幅度调制的原理

1、整理ppt15.0 基本概念基本概念 5.1 幅度调制的原理幅度调制的原理 5.3 非线性调制的原理非线性调制的原理5.5 各种模拟系统的比较各种模拟系统的比较 5.6 频分复用（频分复用（FDM） 5.2 线性调制系统的抗噪性能线性调制系统的抗噪性能5.4 调频系统的抗噪性能调频系统的抗噪性能第五章第五章 模拟调制系统模拟调制系统 整理ppt2调制信号调制信号指来自信源的基带信号（指来自信源的基带信号（低频低频） 载波载波未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，也可未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，也可以是非正弦波（以是非正弦波（高频高频）调制调制用调制信号去控制载波信号的某个参数

2、，使参数随调用调制信号去控制载波信号的某个参数，使参数随调制信号的变化而变化制信号的变化而变化,把信号转换成适合在信道中传输的形式的一把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。种过程。已调信号已调信号载波受调制后称为已调信号载波受调制后称为已调信号,调制信号和载波的合调制信号和载波的合成信号成信号(高频高频）解调（检波）解调（检波）调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。制信号恢复出来。 基本概念基本概念5.0 基本概念基本概念 整理ppt3提高无线通信时的天线辐射效率。提高无线通信时的天线辐射效率。把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，

3、以实现信道的多把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。路复用，提高信道利用率。扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。输带宽与信噪比之间的互换。 调制的目的调制的目的5.0 基本概念基本概念 整理ppt4)(tm)(tS调制器调制器)(tc 调制模型调制模型调制信号调制信号载波载波已调信号已调信号5.0 基本概念基本概念 整理ppt5根据调制信号、载波类型、载波参数变化的不同进行分类。根据调制信号、载波类型、载波参数变化的不同进行分类。连续波调制连续波调制脉冲调制脉冲调

4、制模拟连续波调制模拟连续波调制（简称模拟调制）（简称模拟调制）数字连续波调制数字连续波调制（简称数字调制）（简称数字调制）数字脉冲调制数字脉冲调制模拟脉冲调制模拟脉冲调制角度调制角度调制幅度调制幅度调制AMAMDSB-SCDSB-SCSSBSSBVSBVSBFMPM 调制的分类调制的分类 正弦波的瞬时角频率或相位随正弦波的瞬时角频率或相位随输入信号的变化而变化输入信号的变化而变化,包括频包括频率调制、相位调制率调制、相位调制幅度调制：正弦波的幅度随输入信幅度调制：正弦波的幅度随输入信号的变化而变化号的变化而变化,包括调幅、双边包括调幅、双边带、单边带和残留边带带、单边带和残留边带;5.0 基本

5、概念基本概念 整理ppt6线性调制线性调制非线性调制非线性调制0( )cos( )( )c tAmttm t幅度调制幅度调制频率调制频率调制相位调制相位调制5.0 基本概念基本概念 整理ppt7振幅调制振幅调制 tAtmts00cos)()(5.0 基本概念基本概念 整理ppt8频率调制频率调制 ttmts)(cos)(05.0 基本概念基本概念 整理ppt9相位调制相位调制 )(cos)(0tmtts5.0 基本概念基本概念 整理ppt10频频谱谱移移动动及及带带通通性性质质AMPMFM5.0 基本概念基本概念 整理ppt115.0 基本概念基本概念 5.1 幅度调制的原理幅度调制的原理 5

6、.3 非线性调制的原理非线性调制的原理5.5 各种模拟系统的比较各种模拟系统的比较 5.6 频分复用（频分复用（FDM） 5.2 线性调制系统的抗噪性能线性调制系统的抗噪性能5.4 调频系统的抗噪性能调频系统的抗噪性能第五章第五章 模拟调制系统模拟调制系统 整理ppt12正弦型载波为正弦型载波为 式中，式中， A 载波幅度；载波幅度； c 载波角频率；载波角频率； 0 载波初始相位（以后假定载波初始相位（以后假定 0 0）。）。 则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示成则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示成式中，式中， m(t) 基带调制信号。基带调制信号。0( )c

7、oscc tAt( )( )coscs tAm tt调幅定义：调幅定义：载波的载波的振幅振幅随调制信号的变化而变化随调制信号的变化而变化适当选择适当选择带通滤波器带通滤波器的的特性，便可以得到各种特性，便可以得到各种幅度调制信号。幅度调制信号。5.1 幅度调制（线性调制）的原理幅度调制（线性调制）的原理整理ppt13设调制信号设调制信号m(t)的频谱为的频谱为M( )，则已调信号的频谱为，则已调信号的频谱为: 2( )()()mccASMM 已调信号的频谱是基带信号频谱在频域内的简单搬移已调信号的频谱是基带信号频谱在频域内的简单搬移( (精确到常数因精确到常数因子子) )。由于这种搬移是。由于

8、这种搬移是线性线性的，因此，幅度调制又称为的，因此，幅度调制又称为线性调制线性调制。 注意：注意：这里的这里的“线性线性”并不意味着已调信号与调制信号之间符合线并不意味着已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。性变换关系。M()0(a) 输入信号频谱密度输入信号频谱密度Sm()c-c0(b) 输出信号频谱密度输出信号频谱密度5.1 幅度调制（线性调制）的原理幅度调制（线性调制）的原理整理ppt1400( )( )coscos( )cosAMcccstAm ttAtm tt2 信号表达式信号表达式 m(t) 调制信号，均值为调制信号，均值为0； A0 常数，表示叠加的直流分量。常数，表示叠加的直

9、流分量。)(tSmtc cos0( )Am t( )m t0A1 调制器模型调制器模型 5.1.1 AM信号：普通调幅波信号：普通调幅波整理ppt15tc cost)(tSmt3 信号波形信号波形0( )Am tt0A包络包络)(tmt由波形可以看出，由波形可以看出，当满足条件当满足条件 |m(t)|max A0时，其时，其包络与调制包络与调制信号波形相同信号波形相同，因，因此用此用包络检波法包络检波法很很容易恢复出原始调容易恢复出原始调制信号。制信号。过调幅过调幅 5.1.1 AM信号：普通调幅波信号：普通调幅波整理ppt16过调幅失真过调幅失真用其他的解调方法，用其他的解调方法，如如同步检

10、波同步检波。 ( )AMStt0t0tcosc0( )Am tt00A( )m tt0包络包络包络检波将包络检波将发生失真发生失真 5.1.1 AM信号：普通调幅波信号：普通调幅波整理ppt17包络检波低通滤波隔直 （1 1）包络检波（二极管单向导通性）包络检波（二极管单向导通性） （2）低通滤波（除去高频成分）低通滤波（除去高频成分） （3）隔断直流（恢复基带波形）隔断直流（恢复基带波形）4 4 解调方法解调方法 非相干解调：包络检波法非相干解调：包络检波法 5.1.1 AM信号：普通调幅波信号：普通调幅波整理ppt184 4 解调方法解调方法 相干解调：同步检波法相干解调：同步检波法00(

11、 )( )cos( )coscos1( )1 cos22pAMccccststtAm tttAm tt01( )( )2dstAm t0( )( )cosAMcstAm tt严格同步的严格同步的本地载波本地载波 5.1.1 AM信号：普通调幅波信号：普通调幅波sAM(t)sp(t)sd(t)整理ppt195 5 频谱：频谱：若若m(t)为确知信号，则为确知信号，则AM信号的频谱为信号的频谱为00( )()cos()()2()cccm tMtAA 因为因为0()(cos( ) cosAMccSFAtF m tt0( )( )( ) cosmAMcStStAm tt且且 若若m(t)为随机信号为随

12、机信号，则已调信号的频域表示式必须用，则已调信号的频域表示式必须用功率谱功率谱描述。描述。 5.1.1 AM信号：普通调幅波信号：普通调幅波01()()()()2ccccAMM 整理ppt200c c )(M Hf0cHfc cHf AMS0cHfcHfc 上边带上边带下边带下边带2HfAM 频谱示意图频谱示意图SAM(t) 的频谱是的频谱是 m(t) 的频谱在频域内的线性搬移称之为线性调制的频谱在频域内的线性搬移称之为线性调制下边带下边带上边带上边带载频分量载频分量载频分量载频分量 5.1.1 AM信号：普通调幅波信号：普通调幅波整理ppt216 AM信号的特性信号的特性带宽带宽：它是：它是

13、带有载波分量带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信号带宽的双边带信号，带宽是基带信号带宽 fH 的两倍：的两倍：功率功率：当当m(t)为确知信号时，为确知信号时，2AMHBf 22222002cos( )cos( )coscccAtmttA m tt ( )0m t 若，220( )22AMcSAmtPPP则载波功率载波功率边带功率边带功率 5.1.1 AM信号：普通调幅波信号：普通调幅波2220( )( ) cosAMAMcPstAm tt 整理ppt22 调制效率调制效率 AM信号的总功率包括信号的总功率包括载波功率载波功率和和边带功率边带功率两部分。只有边带两部分。只有边带功率才与调制信

14、号有关，功率才与调制信号有关，载波分量并不携带信息载波分量并不携带信息。 有用功率（用于传输有用信息的边带功率）占信号总功率的比有用功率（用于传输有用信息的边带功率）占信号总功率的比例称为例称为调制效率调制效率： 2220SAMAMmtPPAmt 5.1.1 AM信号：普通调幅波信号：普通调幅波整理ppt23当当m(t) = Am cos mt (单音余弦信号），时单音余弦信号），时当当“满调幅满调幅”时，时，|m(t)|max = A0时，时，调制效率调制效率最高最高 max 1/3222( )/mmtA 222222002mAMmmtAAAAmt AM信号的功率利用率很低。信号的功率利用率

15、很低。应用：中短波段应用：中短波段AMAM广播。广播。 5.1.1 AM信号：普通调幅波信号：普通调幅波0mAMAA 调幅指数调幅指数:222AMAMAM 整理ppt24 222222002mAMmmtAAAAmt 22125AMAM SAMAMPP cAMSPPP (1)40 ()AMAMPKW 5.1.1 AM信号：普通调幅波信号：普通调幅波 【例【例5.1】 已知一已知一AM广播电台输出功率为广播电台输出功率为50KW，采用单频，采用单频余弦信号进行调制，调幅指数为余弦信号进行调制，调幅指数为0.707，计算调制效率和载波功率。，计算调制效率和载波功率。00 707.mAMAA 整理pp

16、t25ttmtStScDSBm cos)()()( 双边带调制原理双边带调制原理: :在在AMAM信号中，载波分量并不携带信息，信息信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。如果在完全由边带传送。如果在AMAM调制模型中将直流去掉，即可得到一种调制模型中将直流去掉，即可得到一种高调制效率的调制方式高调制效率的调制方式抑制载波双边带调制抑制载波双边带调制，简称双边带调制，简称双边带调制(DSB)(DSB) 1 1 信号表达式信号表达式:无直流分量无直流分量A A0 05.1.2 双边带调制（双边带调制（DSB）2 2 频谱：频谱：无载频分量无载频分量)()(21)(ccDSBMMS 3

17、3 信号带宽信号带宽2D S BHBf整理ppt26ttmtStScDSBm cos)()()( DSB DSB 信号表达式信号表达式波形：波形：DSB DSB 频谱结构频谱结构)t (mtA0)t (Smt0 )()()(ccDSBMM21S 频谱图：频谱图：t0tcoscfH)(M0cHf c cHf )(DSBScHfcHfc 0c c 02Hf下边带下边带上边带上边带包络包络5.1.2 双边带调制（双边带调制（DSB）整理ppt274 4 解调方法解调方法 相干解调：同步检波法相干解调：同步检波法5.1.2 双边带调制（双边带调制（DSB）整理ppt28sDSB(t)sp(t)sd(t

18、)( )( )cos( )coscos1( )1cos 22pDSBccccstSttm tttm tt1( )( )2dstm t( )( )cosDSBcstm tt严格同步严格同步的本地载的本地载波波5.1.2 双边带调制（双边带调制（DSB）整理ppt29乘积调乘积调制器制器-90o移相器移相器乘积调乘积调制器制器)cos(tc )sin(tc 消息信号消息信号f1(t)消息信号消息信号f2(t)复合信号复合信号s(t)乘积调乘积调制器制器低通滤低通滤波器波器-90o移相器移相器乘积调乘积调制器制器低通滤低通滤波器波器cos()ctsin()ct11( )2f t21( )2ft复合信

19、号复合信号s(t)(a)发射机发射机(b)接收机接收机12( )( )cos( )sinccs tf ttf tt【例【例5.2】P128页习题页习题5-65.1.2 双边带调制（双边带调制（DSB）整理ppt30解：解：相加器输出波形为：相加器输出波形为：12( )( )cos( )sinccf tf ttf tt接收端采用的是相干解调，所以可确定接收端采用的是相干解调，所以可确定:12( )cos( )sinccc ttc tt对上支路有：对上支路有：120112( )( )cos( )sin)cos111( )( )cos2( )sin2222ccccf tf ttf tttf tf t

20、tf tt经低通滤波后为：经低通滤波后为：1/2f1(t)对下支路有：对下支路有：12122( )( )cos( )sin)sin111( )sin2( )( )cos2222cccccf tf ttf tttf ttf tf tt经低通滤波后为：经低通滤波后为：1/2f2(t)5.1.2 双边带调制（双边带调制（DSB）整理ppt314 4 调制效率调制效率 DSBDSB信号的总功率只包括信号的总功率只包括边带功率边带功率，不含有，不含有载波功率载波功率，所以，所以DSBDSB信号的调制效率是信号的调制效率是100%100%，即全部功率都用于信息传输。，即全部功率都用于信息传输。5 5 优点

21、优点 功率利用率较高（与功率利用率较高（与AMAM相比）相比）, ,节省了载波功率节省了载波功率6 6 缺点缺点 不能用包络检波，需用相干解调，较复杂。不能用包络检波，需用相干解调，较复杂。但频带与但频带与AM信号信号同，是调制信号带宽的同，是调制信号带宽的2倍。倍。7 7 应用应用 FMFM立体声中的差信号调制，彩色立体声中的差信号调制，彩色TVTV系统中的色差信号调制，以系统中的色差信号调制，以及正交调制等。及正交调制等。5.1.2 双边带调制（双边带调制（DSB）整理ppt325.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号 原理：原理：因为因为DSBDSB上、下边带都包含了上、下边带

22、都包含了M( )的所有频谱成分，的所有频谱成分，因此传一个边带即可。这样既节省发送功率，还可节省一半因此传一个边带即可。这样既节省发送功率，还可节省一半传输频带，这种方式称为传输频带，这种方式称为单边带调制单边带调制。 产生产生SSBSSB信号的方法有两种：信号的方法有两种：滤波法滤波法和和相移法相移法。整理ppt331,0,()()USBccHH ( )( )SSBDSBSSH SSB SSB信号的频谱信号的频谱单边带滤波器的传单边带滤波器的传输函数输函数若具有如下理想低通特性，则可若具有如下理想低通特性，则可滤除上边带滤除上边带。若具有如下理想高通特性，则可若具有如下理想高通特性，则可滤除

23、下边带滤除下边带。1,0,()()LSBccHH 1 1、滤波法原理、滤波法原理 用边带滤波器，滤除不要的边带用边带滤波器，滤除不要的边带: : 5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt345.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt35上边带频谱图上边带频谱图上边带要求上边带要求下边带要求下边带要求)(H cc01)(Hcc01下边带频谱图下边带频谱图整理ppt36滤波法的技术难点滤波法的技术难点滤波特性很难做到具有陡峭的截止特性，实际滤波器从通带到阻滤波特性很难做到具有陡峭的截止特性，实际滤波器从通带到阻带总有一个带总有一个过渡带过渡带，允许的过渡带为最

24、低频率，允许的过渡带为最低频率2倍。倍。 例如，若经过滤波后的话音信号的最低频率为例如，若经过滤波后的话音信号的最低频率为300Hz，则上下，则上下边带之间的频率间隔为边带之间的频率间隔为600Hz，即允许过渡带为，即允许过渡带为600Hz。5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt37 滤波器实现的难易与过渡带相对于滤波器实现的难易与过渡带相对于载频的归一化值载频的归一化值有关，过渡带有关，过渡带的归一化值越小，分割上、下边带的滤波器就越容易实现。的归一化值越小，分割上、下边带的滤波器就越容易实现。 载频归一化值：调制信号的最低频率的载频归一化值：调制信号的最低频率的2倍（

25、过渡带）与载频之比。倍（过渡带）与载频之比。 在在600Hz过渡带和不太高的载频情况下，滤波器不难实现；但当过渡带和不太高的载频情况下，滤波器不难实现；但当载频较高时，采用一级调制直接滤波的方法已不可能实现单边带调制。载频较高时，采用一级调制直接滤波的方法已不可能实现单边带调制。 可以采用可以采用多级多级（一般采用两级）（一般采用两级）DSB调制及边带滤波的方法，即调制及边带滤波的方法，即先在较低的载频上进行先在较低的载频上进行DSB调制，调制，目的是增大过渡带的归一化值目的是增大过渡带的归一化值，以，以利于滤波器的制作。利于滤波器的制作。再在要求的载频上进行第二次调制再在要求的载频上进行第二

26、次调制。5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt38 【例【例5.3】某单边带调制信号要求载频为某单边带调制信号要求载频为10MHz,调制信号频调制信号频带为带为3003400Hz，讨论其调制实现方式。，讨论其调制实现方式。 （1）若采用一级调制方案，由于调制信号的最低频率为）若采用一级调制方案，由于调制信号的最低频率为300Hz，因为过渡带相对于载频的归一化值为，因为过渡带相对于载频的归一化值为610-5，单边带滤波，单边带滤波器无法实现。器无法实现。 （2）若采用两级调制方案，第一次调制的载频为）若采用两级调制方案，第一次调制的载频为100KHz，经，经单边带滤波后再作

27、第二次调制和滤波。单边带滤波后再作第二次调制和滤波。5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt39允许过渡带为600Hz允许过渡带为200.6 kHzfc1-300fc2-100.3fc1+300fc2+100.3整理ppt40 对于滤波器对于滤波器HSSB1()的过渡带相对于载频的过渡带相对于载频fc1的归一化值为的归一化值为610-3，对于滤波器，对于滤波器HSSB2()的过渡带相对于载频的过渡带相对于载频fc2的归一化值的归一化值为为2.00610-2。这样子就容易实现了。这样子就容易实现了 当调制信号中含有当调制信号中含有直流及低频分量直流及低频分量时滤波法就不适用了

28、。时滤波法就不适用了。因为直流成分低频分量必须用因为直流成分低频分量必须用过渡带为过渡带为0的理想滤波器才能将的理想滤波器才能将上下边带分割开来，这是不可能的。上下边带分割开来，这是不可能的。5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt41若若 ，则有：，则有：)()( Ftf2、希尔伯特变换、希尔伯特变换111( )( )*( )f tf tfdtt时域表达式时域表达式111( )( )*()( )f tf tfdtt 表明其希氏变换的频谱等于该信号频谱的表明其希氏变换的频谱等于该信号频谱的负频域全部频率负频域全部频率成分相移成分相移/2，而，而正频域全部频率成分相移正频域全

29、部频率成分相移-/2 。( )( )sgnFFj 1,0sgn1,0 5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt42f(t)cosctsinctsinct-cosctm(t)cosct m(t)sinct m(t)sinct -m(t)cosct( )ft常用希尔伯特变换常用希尔伯特变换5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt43引入：引入：希氏滤波器希氏滤波器, ,其传递函数为其传递函数为2()20()|() |0jjjejHHeejjSgn 物理意义物理意义：m(t)通过传递函数为通过传递函数为-jsgn 的滤波器即可得到其的滤波器即可得到其希尔伯特变

30、换希尔伯特变换-jsgn 是是希尔伯特滤波器希尔伯特滤波器传递函数传递函数 表明表明：希尔伯特滤波器实质上是一个宽带相移网络，对：希尔伯特滤波器实质上是一个宽带相移网络，对m(t)中的任意频率分量相移中的任意频率分量相移/2 ，即可得到其希尔伯特变换。，即可得到其希尔伯特变换。5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt443、相移法和、相移法和SSB信号的时域表示信号的时域表示 原理：利用相移网络，使原理：利用相移网络，使DSB信号的上下边带的相位符号信号的上下边带的相位符号相反，比便在合成过程中消除一个边带相反，比便在合成过程中消除一个边带SSB信号的时域表示式信号的时域表

31、示式设单频调制信号：设单频调制信号： 载波：载波：DSB信号的时域表示式为信号的时域表示式为( )cosmmm tAt 11( )coscoscos()cos()22DSBmmcmcmmcmStAttAtAt ttcc cos)( w M (w) w M (w) w M (w) 5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt45若保留若保留上边带上边带，则有，则有若保留若保留下边带下边带，则有，则有将两式合并：将两式合并： 式中，式中，“”表示上边带信号，表示上边带信号，“+”表示下边带信号。表示下边带信号。1( )cos()2USBmcmstAt 11coscossinsin2

32、2mmcmmcAttAtt 1( )cos()2LSBmcmstAt 11coscosinssin22mmccmmAtttAt 两式仅正负号不同两式仅正负号不同两式仅正负号不同两式仅正负号不同11( )coscossini22s nSSBmcmmmcsttAAttt5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt4611( )coscoscossin22SSBmmcmmcstAttAtt 把上式推广到一般情况把上式推广到一般情况,调制信号为任意信号时调制信号为任意信号时SSB信号的时信号的时域表示域表示，则得到，则得到 11( )( )cos( )sin22SSBccstm ttm

33、 tt 的希尔伯特变换是)()(tmtm式中的式中的Amsinmt是是Amcosmt的希尔伯特变换的希尔伯特变换5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt47相移法相移法SSB调制器方框图调制器方框图5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号相移法相移法H变换变换-/2/2整理ppt48 若若M( )是是m(t)的傅里叶变换，则的傅里叶变换，则 物理意义物理意义：m(t)通过传递函数为通过传递函数为-jsgn 的滤波器即可得到其希的滤波器即可得到其希尔伯特变换尔伯特变换 ( )()m tM的的傅傅里里叶叶变变换换为为sgn)()(jMM1,0sgn1,0 5.1.3

34、SSB信号：单边带信号信号：单边带信号1( ) ()() ()()44SSBccccjSMMMM 整理ppt49从频域观点来看：从频域观点来看：5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt50相移法相移法SSB调制器方框图调制器方框图 优点：优点：不需要滤波器具有陡峭的截止特性。不需要滤波器具有陡峭的截止特性。 缺点：缺点：宽带相移网络难用硬件实现宽带相移网络难用硬件实现,要实现所有的频率分量均要实现所有的频率分量均精确相移精确相移/2,尤其是低频是非常困难的，常采用维弗尤其是低频是非常困难的，常采用维弗(Weaver)。5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号相移法

35、相移法H变换变换-/2/2整理ppt514、SSB信号的解调信号的解调 相干解调：相干解调：SSB信号的解调和信号的解调和DSB一样，不能采用简单的包一样，不能采用简单的包络检波，因为络检波，因为SSB信号也是抑制载波的已调信号，它的包络不信号也是抑制载波的已调信号，它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以仍需采用能直接反映调制信号的变化，所以仍需采用相干解调相干解调。5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt52ttmttmtsccSSB sin)(21cos)(21)( ( )( )cos11( )cos( )sincos22111( )( )cos2( )sin2444

36、pSSBccccccstSttm ttm tttm tm ttm tt1( )( )4ds tm t5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号sSSB(t)sp(t)sd(t)整理ppt535、SSB信号的性能信号的性能 SSB信号的实现比信号的实现比AM、DSB要复杂，但要复杂，但SSB调制方式在传输信调制方式在传输信息时，不仅可息时，不仅可节省发射功率节省发射功率，而且它所占用的，而且它所占用的频带宽度频带宽度比比AM、DSB减少了一半。减少了一半。 它目前已成为它目前已成为短波通信短波通信中一种重要的调制方式。中一种重要的调制方式。信号带宽信号带宽12SSBDSBHBBf5.1.

37、3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt546、讨论、讨论 （1）SSB最突出的优点是对最突出的优点是对频谱资源的有效利用频谱资源的有效利用，它所需要的，它所需要的传输带宽仅为传输带宽仅为AM，DSB的一半，因此的一半，因此SSB方式有其适合已经拥挤不方式有其适合已经拥挤不堪的高频频谱区。目前堪的高频频谱区。目前SSB是短波通信中的一种重要调制方式。是短波通信中的一种重要调制方式。 （2）SSB的另外一个优点是由于的另外一个优点是由于不传送载波和另外一个边带不传送载波和另外一个边带，所以所以节省功率节省功率。这一结果带来的低功耗特性和设备重量的减轻对移。这一结果带来的低功耗特性和设

38、备重量的减轻对移动通信系统尤为重要动通信系统尤为重要 （3）SSB带宽的节省是以带宽的节省是以复杂度的增加为代价的复杂度的增加为代价的。滤波法滤波法的技的技术难点市陡峭的边带滤波特性难以实现，术难点市陡峭的边带滤波特性难以实现，相移法相移法的技术难点在于宽的技术难点在于宽带相移网络的制作。带相移网络的制作。 （4）SSB信号的解调也信号的解调也不能采用简单的包络检波法不能采用简单的包络检波法，采用相干，采用相干解调法。解调法。5.1.3 SSB信号：单边带信号信号：单边带信号整理ppt55 DSB信号占用频带宽信号占用频带宽 SSB信号低频性能差信号低频性能差 残留边带调制（残留边带调制（VS

39、B）不完全抑制一个边带（如同不完全抑制一个边带（如同SSB中中那样）而使被抑制的边带残留一小部分。那样）而使被抑制的边带残留一小部分。5.1.4 残留边带（残留边带（VSB）调制）调制方法可行？方法可行？残留多少？残留多少？怎样残留？怎样残留？整理ppt56 原理原理：残留边带调制是介于：残留边带调制是介于SSB与与DSB之间的一种折中方式，之间的一种折中方式，它既克服了它既克服了DSB信号占用频带宽的缺点，又解决了信号占用频带宽的缺点，又解决了SSB信号实现信号实现中的困难。中的困难。 在这种调制方式中，不像在这种调制方式中，不像SSB那样完全抑制那样完全抑制DSB信号的一个信号的一个边带，

40、而是逐渐切割，使其残留一小部分，边带，而是逐渐切割，使其残留一小部分，5.1.4 残留边带（残留边带（VSB）调制）调制整理ppt57 1、调制方法、调制方法：用：用滤波法滤波法实现残留边带调制的原理与滤波法实现残留边带调制的原理与滤波法SSB调制器相同。调制器相同。sVSB(t)1( )( )( )()()( )2VSBDSBccSSHMMH2、残留边带信号的频谱、残留边带信号的频谱5.1.4 残留边带（残留边带（VSB）调制）调制整理ppt58讨论满足要求的讨论满足要求的)(H 思路思路：(1)H()不仅需易实现，且需保证接收端完整不失不仅需易实现，且需保证接收端完整不失真地还原信号。真地

41、还原信号。 (2)H()与接收方法有关。与接收方法有关。3 3、同步解调、同步解调 VSB信号解调器方框图信号解调器方框图5.1.4 残留边带（残留边带（VSB）调制）调制sVSB(t)sp(t)sd(t)整理ppt59 VSB2( )cospcststt ( )VSBVSBstScccosct ()()pVSBcVSBcSSS5.1.4 残留边带（残留边带（VSB）调制）调制sVSB(t)sp(t)sd(t)整理ppt60 M( + 2 c)及及M( - 2 c)是搬移到是搬移到+ 2 c和和 -2 c处的频谱，它们可处的频谱，它们可以由解调器中的以由解调器中的低通滤波器低通滤波器滤除。滤除

42、。 低通滤波器的输出频谱为低通滤波器的输出频谱为 ( )VSBDSBSSH1()()()2ccMMH 1(2)( )()2pccSMMH1( )(2)()2ccMMH1( )( )()()2dccSMHH5.1.4 残留边带（残留边带（VSB）调制）调制整理ppt61 为了保证相干解调的输出无失真地恢复调制信号为了保证相干解调的输出无失真地恢复调制信号m(t)，上式，上式中的传递函数必须满足：中的传递函数必须满足： H 调制信号的截止角频率。调制信号的截止角频率。 含义含义：残留边带滤波器的特性：残留边带滤波器的特性H( )在在 c处必须具有处必须具有互补对称互补对称（奇对称）特性（奇对称）特

43、性, 相干解调时才能无失真地从残留边带信号中恢复相干解调时才能无失真地从残留边带信号中恢复所需的调制信号。所需的调制信号。 12( )( )()()dccSMHH ()()ccHHH 常常数数，5.1.4 残留边带（残留边带（VSB）调制）调制整理ppt62DSB信号频谱信号频谱)(H 低低HH0)(cH H() 在载频在载频c 处具处具有互补对称的截止特有互补对称的截止特性，且相对陡峭。性，且相对陡峭。 VSB 同步解调同步解调还原信号还原信号 c ( )DSBS0)(cH )(Hrcc0c2 c2 0 c c VSB 信号信号5.1.4 残留边带（残留边带（VSB）调制）调制整理ppt63

44、残留边带滤波器特性的两种形式残留边带滤波器特性的两种形式n残留残留“部分上边带部分上边带”的滤波器特性：图的滤波器特性：图(a)(a)n残留残留“部分下边带部分下边带”的滤波器特性：图的滤波器特性：图(b)(b)5.1.4 残留边带（残留边带（VSB）调制）调制整理ppt64【讨论】【讨论】 （1）VSB方式既克服了方式既克服了DSB信号占用频带宽的缺点，又解决了信号占用频带宽的缺点，又解决了SSB信号实现上的难题。信号实现上的难题。 （2）VSB信号的带宽介于信号的带宽介于SSB和和DSB之间，即之间，即fHBVSB2fH；调；调制效率为制效率为100%； （3）VSB比比SSB所需求的带宽

45、仅有很小的增加，但却换来了电所需求的带宽仅有很小的增加，但却换来了电路实现的简化；路实现的简化； （4）VSB在商业电视广播中的电视信号传输中得到了广泛的应在商业电视广播中的电视信号传输中得到了广泛的应用，这是因为电视图像信号的低频分量丰富，且占用用，这是因为电视图像信号的低频分量丰富，且占用06MHz的频的频带范围，所以不便采用带范围，所以不便采用SSB和和DSB方式。方式。5.1.4 残留边带（残留边带（VSB）调制）调制整理ppt65【例【例5.4】: P128 5-4 解解: 设调幅波为设调幅波为A0+m(t)cosct，其中，其中A0|m(t)|,由于残留边带滤由于残留边带滤波器在波

46、器在fc处具有互补对称特性处具有互补对称特性，从图中可知载频，从图中可知载频fc=10kHz，则载波为，则载波为cos20000t，所以有：所以有：14000sin26000sin19900sin20100sin2/20000cos20000cos6000sin100sin20000cos20000cos)()(000ttttAtAtttAtAttmAtSAM )14000()14000()26000()26000()19900()19900()20100()20100(2)20000()20000()(0 AjASAM5.1.4 残留边带（残留边带（VSB）调制）调制整理ppt66设残留边带

47、信号为设残留边带信号为SVSB(t)，且，且SVSB(t) SVSB()则则SVSB()= SAM()H() 由图有由图有:5.1.4 残留边带（残留边带（VSB）调制）调制0( )0.5 (20000 )0.5 (20000 )0.55 (20100 )0.55 (20100 )0.45 (19900 )20.45 (19900 )(26000 )(26000 )VSBSAj A 0)(,75 . 0)(,101)(,1345. 05 . 995. 9)(,95. 955. 05 . 905.10)(,05.10 HkHzfHkHzfHkHzfHkHzfHkHzf时时时时时时时时时时整理pp

48、t670( )cos200002 0.55sin201000.45sin19900sin260002VSBASttAttt5.1.4 残留边带（残留边带（VSB）调制）调制整理ppt68振幅调制小结振幅调制小结1M()A0HccA0SAM()02101M()HccSAM()02101M()HccSAM()02101M()H-ccSAM()0210AM调制调制DSB调制调制SSB调制调制VSB调制调制功耗大、带宽功耗大、带宽宽、解调简单宽、解调简单（调幅广播）（调幅广播）功耗小功耗小带宽宽带宽宽功耗小、带宽窄，功耗小、带宽窄，频率整体搬移困难频率整体搬移困难（单边带电台）（单边带电台）功耗小、带

49、宽功耗小、带宽较窄、低频好较窄、低频好（电视）（电视）整理ppt69 1、滤波法模型、滤波法模型 输出信号时域输出信号时域表示式为：表示式为： 输出信号频域输出信号频域表示式为：表示式为：只要适当选择只要适当选择H( )，便可以得到各种幅度调制信号。，便可以得到各种幅度调制信号。( )( )cos( )mcstm tth t)()(21)( HMMSccm 5.1.5 线性调制的一般模型线性调制的一般模型)(tSmtc cos)( H( )m t整理ppt70单边带调制单边带调制： H()具有理想高通特性，则保留上边带具有理想高通特性，则保留上边带 若若H()有理想低通特性，则保留下边带。有理

50、想低通特性，则保留下边带。1,( )( )0,cUSBcHH1,( )( )0,cLSBcHH双边带调制双边带调制：H()=1；残留边带调制残留边带调制：()()ccHHH常数，5.1.5 线性调制的一般模型线性调制的一般模型整理ppt71低低通通调制模型调制模型 )(tSmtc cos)( H( )m t0AAM 信号信号DSB 信号信号00A VSB 信号信号00A SSB 信号信号cHfc cHf 0)( H1带带通通cHfc cHf 0)( H150.5.1.5 线性调制的一般模型线性调制的一般模型整理ppt722 2、移相法模型、移相法模型 sm(t)可等效为两个互为正交调制分量的合

51、成。可等效为两个互为正交调制分量的合成。频域表达式为：频域表达式为：)(cos)()(thttmtscm ( ) ( )*( )cos ( )*( )sin( )cos( ) inmIcQcIcQcstm th ttm thtts ttst st( )( )( )IIs th tm t( )( )cosIch th tt( )( )( )QQsthtm t( )( )sinQchth tt同相分量同相分量正交分量正交分量( )( )cos( )sin1()()()()22IcQcIcIcQcQcSF s ttF sttjSSSS5.1.5 线性调制的一般模型线性调制的一般模型整理ppt73移相

52、法线性调制的一般模型如下，它适用于所有线性调制。移相法线性调制的一般模型如下，它适用于所有线性调制。5.1.5 线性调制的一般模型线性调制的一般模型整理ppt740( )( )( )1( )0( )0IIQQs tAm tHHst1 当即( )可以得到常规调幅边带信号可以得到常规调幅边带信号0( )( )cosAMcstAm tt01( ) ()()()()2AMccccSAMM ( )1( )( )( )0( )0IIQQHs tm tHst当即(2)可以得到双边带信号可以得到双边带信号ttmtscm cos)()( 1( )()()2DSBccSMM5.1.5 线性调制的一般模型线性调制的

53、一般模型整理ppt75可以得到单边带信号可以得到单边带信号1122( )( )cos( )sinmccstm ttm tt11()( )( )2211()()( )( )22IIQhQHstm tHHstm t当即(3)1( )()()()()44SSBccccjSMMMM希尔伯特希尔伯特滤波器滤波器5.1.5 线性调制的一般模型线性调制的一般模型整理ppt76输出为残留边带信号输出为残留边带信号11( )( )cos( )sin22mccstm ttm tt11( )( )( )22111( )( )( )( )( )( )222IIQQQQHs tm tHHstm th tm t当(4)即

54、1( )()()()()44VSBccccjSMMMM 为调制信号为调制信号m(t)通过正交滤波器通过正交滤波器传递函数为传递函数为 后的输出，取后的输出，取“+”号为下边带，取号为下边带，取“-”号为上边带信号的波号为上边带信号的波形。形。)(tm( )QH正交正交滤波器滤波器 不论哪种线性调制，其已调信号的不论哪种线性调制，其已调信号的同同相分量幅度相分量幅度SI(t)均正比于调制信号均正比于调制信号，所以，所以可以无失真地恢复可以无失真地恢复SI(t)。5.1.5 线性调制的一般模型线性调制的一般模型整理ppt775.1.5 线性调制的一般模型线性调制的一般模型整理ppt785.1.6

55、相干解调与包络检波相干解调与包络检波 解调解调是调制的是调制的逆过程逆过程，其作用是从接收的已调信号中恢复，其作用是从接收的已调信号中恢复原基带信号（即调制信号）。原基带信号（即调制信号）。 解调的方法有：解调的方法有：n相干解调（同步检波）相干解调（同步检波）n非相干解调（包络检波）非相干解调（包络检波）整理ppt791 1、相干解调（同步检波）、相干解调（同步检波） 相干解调器的一般模型相干解调器的一般模型 相干解调器原理：相干解调器原理：为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的提供一个与接收的已调载波已调载波严格同步严格同步(同频同相同频同相)的本地载波的本地载波(称为相称为相干载波干载波)，它与接收的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频分量，它与接收的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频分量，即可得到原始的基带调制信号。即可得到原始的基带调制信号。 实质：频谱搬移实质：频谱搬移，把在载频位置的已调信号的谱搬回到原始基，把在载频位置的已调信号的