通信原理第六讲模拟信号的调制与解调.ppt

通信原理 第六讲,通信基础教研室 潘若禹 办公室 3号实验楼324 电话 88166348 邮箱 ,第五章 模拟信号的调制与解调,基本要求： 1.了解调制的目的、定义和分类； 2.掌握调幅(AM)、抑制载波双边带调幅(DSB-SC)、单边带调幅(SSB)、残留边带调幅(VSB),上述各种线性调制的时域和频域表示,时域波形和频谱结构,调制器和解调器； 3.知道线性调制系统的抗噪声性能、门限效应； 4.清楚AM、DSB、SSB、VSB的性能比较,特点及应用。,重要定义 基带(调制)信号较低频率分量，不适宜在信道中传输。 载体(载波)运载基带信号的载体。 参数(或特征值)载波随基带信号变化的参数。 调制过程完成载波随基带信号变化的过程。,调制的本质： 1.基带信号转化为适合传输的频带信号； 2.信道多路复用，提高信道利用率； 3.增强抗干扰能力； 4.实现带宽与信噪比之间互换。 调制方式： A形式：模拟、数字 B载波选择：正弦波连续调制 脉冲波脉冲调制 调制的定义：按调制信号(基带信号)的变化规律去改变载波某些参数的过程。,参数(或特征值) 以不同的参数“表征”基带信号的特点构成AM、FM、PM的调制，这就是本章的主要内容。 脉冲调制：脉幅、脉宽、脉位调制 分析方法：信号系统的一般方法 时域、频域,3.1模拟信号的线性调制 线性调制：已调信号 和调制信号 频谱之间呈线性搬移关系的调制方式称为线性调制。 模拟连续波调制：调制信号为模拟信号，载波为连续波的一种调制类型。,3.1.1常规双边带调制(AM) 常规双边带调制就是标准幅度调制，它用调制信号去控制高频载波的振幅，使已调波的振幅按照调制信号的振幅规律线性变化。AM调制器模型下图所示。,假设调制信号为 ,冲击响应 ,即滤波器 ,是全通网络。载波信号为调制信号 , 叠加直流A0后与载波相乘,经过滤波器后就得到标准调制信号(AM信号),AM信号的时域和频域表示式分别为,结论： (1)调幅过程使原始频谱 搬移到了 ,且频谱中包含载频分量 和边带分量 两部分。 (2)AM波的幅度谱 是对称的。在正频率区域，大于c的频谱叫上边带(USB),小于c的频谱叫下边带(LSB)；又由于幅度谱对原点是偶对称的,所以在负频率区域,上边带应落在小于-c的频谱部分,下边带应落在大于 -c的频谱部分。,(3)AM波占用的带宽BAM(Hz)应是基带消息信号带宽 的两倍，即 。 (4)要使已调波不失真，必须在时域和频域满足以下条件： 在时域范围内,对于所有t,必须 这就保证了A(t)=A0+x(t)总是正的。这时,调制后的载波相位不会改变，信息只包含在信号之中,已调波的包络和 的形状完全相同，用包络检波的方法很容易恢复出原始的调制信号。否则,将会出现过调幅现象而产生包络失真。 在频域范围内,载波频率应远大于 的最 ,高频谱分量,即 若不满足此条件，则会出现频谱交叠，此时的包络形状一定会产生失真。 调幅度定义：调幅度是振幅调制信号的一个重要参数，其定义如下： 正常调幅, 满调幅, 过调幅。 只有 为负值时,出现过调幅现象。 ,请大家注意以下两个公式： 定理：设 为实平稳随机过程，则它的自相关函数为 性质： 结论： AM信号在1电阻上的平均功率PAM等于SAM(t)的均方值。当 为确知信号时,SAM(t)的均方值等于其平方的时间平均,即,当 时， 且 则上式变为,载波功率,边带功率,结论： AM信号的平均功率是由载波功率和边带功率组成的，而只有边带功率才与调制信号有关。 调制效率定义：为边带功率与总功率之比，即 对于调制信号为单频余弦信号的情况，即 , ,此时上式,变为 又因为 因此 当满调制 AM信号的载波分量并不携带信息，但占据了大部分功率，致使AM信号调制效率降低。如果抑制载波分量传送，就是DSB-SC调制。,3.1.2 抑制载波双边带调幅(DSB-SC) 为了提高调幅信号的效率，就得抑制掉已调波中的载波分量。要抑制掉AM信号中的载波，只需在图3-1中将直流分量A取掉，得到抑制载波的双边带信号，简称双边带信号(DSB)。 DSB信号的时域表示为 当调制信号为 确知信号时,DSB信号的频谱为,由于DSB频谱中没有载波分量,Pc=0。因此，信号的全部功率都包含在边带上，即 这就使得调制效率达到1