第3章模拟调制线性调制技巧.ppt

第3章 模拟调制系统 ;3.1 概述;1、信道（了解）;2、调制的作用（为什么需要调制？）;（2）实现频率分配； 为使各个无线电台发出的信号互不干扰，每个电台都被分配给不同的频率。这样利用调制技术把各种基带信号调制到不同的载频上，以便用户任意选择各个电台，收看、收听所需节目。 例如语音、音乐信号，它们的频率都是一样的，如果你所在的城市有二套电台广播信号、其它邻近的城市也各有二套电台广播信号。如果都将这些频率相同的电台语音信号、音乐信号直接放大发射出去，那你的收音机听谁的？怎么去选台？ ;（3）实现多路复用 如果传输信道的通带较宽，可以用一个信道同时传输多路基带信号，只要把各个基带信号的频率分别调制到相应的频带上，然后将它们合为一起送入信道传输即可。 ;（4）提高系统的抗噪性能 通过调制使已调信号的传输带宽变宽。 说明：用增加带宽的方法换取噪声影响的减少，这是通信系统设计中常采用的一种方法。 ;3、调制的概念;4、调制的分类;知识引入;3.2 线性调制（幅度调制）;1、标准振幅调制（AM）;;调制前后信号频谱形状没有发生变化，仅仅是信号频谱的位置和幅度发生了变化； AM信号的频谱由位于±w0的冲激（载波分量）和边带频谱（边带分量）组成； 调制信号带宽为Wm，调制后的带宽为2Wm。 将频率绝对值小于w0的信号频谱称为下边带，频率绝对值大于w0的信号频谱称为上边带。;AM信号频域波形（频谱）;为了保证 要求 假设 （单频信号） 则 ;调制指数定义为： 通常： ;AM信号的调制;AM信号的产生（调制）和接收（解调）;数学描述;非相干解调法（包络检波法）; 说明： 包络检波要求AM信号不能出现过调，即调制指数小于1。 也就是包络线必须对应为基带信号的线性关系。; 信号m(t)的频谱范围为0到Wm，将其与一载波信号 相乘实现频率搬移，试求搬移后的信号带宽为 的1/100时 为多少?;总平均功率 由于 假设f ( t )不含直流分量，则：;;已知f(t)为正弦信号，100%调制，则其调制效率分别为多少？;若f(t)为方波，其调制效率又为多少？;结论;2、抑制??波双边带（DSB）调制;DSB信号时域波形及频谱图;调制模型;解调模型 ;DSB信号只能采用相干解调，则乘法器输出为： 滤除高次项，得： ;AM和DSB比较;设调制信号（基带信号）： 载波： 请写出DSB信号的数学表达式，并画出其频谱图。 ;3、单边带调幅（SSB）;设调制信号（基带信号）： 载波： 所以有: ;可以证明，SSB信号的时域表示式为： “－”对应上边带信号，“+”对应下边带信号。;SSB信号的功率和带宽 SSB信号的功率和;SSB信号的产生（一）：滤波法 边带滤波器原理简单，实现困难，制作陡峭的边带滤波器，尤其是在频率较高时更加困难，要求过渡带宽与载波工作频率的比值不小于0.01，即 实际中多是通过多级频谱的搬移实现。;多级频谱搬移原理框图;多级频谱搬移示意图;滤波法特点;SSB信号的产生（二）：相移法 ;相移法的图形分析; ;SSB信号的解调;乘法器输入为： 经低通滤波后： 若载波同步 ，解调输出为;DSB和SSB对比; 残留边带调制是介于单边带调制与双边带调制之间的一种调制方式，它既克服了DSB信号占用频带宽的问题，又解决了单边带滤波器不易实现的难题。 不像SSB那样让一个边带完全抑制，也不像DSB那样让两个边带完全保存，而是介于二者之间。 让一个边带绝大部分顺利通过，而让另外一个边带残留一小部分。;;VSB调制;VSB滤波器特性图解;;VSB解调（同步相干解调）;发送功率PVSB和频带宽度BVSB PSSB≤ PVSB≤PDSB BSSB≤ BVSB≤BDSB BVSB=(1~2)fm;比较 所以DSB、SSB、 VSB产生原理相同。 只是滤波器的特性 不同。;线性调制参数比较;结论及应用;对比分析;3.3 线性调制的抗噪性能分析;信噪比增益 输入信噪比定义为 输出信噪比定义为 ;调制系统性能分析模型;高斯白噪声 W/Hz（双边功率谱密度） 窄带高斯白噪声的数学表达式： ;性能分析按照不同的解调方式来进行: 相干解调 非相干解调; 可表示各种调幅信号：AM、DSB、SSB和VSB。;1、输入信噪比（解调器输入端信号功率与