调制解调原理及应用实例

1,调制与解调,调制与解调：所谓调制，就是用一个信号（原信号也称调制信号）去控制另一个信号（载波信号）的某个参量，从而产生已调制信号，解调则是相反的过程，即从已调制信号中恢复出原信号。根据所控制的信号参量的不同，调制可分为：调幅，使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。调频，使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变，而幅度保持不变的调制方式。调相，利用原始信号控制载波信号的相位。这三种调制方式的实质都是对原始信号进行频谱搬移，将信号的频谱搬移到所需要的较高频带上，从而满足信号传输的需要。,调幅,调制信号,载波信号,已调信号fS(t)=f(t)cos0t,其频谱为FS(j)=Fj(-0)+Fj(+0),y(t)=f(t)cos0t,由此可见，原始信号的频谱被搬移到了频率较高的载频附近，达到了调制的目的。,2,3,解调,本地载波信号,已调信号y(t)=f(t)cos0t,其频谱为G(j)=F(j)+Fj(-20)+Fj(+20),此信号的频谱通过理想低通滤波器，可取出F(j)，从而恢复原信号f(t)。,4,双边带（DSB）AM,抑制载波的AM最简单的调幅方案是利用带有信息的信号即调制信号对载波进行调制。如图4-27所示。设f(t)为调制信号，s(t)为载波信号，已调信号其频谱为由此可见，原始信号的频谱被搬移到了频率较高的载频附近，达到了调制的目的。已调信号的频谱表明原信号的频谱中心位于上，且关于对称。它是一个带通信号。,5,双边带（DSB）AM,乘法器,调制信号的频谱,已调信号的频谱,载波信号的频谱,6,双边带（DSB）AM,(a)单极性信号(粗线)及已调信号,(b)双极性信号(粗线)及已调信号,可见，只有当调制信号f(t)的振幅总为正时，已调信号的包络才对应于原信号f(t)。,7,双边带（DSB）AM,发射载波的AM为了使已调信号的包络是跟随调制信号变化，必须将双极性信号变成单极性信号。其方法是在发送信号中加入一定强度的载波信号，如图4-29所示。于是发送的信号为上式中，对于全部t，A选择得足够大，有，其频谱为由上式可见，除了由于载波分量而在处形成两个冲激函数之外，这个频谱与抑制载波的AM的频谱相同。,8,双边带（DSB）AM,调制信号的频谱,已调信号的频谱,载波信号的频谱,9,AM信号的解调,在接收端，可利用解调或检波来恢复出信号，下面讨论两种检波方案。同步解调同步解调就是用信号和已调信号混频，之后再进行低通滤波。下图是抑制载波AM解调的一种方案。,10,AM信号的解调,11,AM信号解调的特点,此信号的频谱通过理想低通滤波器，其截止频率，幅值为2，就可取出，把高频分量滤除，从而恢复原信号。由图可见，接收端与发送端的载波信号是同频率同相位的。它要求调制器与解调器的载波信号准确同步。下图是发射载波AM的解调方案。,12,AM信号的解调,异步解调,已调信号,检波器,解调后的信号,检波器输出,13,AM信号的解调,已调信号如图(a)所示，其中，粗线是检波器输出波形，低通滤波器再对检波器输出进行平滑处理，以恢复原信号波形，如图(b)所示。,14,频率多路复用调制,多路复用信号,15,频率多路复用解调,多路复用信号,16,时分复用,时分复用指在一个信道上同时传输多路信号。时分复用系统的各个信号占据信道不同的时间段。时分复用的理论依据是抽样定理。实际传送的信号并非冲激抽样，可以占据一段时间。图中仅以两路信号复用为例,17,单边带（SSB）AM,SSBAM信号的产生,18,单边带（SSB）AM,19,例题,求的信号通过图(a)的系统后的输出。系统中的理想带通滤波器的传输特性如图(b)所示，其相位特性。,解：已知：,设：,20,例题,输出的频谱：,由：,故系统的响应