第3章模拟信号的调制与解调

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1、第第 3 3 章章 模拟信号的调制与解调模拟信号的调制与解调 13.1 3.1 模拟信号的线性调制原理及抗噪声性能模拟信号的线性调制原理及抗噪声性能3.2 3.2 模拟信号的非线性调制原理及抗噪声性能模拟信号的非线性调制原理及抗噪声性能3.3 3.3 模拟调制方式的性能比较模拟调制方式的性能比较第第 3 3 章章 模拟信号的调制与解调模拟信号的调制与解调第第 3 3 章章 模拟信号的调制与解调模拟信号的调制与解调 2引引 言言 在通信系统中，对模拟基带信号进行调制在通信系统中，对模拟基带信号进行调制/解调传输的目解调传输的目的是为了让多个基带信号经过调制后在信道上一定的频带内同的是为了让多个基

2、带信号经过调制后在信道上一定的频带内同时传输；并且采用调制方式传输还能增强信号的抗噪声能力。时传输；并且采用调制方式传输还能增强信号的抗噪声能力。除此之外，采用调制解调传输还可实现传输带宽与信噪比之间除此之外，采用调制解调传输还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。的互换。调制解调的功能从频域去看就是对基带信号的频谱搬调制解调的功能从频域去看就是对基带信号的频谱搬移或者变换。移或者变换。信源信源调制调制发滤波器发滤波器信道信道收滤波器收滤波器 解解调制调制信宿信宿n(t)n(t)(Cw w本章研究各种调制、解调方式的实现方法及系统可靠性和有效性。本章研究各种调制、解调方式的实现方法及系统可靠性和有

3、效性。点点点的单向频带模拟传输通信系统：点的单向频带模拟传输通信系统：第第 3 3 章章 模拟信号的调制与解调模拟信号的调制与解调 3PM:PM:FM:FM:AM:AM:正弦调制信号正弦调制信号正弦模拟调制的几种波形图正弦模拟调制的几种波形图1 1）正弦调制）正弦调制：载波为载波为C(t)=cosC(t)=cosc ct t的连续波形。的连续波形。 （1 1）模拟调制）模拟调制: m(t): m(t)为模拟信号，为模拟信号，AMAM、DSB-SCDSB-SC、SSBSSB、VSBVSB、FMFM、PMPM（2 2）数字调制）数字调制: m(t): m(t)为数字信号，为数字信号，ASKASK、

4、FSKFSK、PSKPSK等。等。调制信号调制信号m(t)m(t)调制器调制器Sm(t)Sm(t)C(t)C(t)载波载波 调制从载波形式考虑可分为两调制从载波形式考虑可分为两种基本类型（正弦波和脉冲），但种基本类型（正弦波和脉冲），但两种基本类型又都有几种不同的调两种基本类型又都有几种不同的调制方式。制方式。第第 3 3 章章 模拟信号的调制与解调模拟信号的调制与解调 42 2）脉冲调制）脉冲调制：载波：载波C(t)C(t)为脉冲周期信号。为脉冲周期信号。（1 1）脉冲无编码调制：用模拟信号）脉冲无编码调制：用模拟信号m(t)m(t)改变脉冲的幅度改变脉冲的幅度(PAM)(PAM)、宽度、宽

5、度 (PDM)(PDM)、相位、相位(PPM)(PPM)后所产生的已调信号。后所产生的已调信号。（2 2）脉冲编码调制）脉冲编码调制(PCM)(PCM)：用模拟信号：用模拟信号m(t)m(t)对脉冲串进行幅度调制后得对脉冲串进行幅度调制后得 到到PAMPAM，再对，再对PAMPAM的每个脉冲幅度进行量化编码，所得到的编码数的每个脉冲幅度进行量化编码，所得到的编码数 据称为据称为m(t)m(t)的的PCMPCM信号。信号。（3 3）增量调制）增量调制(M)(M)：根据对模拟信号：根据对模拟信号m(t)m(t)的采样信号与预测信号之差的采样信号与预测信号之差 进行一位编码的调制，即在进行一位编码的

6、调制，即在MM中每一采样点输出一比特编码。中每一采样点输出一比特编码。（4 4）脉冲数字调制：）脉冲数字调制：m(t)m(t)为数字信号为数字信号，常为多进制脉位调相，常为多进制脉位调相PPMPPM。3 3）复合调制）复合调制：对同一载频进行两种或更多种的调制称为复合调制。：对同一载频进行两种或更多种的调制称为复合调制。 例如：对同一个载波进行一次调频后再进行一次振幅调制，所得结例如：对同一个载波进行一次调频后再进行一次振幅调制，所得结果为调频调幅波；在这里两次调制的调制信号可以不相同。果为调频调幅波；在这里两次调制的调制信号可以不相同。4 4）多级调制）多级调制：用同一调制信号实施两次或更多

7、次的调制过程，如：用同一调制信号实施两次或更多次的调制过程，如AM/FMAM/FM是先用是先用m(t)m(t)进行进行AMAM调制，再用此调制，再用此AMAM信号对另一载波进行信号对另一载波进行FMFM调制。调制。第第 3 3 章章 模拟信号的调制与解调模拟信号的调制与解调 5 我们把我们把输出已调信号输出已调信号Sc(t)Sc(t)的频谱和调制信号的频谱和调制信号X(t)X(t)的频谱之间呈线的频谱之间呈线性搬移关系的调制方式称为线性调制。性搬移关系的调制方式称为线性调制。如常规的双边带调制如常规的双边带调制(AM)(AM)、抑、抑制载波的双边带调制制载波的双边带调制(DSB-SC)(DSB

8、-SC)、单边带调制、单边带调制(SSB)(SSB)及残留边带调制及残留边带调制(VSB)(VSB)均属于线性调制。均属于线性调制。线性调制方法：线性调制方法： 用滤波法产生用滤波法产生AMAM、DSBDSB、SSBSSB、VSBVSB信号的原理如下：信号的原理如下：AM: AM: A+m(t)A+m(t)0C(t):C(t):tcoscw wH(f)H(f)h(t)h(t)S Sm m(t)(t)DSB,VSB,SSB: m(t)DSB,VSB,SSB: m(t)S(t)0) t (m= =HLffS(t)3.1 3.1 模拟信号的模拟信号的线性调制原理线性调制原理及抗噪声性能及抗噪声性能第

9、第 3 3 章章 模拟信号的调制与解调模拟信号的调制与解调 6)()(fMtmF)()(2)(fMfAtmAF ccFcfffffCt= w w)(cos调 制 器调 制 器输 入 端输 入 端信 号 的信 号 的频谱：频谱：ccccFffffAffMffMfStS= 21)( )( ccFffMffMfStS= 21)()(乘法器输出信号的频谱：乘法器输出信号的频谱：)()()(21)()(fSfSfHfStSmFm或或= 调制器输出信号的频谱：调制器输出信号的频谱：傅里叶变换公式：傅里叶变换公式：第第 3 3 章章 模拟信号的调制与解调模拟信号的调制与解调 7采用不同的采用不同的H(f)H

10、(f)可得到可得到AMAM、DSBDSB、SSBSSB、VSBVSB信号的频谱。信号的频谱。M(f)M(f) -f -fH H - -f fL L 0 f0 fL L f fH H)()(2fMfA f ff f -f -fH H - -f fL L 0 f0 fL L f fH HC(f)C(f)S(f)S(f)S(f)S(f)-f-fc c0 f0 fc c-f-fH H f fc c f fc c+f+fH Hf ff f0 0-f-fc cf fc cS(f)S(f)-f-fc c0 f0 fc c-f-fH H f fc c f fc c+f+fH Hf f线性幅度调制器工作原理频域

11、说明图线性幅度调制器工作原理频域说明图A+m(t):m(t):cos(w wt):第第 3 3 章章 模拟信号的调制与解调模拟信号的调制与解调 83.1.1.1 3.1.1.1 常规双边带调制（常规双边带调制（AMAM）原理：）原理： 常规双边带调制就是标准幅度调制。常规双边带调制就是标准幅度调制。它用调制信号去控制高频载波它用调制信号去控制高频载波的振幅，使已调波的振幅按照调制信号的振幅规律的振幅，使已调波的振幅按照调制信号的振幅规律线性变化线性变化。 H(f)H(f)为为理想带通滤波器，滤波器带宽为理想带通滤波器，滤波器带宽为2fH。SAM(t)=A+m(t)cosct AM AM信号信号