信号与系统课件 ch4 section 5-8

4-5 调制与解调 一、 调制与解调的概念 4-5 调制与解调 一、 调制与解调的概念 东南大学移动通信国家重点实验室 二、 幅度调制 1、调幅波 二、 幅度调制 1、调幅波 )cos()()cos()()( 0cccc ttkeAttAta+= 其中： k 为比例系数，如取 k1。 其中： k 为比例系数，如取 k1。 东南大学移动通信国家重点实验室 相关波形和频谱如下： 相关波形和频谱如下： 东南大学移动通信国家重点实验室 A0 Amax Amin 定义：上调幅系数 定义：上调幅系数 0 0max A AA m = 上 下调幅系数 下调幅系数 0 min0 A AA m = 下 若 若 )(te 上下对称，则 上下对称，则 minmax0 minmax minmax 2AAA AA AA mmm += + = 其中 下上 东南大学移动通信国家重点实验室 如 如 )cos()( 1 =tEte m 则 则 )cos()cos(1 )cos()()( 1 0 0 0 cc m cc tt A kE A ttkeAta += += )cos()cos(1 10cct tmA+= 东南大学移动通信国家重点实验室 而对多频调幅，设 而对多频调幅，设 = = 1 )cos()( n nm tnEte n 定义： 第 n 次谐波的定义： 第 n 次谐波的部分调幅系数部分调幅系数 0 A kE m n m n = ， 则 则 )cos( )cos(1 )( 1 0cc n nn ttnmAta+= = 东南大学移动通信国家重点实验室 注： （1） 注： （1）1m过调幅，可用过调幅，可用相干解调相干解调。 。 2、2、 调幅波的功率 由 调幅波的功率 由 )cos()cos(1 )cos()()( 10cc cc ttmA ttAta += = 单频 得： 瞬时功率： 得： 瞬时功率： )()( 2 tatp= 载波一周期内 载波一周期内 )(ta 的平均功率的平均功率 2 )( )( 1 2 0 2 tA dtta T P c T c Tc = 最大平均功率（额定功率） 最大平均功率（额定功率） c PmmAAP 222 0 2 maxmax )1()1( 2 1 2 1 +=+= 载波平均功率载波平均功率 2 2 0 A P c = 总平均功率总平均功率 ) 2 1( 1 2 0 m PdtP T P c T Tc += 东南大学移动通信国家重点实验室 例如：例如：1, 1= c PmkW，kW，kWPkWPP c 5 . 1,44 max =而 发射机效率低。 发射机效率低。 东南大学移动通信国家重点实验室 同理：对多频调幅 同理：对多频调幅 )cos( )cos(1 )( 1 0cc n nn ttnmAta+= = 则， 则， 2 2 0 A Pc= ； ； 22 0 2 maxmax )1( 2 1 )( 2 1 上 mAtAP+= )()() 2 1 ( 1 2 旁频功率载波功率 sc n n c PP m PP+=+= = 其中： 其中： = =1 2 2 n n cs m PP 东南大学移动通信国家重点实验室 3、3、 调幅波的频谱 由多频调幅： 调幅波的频谱 由多频调幅： )cos( )cos(1 )( 1 0cc n nn ttnmAta+= = )()cos( 2 )cos()( 1 0 0ncc n n cc tn Am tAta+= = )()cos( 2 1 0 ncc n n tn Am + = 东南大学移动通信国家重点实验室 2 0 Amn 东南大学移动通信国家重点实验室 Emn 上边带上边带上边带上边带 下边带下边带下边带下边带 注： 调幅波 e(t)频谱的两种画法：注： 调幅波 e(t)频谱的两种画法： 东南大学移动通信国家重点实验室 东南大学移动通信国家重点实验室 ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 东南大学移动通信国家重点实验室 ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 三、 抑制载波调幅（AM-SC） 三、 抑制载波调幅（AM-SC） 去除调幅波 去除调幅波 )cos()()cos()()( 0cccc ttkeAttAta+= 中的载波分量 中的载波分量 )cos( 0cct A ，得 ，得 抑制载波调幅抑制载波调幅： ： )cos()()( cct tKeta= 东南大学移动通信国家重点实验室 即 第三章中傅里叶变换的即 第三章中傅里叶变换的调制性质调制性质！ 解调采用前述 ！ 解调采用前述相干解调相干解调 四、 四、 脉冲幅度调制脉冲幅度调制（PAM） （PAM） 高频载波高频载波不是采用正弦波，而不是采用正弦波，而是是采用采用周期性 冲激序列或矩形脉冲 周期性 冲激序列或矩形脉冲的幅度调制。 讨论第七章中 的幅度调制。 讨论第七章中抽样定理（理想抽样与自然抽样） 抽样定理（理想抽样与自然抽样） 时详述。 时详述。 东南大学移动通信国家重点实验室 4.6 频分复用与时分复用的概念频分复用与时分复用的概念 频分复用频分复用（FDM：Frequency Division Multiplex ） 时分复用时分复用（TDM： Time Division Multiplex ） 附： 调幅波通过谐振回路的稳态分析 如图， 附： 调幅波通过谐振回路的稳态分析 如图，)(te是调幅电压，求响应是调幅电压，求响应 )(ti 。 。 东南大学移动通信国家重点实验室 11 单频调幅 单频调幅 由： 由： )cos()cos(1 )( 10cct tmAte+= )()cos( 2 )()cos( 2 )cos( 1 0 1 0 0 + += cc cccc t mA t mA tA 东南大学移动通信国家重点实验室 由 由 )1 ( 1 1 1 )( )( )( )( + = + = = jR C jLjR jY jE jI jH & & 其中， 其中， R C L = 1 称为 称为一般失谐一般失谐。 则 。 则 1 2 1 1 )( + = jtg e R jH 东南大学移动通信国家重点实验室 e(t)和e(t)和)(jH的频谱特性分别如下图所示的频谱特性分别如下图所示： 东南大学移动通信国家重点实验室 东南大学移动通信国家重点实验室 东南大学移动通信国家重点实验室 讨论： ） 载频分量 讨论： ） 载频分量 0 = c ， = 0 00 0 1 A R A R eAI j c 记作 & ）上边频 ）上边频 += c， ， )( 2 1 0 )(0 11 1 1 1 1 2 | )( 2 c c c c tgj j e R mA jHe mA I + += + + + = = & 东南大学移动通信国家重点实验室 其中， 其中， += = c R C L 1 1 记 记 m m m + = 2 1 1 则 则 )( 0 11 1 2 + + = tgj c c e Am I & 东南大学移动通信国家重点实验室 同理， 下边频分量同理， 下边频分量 = c，1 = 下 )( 2 1 0 11 1 1 1 2 + = tgj c c e R mA I & )( 0 11 1 2 + = tgj c e Am )cos()cos(1 )( 1 1 10cct tgtmAti+= 仍是调幅波，但包络幅度改变， 且相位改变 仍是调幅波，但包络幅度改变， 且相位改变延时延时 1 1 tg 东南大学移动通信国家重点实验室 22 多频调幅（多频调幅（ 0 = c） 类似对多频调幅： ） 类似对多频调幅： )cos( )cos(1 )( 1 0cc n nn ttnmAte+= = 有： 有： )cos( )cos(1 )( 1 1 0cc n nnn ttgtnmAti+= = 东南大学移动通信国家重点实验室 其中，+= = nn c R C L | 1 n n n n m m m + = 2 1 记： n tg n 1 = 东南大学移动通信国家重点实验室 33 多频调幅响应的几点说明 （1） 幅度失真：各个分量幅度比例关系的改变； （2） 相位失真：各个分量的延时 多频调幅响应的几点说明 （1） 幅度失真：各个分量幅度比例关系的改变； （2） 相