《通信原理》——模拟幅度调制.ppt

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(ct+(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，为正常调幅， 此时能从s(t)的包络中恢复f(t)。,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A0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 af/fc 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(