的模拟量对连续正,/,余弦波调制。,调制信号：,m,(t,),模拟信号；,载波：,c(t,)=,A,cos(,0,t,+,0,),正弦波；,已调信号,s,(t,),：携带调制信号的信号；,4,2026/5/24 周日,概述,线性调制：,AM,、,DSB,、,SSB,、,VSB,频谱结构不变，,只是频谱沿着频率轴平移；,已调信号幅度随调制信号成比例变化；,已调信号：,线性调制,角度调制,/,非线性调制,角度调制：,PM,、,FM,相位或频率变化；增加新的频率成分，带宽增加；,幅度为常数；,5,2026/5/24 周日,第三章,模拟调制系统,概述,线性调制,振幅调制,(AM),双边带,(DSB),调制,单边带,(SSB),调制,残留边带,(VSB),调制,非线性调制,基本原理,已调信号频谱和带宽,角度调制信号的接收,6,2026/5/24 周日,线性调制,一般模型,调制信号,已调信号,M,(,f,),f,0,(a),输入信号频谱密度,S,(,f,),f,0,f,-,f,0,0,(b),输出信号频谱密度,m,(,t,),和,H,(,f,),的不同产生不同形式的调幅波。,7,2026/5/24 周日,线性调制,振幅调制,(AM),调制信号：,载波：,已调波：,载波分量,上下带边分量,AM,已调波的频谱：,8,2026/5/24 周日,C,(,f,),f,0,-,f,0,f,B,AM,S,(,f,),B,AM,-,f,0,f,0,f,c,(,t,),A,-,A,s,(,t,),t,1,0,1+m,(t),t,M,(,f,),f,m,f,-f,m,B,0,讨论：,带宽：,B,AM,=2,B,0,=2,f,m,频谱：,左右搬移,f,0,，,关于,f,0,对称；,含载频分量；,频谱：,上,/,下两个边带；,f,0,处两个冲激；,调制不失真条件：,|,m,(,t,)|0;,线性调制,振幅调制,(AM),：,AM,频谱,9,2026/5/24 周日,线性调制,振幅调制,(AM),：,解调,包络检波：,AM,已调信号外包络与调制信号相同；,要求：不发生过幅调制，,|,m,(,t,)|,0,，载波分量足够大；,特点：电路简单，检波效率高；,检波后信噪比下降；,应用：民用调幅波解调方式；,相干解调：,无条件实现；,已调信号,解调信号,10,2026/5/24 周日,线性调制,振幅调制,(AM),：,AM,功率分布,直流功率,交流功率,AM,信号能量：,直流分量占很大一部分；,不携带信息：,故：直流,/,载波分量可以去除掉；,降低传输功率，节省能量；,不影响信息传输；,抑制载波双边带调制,DSB,11,2026/5/24 周日,线性调制,双边带调制,(DSB),：,调制,调制信号无直流分量：,m,(,t,),载波：,已调信号：,已调信号频谱密度：,DSB,已调信号频谱：,没有载波分量，仅含上下边带；,上下边带关于,f,0,对称分布，携带信息相同；,|,f,|,f,0,下边带；,|,f|,f,0,，上边带；,B,DSB,=2,B,0,=2,f,m,(a),调制信号频谱密度,M,(,f,),f,0,B,0,(b),已调信号频谱密度,f,0,0,-,f,0,f,S,(,f,),下边带,上边带,上边带,B,DSB,12,2026/5/24 周日,线性调制,双边带调制,(DSB),：,解调,相干解调：同步本地载波,数学模型：,解调：,已调信号,解调信号,本地载波：同频、同相,完全同步,本地载波频差对解调的影响：,13,2026/5/24 周日,线性调制,单边带调制,(SSB),：,调制,H,L,(,f,),特性,(c),低通滤波器特性和信号频谱,S,(,f,),-,f,0,f,0,f,下边带,上边带,S,(,f,),上边带,下边带,(a),滤波前信号频谱,-,f,0,0,f,f,0,-,f,0,上边带,(b),高通滤波器特性和信号频谱,f,0,0,f,H,H,(,f,),特性,H,H,(,f,),特性,S,(,f,),上边带,滤波器要求：边缘陡峭；,m(t,),要求：低频分量少；,上下边带分开；,DSB,分析：,上下边带携带有相同信息，,滤除其中一个边带不影响信号；,还可减小发射功率,;,利用上边带,高通，,UPF,利用下边带,低通，,LPF,14,2026/5/24 周日,线性调制,单边带调制,(SSB),：,解调,相干解调,已调信号,低通滤波,本地载波,基带信号,(a),载波频谱,f,0,0,-,f,0,f,C,(,f,),S,(,f,),(b),上边带信号频谱,上边带,上边带,f,0,0,-,f,0,f,2,f,0,-2,f,0,(c),载波和上边带信号频谱的卷积结果,f,0,0,-,f,0,f,2,f,0,-2,f,0,M,(,f,),H,L,(,f,),SSB,优点：,节省带宽；节省能量,15,2026/5/24 周日,线性调制,残留边带,(VSB),：,调制,0,f,f,m,-,f,m,M,(,f,),0,f,0,-f,0,f,S,DSB,(,f,),0,f,0,-f,0,f,S,SSB,(,f,),0,f,0,-f,0,f,S,VSB,(,f,),B,DSB,B,SSB,调制信号,已调信号,VSB,滤波器要求：,互补对称性,B,VSB,16,2026/5/24 周日,线性调制,残留边带,(VSB),：,解调,调制信号,已调信号,低通滤波,本地载波,低通滤波后的信号频谱：,17,2026/5/24 周日,线性调制,残留边带,(VSB),：,解调,低通滤波后的信号频谱：,VSB,信号无失真解调的条件：,H,(,f,+,f,0,),0,f,-2,f,0,f,m,-(,f,0,+,f,m,),0,f,0,-,f,0,f,0,+,f,m,f,H,(,f,),0,f,-2,f,0,2,f,0,f,m,-,f,m,H,(,f,+,f,0,)+,H,(,f,f,0,),0,f,2,f,0,H,(,f,-,f,0,),-f,m,H,(,f,),对于,f,0,具有互补对称性。,18,2026/5/24 周日,第三章,模拟调制系统,概述,线性调制,振幅调制,(AM),双边带,(DSB),调制,单边带,(SSB),调制,残留边带,(VSB),调制,非线性调制,基本原理,已调信号频谱和带宽,角度调制信号的接收,19,2026/5/24 周日,非线性调制,基本原理,角度调制：,调制信号调制载波频率和相位；,信息附加在载波相位上；,已调信号频谱变化，与调制信号频率成,非线性关系,；,调制信号：,m,(,t,)=,A,m,cos,m,t,载波：,c,(,t,)=,A,cos,0,t,已调信号：,20,2026/5/24 周日,非线性调制,调相,PM,波,PM,波：已调正弦波,瞬时相位,与调制信号,m,(,t,),成线性关系。,k,P,调制常数代表调相器灵敏度,21,2026/5/24 周日,非线性调制,调频,FM,波,FM,波：已调正弦波,瞬时角频率,与调制信号,m,(,t,),成线性关系。,k,f,调制常数，代表调频器灵敏度,22,2026/5/24 周日,非线性调制,PM,与,FM,比较,令：,m,1,(,t,)=,m,(,t,),dt,做调制信号，调相：,间接调频,令：,m,2,(,t,)=,d,m,(,t,)/,dt,做调制信号，调频：,间接调相,23,2026/5/24 周日,非线性调制,PM,与,FM,比较,例：如图已调信号波形和角频率，其中，瞬时角频率随时间线性变化,试确定调制信号的形式。,分析：,若已调信号为,FM,波：,若已调信号为,PM,波：,同一角度调制结果，可采用不同调制方式（,FM/PM,）实现。,只是，选用的调制信号不同。,24,2026/5/24 周日,非线性调制,频谱与带宽,(FM),调制信号：,m,(,t,)=,A,m,cos,m,t,调制指数,最大相偏,频率偏移,最大相位偏移,25,2026/5/24 周日,非线性调制,频谱与带宽,(FM),第一类,n,阶贝塞尔函数,0,载频,0,+,n,m,边频，成对,带宽：,B,2(,m,f,+1),f,m,26,2026/5/24 周日,非线性调制,频谱与带宽,(FM),kHz,kHz,kHz,kHz,kHz,kHz,kHz,kHz,边频成对当调制信号含有很多频率分量时：,当调制指数,m,f,1,时，称为,窄带调频,。,大部分功率集中在有限带宽内；,若忽略掉振幅小于未调载波振幅,1%,的边频分量，则：,27,2026/5/24 周日,非线性调制,频谱与带宽,(FM),窄带调频,28,2026/5/24 周日,非线性调制,频谱与带宽,(PM),调制指数,最大相偏,频率偏移,最大相位偏移,29,2026/5/24 周日,非线性调制,接收,角调信号特点,振幅恒定，不含信息；,噪声对信号角度影响小；,解调方法：,限幅器,+,鉴频器；,限幅器,+,鉴相器；,角度调制：抗干扰能力强！,30,2026/5/24 周日,例：,某调频波 ，求：1,）已调信号平均功率；（,2,）调制指数；,（,3,）最大频偏；（,4,）调频信号宽度。,解,：,非线性调制,举例,31,2026/5/24 周日,本章作业,P70,3.1,，,3.2,3.6,，,3.7,，,3.8,32,2026/5/24 周日,Thank you all for your attention!,Any Question and Suggestion are welcome!,Email:jiluch,Cellphone,:18669893093,33,2026/5/24 周日,调幅系数,包络,已调信号的包络与调制,信号成比例变化,.,m(t,),与时间轴不相交；,过调制,AM,过调制,调制信号：,34,2026/5/24 周日,FM,与,PM,的关系,举例,若,m,(,t,),作直线变化，则已调信号就是,频率调制,信号；,若,m,(,t,),是随,t,2,变化，则已调信号就是,相位调制,信号。,FM,：,PM,：,35,2026/5/24 周日,第一类贝塞尔函数,x,第一类,Bessel,函数曲线,