模拟线性调制一第三章 模拟线性调制

1、模拟线性调制模拟线性调制（一）（一）通信原理第六讲通信原理第六讲第三章第三章 模拟线性调制模拟线性调制 关于调制关于调制 模拟线性调制与解调模拟线性调制与解调 am、dsb、ssb、vsb 线性调制信号的一般模型线性调制信号的一般模型 滤波法产生调制信号的一般模型滤波法产生调制信号的一般模型 相移法产生调制信号的一般模型相移法产生调制信号的一般模型 相干解调的一般模型相干解调的一般模型 插入载波包络检波的一般模型插入载波包络检波的一般模型 线性调制系统的抗噪声性能线性调制系统的抗噪声性能 相干解调的抗噪声性能相干解调的抗噪声性能 包络检波的抗噪声性能包络检波的抗噪声性能关于调制（频谱移动）tj

2、e0 ff)()(21)cos()()()(00000 xxttxxtxetj关于调制（对载波信号的调制）关于调制（对载波信号的调制） )()(cos)()(0tmttmtmtsa 变化变化振幅振幅变化变化频率频率变化变化相位相位线性调制线性调制非线性调制非线性调制振幅调制振幅调制振幅调制振幅调制 tatmts00cos)()(频率调制频率调制频率调制频率调制 ttmts)(cos)(0相位调制相位调制相位调制相位调制 )(cos)(0tmtts频谱移动及带通性质频谱移动及带通性质ampmfm调制（带通）信号的表示方法调制（带通）信号的表示方法带通信号的三种方法带通信号的三种方法 )()(21

3、)(sin)(cos)()()(re)()(cos)()(*cccqcitjcggsttsttstsetgtstttatsc )()()()()(sin)()(im)()(cos)()(re)()()()()(22)(tststgtattatgtsttatgtsetgtjststgqiqitjqi 一般表一般表示方法示方法复包络表复包络表示方法示方法同相同相/正交正交表示方法表示方法第三章第三章 模拟线性调制模拟线性调制 关于调制关于调制 模拟线性调制与解调模拟线性调制与解调 am、dsb、ssb、vsb 线性调制信号的一般模型线性调制信号的一般模型 滤波法产生调制信号的一般模型滤波法产生调制

4、信号的一般模型 相移法产生调制信号的一般模型相移法产生调制信号的一般模型 相干解调的一般模型相干解调的一般模型 插入载波包络检波的一般模型插入载波包络检波的一般模型 线性调制系统的抗噪声性能线性调制系统的抗噪声性能 相干解调的抗噪声性能相干解调的抗噪声性能 包络检波的抗噪声性能包络检波的抗噪声性能amam调制调制 表达式：表达式： 0)()()()(re)(cos)()(0)(000 tstmatsetmatsttmatstmqitjcc )()(21)()()(ccccammmas 频域频域时域时域amam调制调制m(t)ota0 m(t)otoottcosc(t)sam(t)1m()a0h

5、hcca0sam()0210amam调制的特点调制的特点 已调信号的包络，代表调制信号已调信号的包络，代表调制信号 波形不失真条件波形不失真条件 接收机可以采用简单的包络检波提取信号接收机可以采用简单的包络检波提取信号 载波分量没有携带任何信息，但消耗大量载波分量没有携带任何信息，但消耗大量的功率的功率max)(tma amam的调制指数的调制指数 设调制信号为单频余弦信号设调制信号为单频余弦信号m(t)= am cos t，则调幅信号为：则调幅信号为： sam(t)=a+amcos tcos ct =a1+ amcos tcos ct am= am/ a调制指数，百分比表示为调制度。调制指数

6、，百分比表示为调制度。 m(t)为一般信号时：为一般信号时： am11 1 过调制过调制atmammax)( amam的带宽、功率与效率的带宽、功率与效率 带宽：基带信号最高频率带宽：基带信号最高频率f fh h的二倍。的二倍。b bamam=2=2f fh h 平均功率：平均功率： 效率：效率：mc2ccccamampptm2a ttamttmta ttmatsp 2)(cos)(2cos)(coscos)()(222222222 )()()(212)(21222222tmatmtmatmpppppmcmammam 载波功率载波功率+信号功率信号功率amam的效率举例的效率举例 例：例：am

7、am电台输出功率电台输出功率50kw50kw，采用余弦调，采用余弦调制信号调制，调制指数制信号调制，调制指数0.7070.707，计算调，计算调制效率和载波功率：制效率和载波功率：kwptmatmpppppcamammcmammam40512)()(22222 80%的功率传输是的功率传输是没含信息的载波没含信息的载波amam调制调制 m(t)a0cosctsam(t)amam相干解调相干解调 tccoslpfs sa am m（t t）a a+ +m m（t t）ttmatmattmattsttmatscccamcam 2cos)(21)(21cos)(cos)(cos)()(00200 滤

8、除高频分量滤除高频分量解调信号解调信号接收机恢复接收机恢复的载波的载波模拟乘法器模拟乘法器* * 模拟乘法器模拟乘法器* 根据差分对管特性可求得总差动输出电流根据差分对管特性可求得总差动输出电流i为为 （当（当x/2时时sd(t)不仅幅度衰减，且反号，对模拟信号不仅幅度衰减，且反号，对模拟信号无影响，但数字信号会引起错误。无影响，但数字信号会引起错误。 )cos()(21)( tmtsd载波恢复对载波恢复对dsb解调的影响解调的影响 设设0，=0 当恢复载波与信号载波存在频差时，解调输当恢复载波与信号载波存在频差时，解调输出仍为双边带调幅信号（此时载频为出仍为双边带调幅信号（此时载频为），），

9、故有明显失真。故有明显失真。较小时，输出受到时变较小时，输出受到时变衰减。如为话音输出，音量会有周期性变化。衰减。如为话音输出，音量会有周期性变化。 、二者均存在时，不同程度影响通信二者均存在时，不同程度影响通信质量。质量。 )cos()(21)(ttmtsd 正确恢复载波正确恢复载波非常重要！非常重要！第三章第三章 模拟线性调制模拟线性调制 关于调制关于调制 模拟线性调制与解调模拟线性调制与解调 am、dsb、ssb、vsb 线性调制信号的一般模型线性调制信号的一般模型 滤波法产生调制信号的一般模型滤波法产生调制信号的一般模型 相移法产生调制信号的一般模型相移法产生调制信号的一般模型 相干解

10、调的一般模型相干解调的一般模型 插入载波包络检波的一般模型插入载波包络检波的一般模型 线性调制系统的抗噪声性能线性调制系统的抗噪声性能 相干解调的抗噪声性能相干解调的抗噪声性能 包络检波的抗噪声性能包络检波的抗噪声性能单边带调制单边带调制ssbssb1m()a0hcca0sam()02101m()hccsam()02101m()hccsam()02101m()hccsam()0210am调制调制dsb调制调制lssb调制调制ussb调制调制dsbdsb加滤波产生加滤波产生ssbssbhchchchc)(d s bs0cc)(u s bh0cc)(l s bh0hchc)(s s bscc0hc

11、)(s s bscc0hcdsbdsb加滤波产生加滤波产生ssbssb ccusbssbhh , 0, 1)()( cclsbssbhh , 1, 0)()(ssb ssb 调制示例调制示例 载频载频f fc c=10mhz,=10mhz,话音话音3003400hz, 3003400hz, 滤波器归滤波器归一化衰减系数一化衰减系数1010-3-3 . .试设计方案试设计方案 ( (归一化衰减系归一化衰减系数数=f/fc)khzfffc1010101010/363 仅仅滤波器衰减就仅仅滤波器衰减就10khzssb ssb 调制示例调制示例hzfffc100101010010/3313 话音话音3

12、003400hz，选择载频选择载频fc1=100khzfc1=100khz、载、载频频f fc c=10mhz,=10mhz,两级调制方案两级调制方案khzf102 ssb问题的提出问题的提出 对于单边带调制对于单边带调制 低频分量无法保证低频分量无法保证 滤波器非常难设计滤波器非常难设计 如何解调如何解调hchchchc)(dsbs0cc)(usbh0cc)(lsbh0hchc)(ssbscc0hc)(ssbscc0hc从已调信号频谱分析从已调信号频谱分析ssbssb1m()a0hcca0sam()02101m()hccsam()0210am调制调制dsb调制调制)()(21)cos()()

13、()(00000 xxttxxtxetj调制与频率移动调制与频率移动从已调信号频谱分析从已调信号频谱分析ssbssb1m()hccsam()02101m()hccsam()0210)()(21)cos()()()(00000 xxttxxtxetj调制与频率移动调制与频率移动双边频谱变单边频谱双边频谱变单边频谱 sgn)( hssb ssb 特点与问题特点与问题1m()a0hcca0sam()02101m()hccsam()02101m()hccsam()02101m()hccsam()0210am调制调制dsb调制调制lssb调制调制ussb调制调制频带窄频带窄 ？低频差低频差小结小结1m()a0hcca0sam()02101m()hccsam()02101m()hccsam()02101m()hccsam()0210am调制调制dsb调