第3章模拟调制系统
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1、 3.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调 3.2 线性调制系统的信噪比线性调制系统的信噪比 3.3 非线性调制原理非线性调制原理 3.4 非线性调制抗噪声性能非线性调制抗噪声性能 3.5 角度调制的接收角度调制的接收3.6 预加重和去加重技术预加重和去加重技术第第 3 3 章章 模拟调制系统模拟调制系统第3章 模拟调制系统2学习目标：学习目标：v 线性模拟调制的原理及抗噪声性能线性模拟调制的原理及抗噪声性能v 非线性模拟调制的原理及抗噪声性能非线性模拟调制的原理及抗噪声性能v 预加重与去加重技术预加重与去加重技术要点：要点：掌握线性调制的原理及系统的抗噪声性能、掌握线性调制的原理及系
2、统的抗噪声性能、掌握非线性调制的原理掌握非线性调制的原理; ;了解非线性调制系统抗噪声了解非线性调制系统抗噪声性能及预加重与去加重技术。性能及预加重与去加重技术。学习目标及要点学习目标及要点第3章 模拟调制系统33.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调 3.1.1 调制的概念调制的概念 调制是通信原理中一个十分重要的概念，是一种信号处理技术。无论在模拟通信、数字通信还是数据通信中都扮演着重要角色。 那么为什么要对信号进行调制处理？什么是调制呢？我们先看看下面的例子。第3章 模拟调制系统43.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调话 筒扩 音 机扬 声 器 3.1.1 调制的概念调
3、制的概念图21 扩音示意图 )(105 . 11020103438mfc第3章 模拟调制系统53.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调 3.1.1 调制的概念调制的概念n调制过程让载波的某个参数（或几个）随调制信号（原始信号）的变化而变化的过程，称为调制。 原始（基带）信号较低频率分量，不宜无线传输。 载体（波）运载基带信号的载体。 参数（或特征值）载波的随基带信号变化的参数。第3章 模拟调制系统63.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调 3.1.1 调制的概念调制的概念n调制的本质： 基带信号转化为适合信道传输的频带信号； 信道多路复用，提高信道利用率； 增强抗干扰能力；n调
4、制（载体）方式： 形式：模拟；数字 载波选择：正弦波连续调制 脉冲波脉冲调制第3章 模拟调制系统73.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调 3.1.2 振幅调制的基本原理振幅调制的基本原理幅度调制器的一般摸型时域，频域特征AM；DSB；SSB；VSB的形成及解调机理和噪声分析着重对分析方法的认识第3章 模拟调制系统83.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调)(tU) (tU 3.1.3 普通调幅波的数学表达式及其频谱普通调幅波的数学表达式及其频谱q令h(t) = (t) ，调制信号 叠加直流 后与载波相乘，就可形成标准调幅(AM)信号。 载波的振幅受 控制，已调波的包络按照 的
5、规律线性变化。)(tUcmU第3章 模拟调制系统93.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调 3.1.3 普通调幅波的数学表达式及其频谱普通调幅波的数学表达式及其频谱n单频信号调制 当调制信号为单一频率的余弦波时，其数学表达式为：则：其中： 称为调幅系数FtUtUtumm2coscos)()cos()cos1 ()cos()()(ccacmccacmAMttmUttukUtucmmaaUUkm第3章 模拟调制系统103.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调 3.1.3 普通调幅波的数学表达式及其频谱普通调幅波的数学表达式及其频谱n多频率分量信号的调制 为分析简单，令ka=1， ，
6、调制信号为f(t)，其频谱为F()则调幅信号的时域表达式为：由傅里叶变换关系得到以下傅里叶变换对： f(t) F()0c)cos()()(ttfUtuccmAM第3章 模拟调制系统113.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调 3.1.3 普通调幅波的数学表达式及其频谱普通调幅波的数学表达式及其频谱n多频率分量信号的调制 所以 的频域表达式为：)()(21cos)()()(cosccccccmccmFFttfUtU)(tuAM)()(21)()()(cccccmAMFFUS第3章 模拟调制系统123.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调第3章 模拟调制系统13n当满足条件|f(t
7、)|maxUcm 时，AM信号的包络与调制信号成正比，所以用包络检波的方法很容易恢复出原始的调制信号，否则，将会出现过调幅现象而产生包络失真。这时不能用包络检波器进行解调，因基带信号被噪声扰乱这种现象叫“门限效应”；为保证无失真解调，可以采用同步检波器。AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽是基带信号带宽fH的两倍，即BAM=2fH。HHcHcLHAMfffffffB2)()(3.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调第3章 模拟调制系统143.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调 3.1.3 普通调幅波的数学表达式及其频谱普通调幅波的数学表达式及其频谱n调幅波的功率 AM信号
8、平均功率应等于uAM(t)的均方值。当f(t)为确知信号时，uAM(t)的均方值即为其平方的时间平均，假设调制信号f(t)不含直流分量，则可得： ttfUttftUtupccmcccmAMAM222222cos)(2cos)(cos)(fccmAMAMPPtfUtup2)(2)(222载波功率边带功率第3章 模拟调制系统153.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调)()(222tfUtfPPcmAMmAM 3.1.3 普通调幅波的数学表达式及其频谱普通调幅波的数学表达式及其频谱第3章 模拟调制系统163.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调 3.1.4 双边带调制（双边带调制（
9、DSB）q 基本思想：抑制不携带信息的载波分量的功率，将有效基本思想：抑制不携带信息的载波分量的功率，将有效功率用于边带传输，从而提高调制效率。功率用于边带传输，从而提高调制效率。q DSB的时域、频域及功率的时域、频域及功率q 令直流信号的令直流信号的Ucm=0 ，得到，得到DSB调制信号的时域和频域描调制信号的时域和频域描述述q DSB的全部功率包含在边带上，即的全部功率包含在边带上，即21( )2DSBfPPftq DSB的调制效率的调制效率1DSB第3章 模拟调制系统173.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调 3.1.4 双边带调制（双边带调制（DSB）2. DSB调幅波的产
10、生及频谱分析调幅波的产生及频谱分析图23 抑制载波的双边带调幅模型图 f (t)sDSB(t)cosct第3章 模拟调制系统183.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调第3章 模拟调制系统193.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调 3.1.4 双边带调制（双边带调制（DSB）q DSB的波形及其频谱的波形及其频谱q 由由DSB的时间波形可知，的时间波形可知，DSB信号的包络不再与调制信号信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号，需采用相干解调（同步检波）。另外，在调制信制信号，需采用相干
11、解调（同步检波）。另外，在调制信号号 f(t) 的过零点处，高频载波相位有的过零点处，高频载波相位有180的突变。的突变。q 由频谱图可知，由频谱图可知，DSB信号虽然节省了载波功率，功率利用信号虽然节省了载波功率，功率利用率提高了，但它的频带宽度仍是调制信号带宽的两倍。率提高了，但它的频带宽度仍是调制信号带宽的两倍。 DSB 信号的上、下两个边带是完全对称的，它们都携带了信号的上、下两个边带是完全对称的，它们都携带了调制信号的全部信息，因此只需要传输其中一个边带即可。调制信号的全部信息，因此只需要传输其中一个边带即可。第3章 模拟调制系统203.1 线性系统的调制与解调线性系统的调制与解调
