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第三章模拟调制系统

否则,出现“过调幅” 现象,包络检波失效。
A max
Amin
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AM调制波形分析
m’(t)
O
重要参数:调幅指数
t
AM
m'
m0
Amax Amax
Amin Amin
sAM (t) O
Amax
Amin
t
满调幅, A M =1,此时m’=m0 欠调幅,一般 A M 小于1
过调幅, A M 大于1 ,Amin为负值
Sm ()A 2M (c)M ( c)
结论:已调信号的幅度随基带信号正比变化,频 谱是基带信号频谱的简单搬移。由于这种搬移是 线性的,因此幅度调制又称为线性调制。
注意:“线性”并不意味着已调信号与调制信号 之间符合线性变换关系。
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(1)标准调幅 AM
时域表示
m’(t)
sAM (t)
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5.2.1 幅度调制的原理
设正弦型载波为:
s(t)Acosct0
式中,A —载波幅度; c —载波角频率; 0 —载波初始相位。
幅度调制信号(已调信号)可表示成:
s m (t) A m (t)c o s (c t0 )
式中, m(t)—基带调制信号。
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假设m(t)<->M(),则已调信号的频谱为:
sDS (t)Bm (t)co cs t
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DSB信号频谱分析
DSB信号节省了载波功率,调制效率为100% 频带宽度仍是调制信号带宽的两倍 上、下两个边带是完全对称的
问题:能否只传输其中一个边带, 节省带宽?
SD(S )B1 2[M (c)M (c)] 单边带调制
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5.1 引言
调制:用调制信号去控制载波某个参数(幅度、频率、相位)。
模拟调制 连续变化的模拟量 (单音正弦波)
调制信号 m(t) 调制器
(信息信号)
已调信号s(t)
(传输信号)
离散的数字量 (二进制数字脉冲)
载波信号c(t)
脉冲波形
数字调制
连续波形
连续波调制 (单频正弦波)
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sDS (t)Bm (t)co cs t
频域表达式:无载频分量
SD(S )B1 2[M (c)M (c)]
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(2)双边带调制(DSB)
时域表示
抑制载波
m(t)
O
O t
t
DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致 需采用相干解调(同步检波) 调制信号m(t)的过零点处高频载波相位有180o突变
调制信号带宽是基带信号带宽fH的两倍:
BAM2fH
调制信号功率:
P A MsA 2M (t)[m 0m '(t)]2cos2 ct [m 0 2cos2 ctm '2(t)cos2 ct2m 0m '(t)cos2 ct
m '(t) 0
所以
PAMm 202
m'2(t) 2 PcPS
载波功率 边带功率
脉冲调制 (矩形周期脉冲)
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调制的分类 √ 模拟调制:调制信号是连续变化的模拟信号
调制信号不同: 数字调制:调制信号是离散的数字信号
√ 载波信号不同: 连续波调制:载波信号是连续波形
脉冲调制:载波信号是脉冲波形
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调制的分类
幅度调制:载波幅度随调制信号变化√
被调制载波参数不同: 频率调制:载波频率随调制信号变化√
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调制效率
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。
AMPPASM
m'2(t)/2 m02/2m'2(t)/2
“满调幅”时,如果m’(t)为矩形波形,则最大可得到
AM =50%,而m’(t)为正弦波时可得到AM =33.3%。
一般情况下,调幅指数都小于1,调制效率很低,即 载波分量占据大部分信号功率,有信息的两个边带占 有的功率较小。
Amax
Amin
O
t
O
t
调制信号 m ' (t ) 0
叠加直流m0
m00+m’(t)
O
t
O
t
s A M ( t) m ( t) c o sc t m 0 c o sc t m '( t) c o sc t
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时域波形
当m0≥|m’(t)|max
时已调信号包络与调 制信号波形相同,用 包络检波法可以恢复 出原始调制信号。
频谱的变化:
相位调制:载波相位随调制信号变化√ 已调信号与输入信号频谱之√间
线性调制: 呈线性搬移
非线性调制:
已调信号与输入信号频谱之间 呈非线性搬移
m (f )
线性调制
sm (f )
非线性调制
sm (f )
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频谱之间呈线性搬移关系: AM、ASK
频谱之间没有线性对应关系:
FM、PM、FSK
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本章内容:
1
引言
2 幅度调制的原理及抗噪声性能
3 非线性调制的原理及抗噪声性能
4 各种模拟调制系统的比较
5
频分复用(FDM)
6 复合调制及多级调制的概念
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本章重点
模拟通信系统的原理,各种模拟调制方 式及抗噪声性能比较!
模拟调制: ➢线性调制:AM,DSB,SSB,VSB ➢非线性调制:FM,PM
AM调制方式调制效率低!
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AM调制的优缺点
优点:可以采用包络检波法解调,不需本 地同步载波信号,接收机成本很低。
缺点:AM信号的调制效率比较低
问题:能否去掉不带信息的载波, 提高调制效率?
抑制载波双边带调制
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(2)双边带调制(DSB)
时域表示式:无直流分量A0
当满足条件m’ (t)max m0时,AM信号的包络与调制信号成正比, 可以用包络检波法很容易恢复出原始的调制信号
m’ (t) max >m0将会出现过调幅现象而产生包络失真,不能用包 络检波器进行解调,为保证无失真解调,可以采用相干解调
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频谱
AM信号的频谱包含: ➢载频分量 ➢上边带
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(3)单边带调制(SSB)
双边带信号两个边带中的任意一个
都包含了调制信号频谱M()的所有频谱
信息,因此可以只传输其中一个边带。 既节省发送功率,还可节省一半传输频 带,这种方式称为单边带调制。
M()
1
单音调制
➢下边带
Hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0 H
上边带与原调制
信号的频谱结构相
A0
同,下边带是上边
带的镜像。
-c
SAM() 载频分量
A0
1 2
0
下边带c上边带
S A M () m 0 [( c ) ( c ) ] 1 2 [ M '( c ) M '( c ) ]
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带宽与功率分配
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