ωc ω
现代通信原理
• 已调信号可表示成： sm(t) = Am(t)cos(ωct+φ0)
m(t) ：基带调制信号
m(t)
h(t) (t)
图4–1 幅度调制器的一般模型
第四章 模拟调制系统
现代通信原理
图 4 - 1 之所以称为调制器的一般模型，是因为在 该模型中，适当选择滤波器的特性h(t) ，便可以得到 各种幅度调制信号。 根据h(t)特性及所包含频谱成分的不同，幅度调制可分 为： 1) 调幅（AM)：h(t)为全通网络， m(t) 有直流成分； 2) 抑制载波双边带（DSB）：h(t)为全通网络，m(t) 无直 流成分； 3) 单边带（SSB）：h(t)为截止频率为fc的高通或低通滤 波器； 4) 残留边带（VSB）：h(t)为特定的互补特性滤波器。
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第四章 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
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4.1 引 言
❖ 调制：按基带调制信号 的变化规律去改变高频 载波某些参数的过程。
频谱表达式：
sDSB(ω)=1/2[M(ω-ωc) + M(ω+ωc)]
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S() S(t)
O
t
-c
O
c
M()
m(t)
O
t
sDSB(t)
O
t
载波反相点
-H O H
SDSB()
2H
-c
O
c
图 4-3 DSB信号的波形和频谱
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❖由时间波形可知，DSB信号的包络不再与 调制信号的变化规律一致，因而不能采用 简单的包络检波来恢复调制信号，需采用 相干解调(同步检波)。另外，在调制信号 m(t)的过零点处，高频载波相位有180°的突 变。
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4.2 幅度调制的原理及抗噪声性能
一、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。
s(t)
•正弦型载波
s(t) = Acos(ωct+ φ0) ωc：载波频率； φ0 ：载波的初始相位； A ：载波的幅度。
t
S(ω)
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-ωc
❖ 调制的目的
调制器
m(t)
调制信号
sm(t) 已调信号
c(t)
载波信号
将基带调制信号变换成适合在信道中传输的已 调信号
有效地利用频带，实现信道的多路复用传输
提高通信系统抗噪声/干扰性能
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基带信号和载波信号 ❖ 基带信号(调制信号)
包含信息、需要被传输的原始信号，具有频率 较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不适 宜直接进行传输。 ❖ 载波信号(被调制信号) 在信道中传输、其某些参数受调制信号控制的 特定信号。载波信号可以分为两类：用正弦型 信号作为载波；用脉冲串或一组数字信号作为 载波。
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单边带调制（SSB）
抑制载波的双边带调幅尽管节省了载 波功率,但与常规双边带调幅一样，上下 两个边带是完全对称的，所携带的信息完 全相同，而用一个边带就可以传输全部信 息，这样就产生了单边带调制(Single side band )。SSB不仅节省了载波功率，而且 还节省了一半传输频带。
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双边带(DSB)信号
❖ 如果输入基带信号没有直流分量，且h(t)是理想 带通滤波器，则得到的输出信号便是无载波分 量的双边带调制信号，或称双边带抑制载波 （ Double Side Band-Suppressed Carrier）调 制信号，简称DSB信号。 时域表达式： sDSB(t)=m(t)cosωct m(t)M(ω)
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模拟调制的分类
❖ 模拟调制通常采用正弦波作为载波，调制方式有：
线性幅度调制：载波的幅度随基带调制信号 成比例变化；从频谱上来看，已调信号的频 谱与基带信号频谱呈线性搬移的关系。如调 幅AM，双边带DSB，单边带SSB等。
非线性角度调制：载波的频率或相位随基带 调制信号成比例变化。已调信号的频谱不再 保持原来基带调制信号频谱的结构，而产生 新的频谱分量。如调频FM和调相PM。
➢ 标准调幅信号的频谱包含两个频带且|sAM(ω) |对于±ωc 是对称的。通常把大于ωc或小于- ωc的频带叫做上边带 (USB)，把大于- ωc且小于ωc的频带叫做下边带(LSB)。
➢ AM波占用的带宽是原始信号带宽的2倍，即2 ωH 。 ➢ 为了实现不失真的调幅，必须满足两个条件:
(a) 对于所有t，必须满足 m0+m’(t) ≥ 0 (b) 载波频率应远大于m’(t)的最高频率分量,即ωc>ωH。
m’(t) e jωctM’(ω-ωc) 故sAM(t) 的频谱表达式为
S AM () m 0[( c ) ( c )]
1 [M( 2
c
)
M(
c
)]
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AM的特点
➢ 调幅过程使原始频谱M( ω )搬移了±ωc，且频谱中包含 载频分量πm0 [ δ(ω-ωc)+ δ(ω+ωc) ] 和边带分量 1/2[ M’(ω-ωc) + M’(ω+ωc)] 两部分。
m0+m''(t)
O
cosc(t)
O
sAM(t)
O
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t
t
M()
1
t
-H 0 H
m0
t
-c
SAM()
1 2
0
m
0
c
图 4 - 2 AM信号的波形和频谱
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❖ sAM(t)的频谱表达式 设m’(t)M’(ω)，根据欧拉公式
sAM(t) = [m0+m’(t)](e jωct+ e-jωct)/2 而 m0 e jωct2πm0δ(ω-ωc)
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调幅（AM）信号
❖ 基带信号中含有直流分量
mo
mt
sm t
m't cosc t
s AM (t) m(t)cos ct [m0 m' (t)]cos ct
m0 : 调制信号中的直流成分 m’(t) : 需传送的原始信号
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m''(t) O
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SSB单边带信号的滤波法生成
❖ 产生SSB信号最直观的方法是让双边带信号通过一个边 带滤波器，保留所需要的一个边带。将带通滤波器H(ω) 设计成理想低通HLSB(ω)或理想高通HUSB(ω)，就可分别 取出下边带信号频H(谱) SLSB(ω)或上边带信号频谱SUSB(ω)