西电《通信原理》课件 第四章

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1、西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章第四章第四章 模拟调制系统模拟调制系统西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章2内容提要内容提要4.1 幅度调制幅度调制(线性调制线性调制)的原理的原理4.2 线性调制系统的抗噪声性能线性调制系统的抗噪声性能4.3 非线性调制（角度调制）的原理非线性调制（角度调制）的原理4.4 各种模拟调制的性能比较各种模拟调制的性能比较4.5 频分复用（频分复用（FDM）作业：作业：1、2、5、6、7、8、11、12、13、14、17、10-1、10-2西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章3引言引言调制的目的和分类调制的目的和分类n调制调制n目的：将原

2、始电信号变换成频带适合信道传输的信号目的：将原始电信号变换成频带适合信道传输的信号n方式：按调制信号的变化规律去改变载波的某些参数方式：按调制信号的变化规律去改变载波的某些参数n作用作用(正弦波调制正弦波调制)：n将调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输的已调信号（频带信将调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输的已调信号（频带信号）；号）；n实现信道的多路复用，提高信道利用率；实现信道的多路复用，提高信道利用率；n减小干扰，提高系统抗干扰能力；减小干扰，提高系统抗干扰能力；n实现传输带宽与信噪比之间的互换。实现传输带宽与信噪比之间的互换。n调制信号：原始基带信号调制信号：原始基带信号n模拟

3、调制：调制信号取值连续模拟调制：调制信号取值连续n数字调制：调制信号取值离散数字调制：调制信号取值离散n载波：携带调制信号的信号载波：携带调制信号的信号n正弦波调制：正弦型信号作为载波正弦波调制：正弦型信号作为载波n脉冲调制：脉冲串作为载波脉冲调制：脉冲串作为载波西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章4正弦波模拟调制正弦波模拟调制西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章4.1 幅度调制幅度调制(线性调制线性调制)的原理的原理返回返回西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章6n幅度调制（线性调制）是用调制信号去控幅度调制（线性调制）是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的

4、规制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律而变化的过程律而变化的过程。 n分类：分类：n调幅（调幅（AM）n双边带抑制载波调幅（双边带抑制载波调幅（DSB-SC）n单边带调制（单边带调制（SSB）n残留边带调制（残留边带调制（VSB）西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章7一、幅度调制器的一般模型一、幅度调制器的一般模型)(cos)()(thttmtscm)()(21)(HMMSccm适当选择，可以得到适当选择，可以得到各种幅度调制信号各种幅度调制信号 西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章8二、二、AM信号信号n调制信号叠加直流后调制信号叠加直流后与载波相乘，就可形与载波相乘，就可

5、形成调幅（成调幅（AM）信号）信号 0)(tmttmtAttmAtscccAMcos)(coscos)()(00)()(21)()()(0ccccAMMMAS西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章9AM信号的波形和频谱信号的波形和频谱上边带上边带max0( )1m taA调幅指数a1 过调幅过调幅西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章10AM调制信号仿真波形调制信号仿真波形(a=0.5)西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章11AM调制信号仿真波形调制信号仿真波形(a=1)西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章12AM调制信号仿真波形调制信号仿真波形(a=1.5)西安电

6、子科技大学西安电子科技大学第四章第四章13结论结论n可以看出当满足条件可以看出当满足条件 时，时，AM信号的包络与调信号的包络与调制信号成制信号成正比正比，所以用包络检波的方法很容易恢复出原始的，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。调制信号，否则，将会出现过调幅现象而产生包络失真。nAM信号的频谱由信号的频谱由载频分量载频分量和上、下两个边带组成，上边带和上、下两个边带组成，上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同。的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同。n 0( )maxm tA2AMHBf22202222200( )( ) coscos(

7、 )cos2( )cosAMAMccccPstAm ttAtm ttA m tt( )0m t =0220( )22SMcAm tAPPP载波功率载波功率 边带功率边带功率 =ScSPPP功率西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章14举例举例n设设 ，满量（，满量（100%）调幅）调幅n也即也即n由此可见，由此可见，AM信号的总功率包括载波功率和边带信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。载波分量不携带信息，仍占据大部功率两部分。载波分量不携带信息，仍占据大部分功率，因此，分功率，因此，AM信号的功率利用率比较低。信号的功率利用率比较低。( )cosmmm tAt0max( )mAAm

8、 t2211( )24smPm tA2201122cmPAA1=3scSPPP功率西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章15AM信号的解调信号的解调n包络检波包络检波n条件：条件：n特点：不需要同步载波，输出幅度大特点：不需要同步载波，输出幅度大0( )( )om tAm t0( )maxm tA西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章16AM信号的相干解调信号的相干解调n实际中提取载波，会不可避免地存在有载波相位偏实际中提取载波，会不可避免地存在有载波相位偏差，此时解调器的输出为差，此时解调器的输出为0( )( )2oAm tm t0cos( )( )2oAm tm t载波相位偏差

9、载波相位偏差西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章17三、抑制载波双边带调制（三、抑制载波双边带调制（DSB）n在在AM信号中，载波分量并不携带信息，信息完信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。全由边带传送。n如果将载波抑制，只需将直流如果将载波抑制，只需将直流A0去掉，去掉， 即可输即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号出抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB）( )( )cosDSBcstm tt0)(tm1( )()()2DSBccSMM西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章18DSB信号的波形和频谱信号的波形和频谱DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律

10、一致，因而不能采用简单的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制信号，包络检波来恢复调制信号， 需采用相干解调（同步检波）。需采用相干解调（同步检波）。西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章19DSB信号的调制与解调信号的调制与解调( )( )2om tm t 特点：特点：DSB信号不含载波分量，功率利用率高信号不含载波分量，功率利用率高包络不再正比于调制信号包络不再正比于调制信号m(t)变化，只能采用相干解调变化，只能采用相干解调带宽同带宽同AM信号信号西安电子科技大学西安电子科技大学第四章第四章20四、单边带调制四、单边带调制(SSB)nDSB信号

11、包含有两个边带，即信号包含有两个边带，即上、下边带上、下边带。n由于这两个边带包含的信息相同，因而，从信息传输的角度由于这两个边带包含的信息相同，因而，从信息传输的角度来考虑，传输一个边带就够了。来考虑，传输一个边带就够了。n这种只传输一个边带的通信方式称为单边带通信。这种只传输一个边带的通信方式称为单边带通信。n单边带信号的产生方法通常有单边带信号的产生方法通常有滤波法滤波法和和相移法相移法。用用滤波法滤波法形成单边带信号形成单边带信号方法是让双边带信号通过一个边带滤波器，方法是让双边带信号通过一个边带滤波器，保留所需要的一个边带，滤除不要的边带。保留所需要的一个边带，滤除不要的边带。西安电