数字通信第3章-tc模拟调制系统(1)

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1、第三章第三章 模拟信号的调制与解调模拟信号的调制与解调3.1 模拟信号的线性调制模拟信号的线性调制v3.1.1双边带调幅双边带调幅v3.1.2 单边带调制（单边带调制（SSB）v3.1.3 残留边带调制（残留边带调制（VSB） 3.1.1 常规双边带调制常规双边带调制标准调幅为：标准调幅为： )cos(cc0AMttfAts)()(适用包络检波的条件！A0与f(t)的关系 若若 )cos(mmmtAtf)()cos()cos(ccmmm0AMttAAts)(0AMmmcc1cos() cos()Att上式中，上式中， ，称为调幅指数，用百分，称为调幅指数，用百分比表示时，称为调制度。比表示时，

2、称为调制度。（通常取（通常取30%60%）0mAMAA /AM0max( )/f tA调制度调制度 小于小于1 1 等于等于1 1 大于大于1 1 正常调幅正常调幅 满调幅满调幅 过调幅过调幅若调制信号为一般信号，则取调幅指数为：若调制信号为一般信号，则取调幅指数为： 当载波初相为当载波初相为0时，已调信号为：时，已调信号为：AM0c( )( ) cosstAf tt0cccos( )cosAtf tt0c0ccccc( )( )cos()()1( )cos()()2f tFAtAf ttFF)()()()(cccc0AM21FFAS频域特性分析若有：若有：则已调信号的频谱为：则已调信号的频谱

3、为： 已调信号的频谱图：已调信号的频谱图：1. 形状相同，位置搬移；形状相同，位置搬移；2. AM信号含载波分量；信号含载波分量；3. AM 信号是双边带信号，信号是双边带信号，带宽带宽 BAM=2W=2fH4. 下边带是上边带的镜像下边带是上边带的镜像下边带下边带上边带上边带上边带上边带载频分量载频分量载频分量载频分量 调幅信号的平均功率为：调幅信号的平均功率为：2AMAM220c222220cc0c( )( )coscos( )cos2( ) cosPstAf ttAtfttA f tt0)(tf02cos2cos121cosccc2tttfc220AM22PPtfAP)(功率特性分析常规

4、调幅信号的功率由载波功率常规调幅信号的功率由载波功率P Pc c和边带功率和边带功率P Pf f组成；组成；边带功率与调制信号有关，是有用功率：边带功率与调制信号有关，是有用功率：载波功率？载波功率？因为因为 调制效率：边带功率与总功率之比，即：调制效率：边带功率与总功率之比，即：fcfAMfAMPPPPP)()()()(tfAtftfAtf22022202212121当当 时，有：时，有： 此时：此时：)cos(mmmtAtf)(22m( )2/ftA2AM2AM2m202m2m202mAM222121AAAAAA若若 ，调制效率最大值为，调制效率最大值为1/3。1AM常规调幅调制效率低，载

5、波分量不携带信息却占用大部分功率！改进方案-抑制载波双边带调制 例例3-1 已知一个已知一个AM广播电台输出功率是广播电台输出功率是50KW，采用单频余弦信，采用单频余弦信号进行调制，调幅指数为号进行调制，调幅指数为0.707。 （1）试计算调制效率和载波功率；）试计算调制效率和载波功率； （2）如果天线用）如果天线用50的电阻负载表示，求载波信号的峰值幅度。的电阻负载表示，求载波信号的峰值幅度。解解（1） 由以上的公式有由以上的公式有 则调制效率则调制效率 载波功率为载波功率为 （2）载波功率）载波功率Pc与载波峰值与载波峰值A的关系为的关系为 所以所以 51707. 02707. 0222

6、2AM2AMAMAMffcfPPPPPAM)(40)511 (50)1 (kWPPPPAMAMfAMcRAPc22)(2000501040223VRPAc 3.1.2 抑制载波双边带调幅（抑制载波双边带调幅（DSB-SC） DSB-SCDSB-SC信号表达式为：信号表达式为： 已调波频谱为：已调波频谱为： 已调信号平均功率为：已调信号平均功率为： 可见，边带功率是全部功率，其调制效率为可见，边带功率是全部功率，其调制效率为)()()(ttftscDSBcos)()()(ccDSB2121FFSttftsPc222DSBDSBcos)()(22/ )(tf1DSB DSB-SC波形图及频谱图如下

7、：波形图及频谱图如下：DSB-SCDSB-SC与与AMAM信号的比较信号的比较vDSB-SC的调制效率：的调制效率：100v优点：节省了载波功率。优点：节省了载波功率。v缺点：不能用包络检波，需用相干检波，较缺点：不能用包络检波，需用相干检波，较复杂。复杂。v双边带的上、下两个边带有什么关系？双边带的上、下两个边带有什么关系？一个边带携带了调制信号的全部信息。一个边带携带了调制信号的全部信息。v进一步改进：单边带调制进一步改进：单边带调制进一步节省载波功率和带宽进一步节省载波功率和带宽 3.1.2 调制与解调调制与解调 AM与与DSB-SC调制模型如下图所示。调制模型如下图所示。 实际中，任何

8、具有载实际中，任何具有载 波频率的周期性信号波频率的周期性信号 都可以充当载波信号都可以充当载波信号 。图中仅以正弦信。图中仅以正弦信 号为例加以说明。号为例加以说明。 解调包括解调包括相干解调相干解调和和包络检波包络检波两种方式。两种方式。 相干解调相干解调模型模型 如右图所示。如右图所示。v 关键是必须关键是必须 有一个同频同有一个同频同 相的载波。相的载波。v 表达式如下：表达式如下： 经低通后，得到：经低通后，得到： 从而恢复了原有的调制信号。从而恢复了原有的调制信号。 ttftfttfttscc2cDSB2cos2121coscos)()()()()()(tfts21d 3.1.3