通信原理第3章模拟调制系统PPT学习教案

1、会计学1通信原理第通信原理第3章模拟调制系统章模拟调制系统2m(t)，其频谱为，其频谱为M(f ) 载载 波波：c(t)相乘结果：相乘结果： s (t)滤波输出：滤波输出： s(t)用用“”表示傅里叶变换：表示傅里叶变换：s(t)调制信号m(t)Acos0tH H( (f f) )已调信号s(t)()(fMtm)(cos)(0fStAtm)()(2)(00ffMffMAfSM(f)f0S(f)f0f-f00(a) 输入信号频谱密度(b) 输出信号频谱密度第1页/共22页3=m(t)101+m(t)101+m(t)第2页/共22页4-fmm(t)s(t)M(f)C(f)c(t)A-Atfmf0-

2、f02 fmS (f)2 fm-f0f0ffftt101+m(t)第3页/共22页5在大信噪比下：整流器低通滤波器图3.2.4 包络检波器解调调幅信号ttnttnAtmtysc00sin)(cos)()( 1)(ttnttnsc00sin)(cos)()()()( 1)(22tntnAtmtVscy)()( 1 )(tnAtmtVcy第4页/共22页6由于m(t) 1，显然上式比值r0/ri小于1，即检波后信噪比下降了。)()( )(tnAtmtvc)(/)(2220tnAtmErc)(/)( 121222tnAtmEri222222220)( 1 )(2)(/)( 121)(/)(tmtmE

3、tnAtmtnAtmErrci第5页/共22页7图3.2.5 双边带调制信号的频谱(a) 调制信号频谱密度M(f)f0(b) 已调信号频谱密度f00-f0fS(f)上边带上边带下边带第6页/共22页8输出信号才等于m(t) / 2。和调制信号仅差一个常数因子n优缺点：DSB信号可以节省发送功率，但接收电路较为复杂图3.2.6 双边带信号解调器原理方框图基带信号m(t)接收信号s(t)cos0tr(t)H(f)ttm0cos)()cos(0t)2cos()cos(21)cos(cos)()(000tttmtttmtr)cos()(21ttm第7页/共22页9乘，相当于在频域中载波频谱和信号频谱相

4、卷积。-f0HL(f)特性上边带(b) 上边带滤波器特性和信号频谱上边带f00f图3.2.7 单边带信号的频谱上边带S(f)上边带下边带HH(f)特性HH(f)特性(a) 滤波前信号频谱(c) 下边带滤波器特性和信号频谱S(f)S(f)-f00f-f0f0f下边带f0第8页/共22页10nSSB优点：比DSB信号进一步节省发送功率和占用带宽。图3.2.8 单边带信号的解调S(f)(b) 上边带信号频谱上边带上边带f00-f0f2f0-2f0(a) 载波频谱f00-f0fC(f)(c) 载波和上边带信号频谱的卷积结果f00-f0f2f0-2f0M(f)HL(f)第9页/共22页11)()(2)(

5、00ffMffMAfSs(t)调制信号m(t)Acos0tH H( (f f) )已调信号s(t)()()(2)(00fHffMffMAfS第10页/共22页12 上式中上式中M(f + 2f0)和和M(f 2f0)两项可以由低通滤波器滤除，两项可以由低通滤波器滤除，所以得到滤波输出的解调信号的频谱密度为：所以得到滤波输出的解调信号的频谱密度为：基带信号m(t)接收信号s(t)cos0tr(t)H(f)()(2100ffSffS)()()(2)(00fHffMffMAfS)()()2()()()2(40000ffHfMffMffHfMffMA)()()(400ffHffHfMA第11页/共22

6、页13为了无失真地传输，要求上式为了无失真地传输，要求上式中中 由于由于所以，上式可以写为所以，上式可以写为上式即产生上式即产生VSB信号的条件。信号的条件。)()()(400ffHffHfMACffHffH)()(00mfffM当, 0)(mffCffHffH,)()(00第12页/共22页14上式要求：滤波器的截止特性对上式要求：滤波器的截止特性对于于 f0具有互补的对称性：具有互补的对称性：H(f + f0)-(f0+fm)0000ffff0-f0f0+fm-2f02f0-2f02f0fm-fmfmfH(f)H(f - f0)H(f + f0) + H(f f0)mffCffHffH,)

7、()(00第13页/共22页15上式可以改写为：)cos()(cos)(00tAtAtcdttdti)()(0)()(dttti第14页/共22页16上式表示，在相位调制中瞬时频率随调制信号的导函数线性地变化。)cos()(cos)(00tAtAtc)()(00tkmtt)(cos)(00tkmtAtsp)(t)0tmdtdkpi（第15页/共22页17信号m(t)的积分线性地变化。n若将m(t)先积分，再对载波进行相位调制，即得到频率调制信号。类似地，若将m(t)先微分，再对载波进行频率调制，就得到相位调制信号。n仅从已调信号波形上看无法区分二者。)()(0tmktfi000)()()(dt

8、tmktdtttfi)(cos)(00dttmktAtsff第16页/共22页18nm(t)t 2角度调制波形i(b)(a)第17页/共22页19称为调制指数mf ，即有：ttmmcos)(tktmktmfficos)()(00sin)/(coscoscos)(00ttAtdtktAtsmmmff： mfmmfkffm第18页/共22页20是一个含有正弦函数的余弦函数，它的展开式为：是一个含有正弦函数的余弦函数，它的展开式为：式中，式中，Jn(mf)为第为第一类一类n阶贝塞尔函数，阶贝塞尔函数，它具有如下性质：它具有如下性质：故上式可以改写为：故上式可以改写为： 已调信已调信号最终表示式号最终表示式sin)/(coscoscos)(00ttAtdtktAtsmmmff)3cos()3)cos()2cos()2)cos()cos()cos(cos)()(00300200100ttmJttmJttmJtmJAtsmmfmmfmmfff