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第四章 模拟通信系统 模拟调制技术 4.1 引言 模拟信号定义: 在时间上和幅度上是连续的. 通常,模拟信号是随机过程M(t)的一个样本m(t) 基带信号:f=0(直流)附近的低通型信号 4.1 引言 若要在频带信道中传输信号，则要将信号变换到信道对应的频带。 一种方法是：通过正弦型载波调制降低通型的模拟基带信号变换为频带信号，其频带中心频率在fc附近。（ fc 》W） 载波信号 c(t)=AcCos(2πfct+ Φc) 调制的种类 按照m（t）的变换规律去控制载波的幅度或是载波的频率或相位，分别称为 幅度调制（AM） 角度调制 频率调制（FM） 相位调制（PM） 正弦型载波调制的作用 频谱搬移：在通信系统中将基带信号的低通频谱搬移到载波频率上，使得所发送的频带信号的频谱匹配与频带信道的带通特。 复用：通过调制技术还可以在一个信道内同时传送多个信源的消息。由于携带每个消息的已调信号带宽比频带的信道的总带宽窄得多，通过调制技术将个消息的频谱搬移到互不重叠的频带上，可以在一个信道内同时传送多路信号，简称为复用。 通过采用不同的调制方式兼顾通信的有效性和可靠性。 正弦型载波调制的作用 本章的内容 本章着重讨论幅度调制及角度调制信号的表示式，频谱分析，解调原理及其在信道加性白高斯噪声干扰下的解调性能；多路信号的频分复用；简述超外差接受的工作原理介绍通信系统中接受机的噪声系数及等效噪声温度两个重要参数。 4.2 幅度调制 定义：正弦载波的幅度是随模拟基带信号m（t）的变化规律成正比地变化。 分类： 双边带抑制载波调幅（DSB-SC） 具有离散大载波的双边带调幅（DSB） 单边带调幅（SSB-SC） 残留边带调幅（VSB） 4.2.1 双边带抑制载波调幅 产生：利用均值为零的模拟基带信号m（t）与正弦载波c（t）直接相乘得到 此调幅信号的数学表达式为 s(t)=m(t)*c(t)=m(t)Accos(ωct+φc) 4.2.1　双边带抑止载波调幅 调幅信号的相位翻转 当m(t)过横轴零点时将使已调信号发生相位翻转 确定信号的频谱特性 设调制信号m(t)的傅式频谱为M(f),载波信号c(t)的频谱为C(f),则 确定信号的频谱特性 几点说明 |f|fc的频率分量为上边带，|f|fc为下边带 上下边带均对应M(f)的所有频率分量，说明上下边带携带了相同的消息。称此调幅信号为双边带调幅信号 该调幅信号的一个重要特征是不包含离散的直流载频分量，这是由于模拟基带信号的频谱成分中不含离散的直流分量。 随机调制信号 模拟调制信号m(t)是随机过程M(t)的样本函数，调幅信号s(t)是随机过程S(t)的样本函数，它们在时间域以自相关函数，在频率域以功率谱密度来描述 设M(t)是均值为零，自相关函数为RM(t)的广义平稳随机过程,则DSB-SC AM信号s(t)的均值也为零，即： 随机调制信号 从上式中可以看出 是以t为自变量的中 期性自相关函数,其周期 因此S(t)是一个循环平稳过程,它的平均自相关函数 随机调制信号 DSB-SC AM 信号的平均功率是 ,即 m(t)及DSB-SC AM的功率谱密度图 DSB-SC AM信号的相干解调 这里假设加性噪声为零则接受信号r(t)与s(t)相同即: DSB-SC AM信号的相干解调 低通滤波器的作用是抑制二倍载频分量,仅通过低通分量,它的输出是： DSB-SC AM信号的相干解调 解调框图如下 载波提取 简要介绍载波提取的方法即:发端加一离散的载波分量,称为导频 载波提取 发送的已调信号的表示式为 载波提取 此导频的作用是在收端可利用调谐于载频fc的窄带滤波器滤出离散的导频分量作为相干解调的恢复载波. 发送信号加导频的缺点是:在发端要分配一部分功率给导频 4.2.2具有离散大载波分量的双边带幅度调制(AM) 产生原因：双边带抑制载波调幅信号的解调必须采用相干解调，因此在收端应有载波提取电路，这对于广播调幅收音机来说是不经济的。因此，人们想出在发端双边带抑制在播调幅基础上再加上离散的大载波分量使得接收机的解调可用包络检波器，比较经济。 具有离散大载波分量的双边带幅度调制(AM) 该幅度调制是由DSB-SC AM信号加上一离散大载波分量,其表示式为: 调幅（AM）：原理及波形 具有离散大载波分量的双边带幅度调制(AM) 信号的时域特征 对该调幅来说,为了在解调时使用包络检波而不失真的恢复出原基带信号m(t),则要求 具有离散大载波分量的双边带幅度调制(AM)