色度信号和色同步信号.docVIP

第三节 色度信号与色同步信号 选定了亮度信号和色差信号后， 下一步就是如何将它们调制 在副载波上，以便和亮度信号实现频谱间置。 一．色度信号的形成 1．调幅原理 （1）调幅的定义 调幅即幅度调制。这种调制方式是使作为载波的高频正弦信 号 Us 的振幅随着所要传送的信号瞬时值变化而变化。如图 2-4 所示。低频的正弦波称为调制信号，高频等幅信号称为载波。 图2-4调幅波的波形 (a) 调制信号 (b) 载波信号 (c)AM 波 (d) 平衡 调幅波 （2）调幅的原理 2 设低频调制信号为 U ? = U ? sin ? t 载波信号为 Us=Us sinωst 则调幅波信号为 U=Us[1+（U ? / Us）sinΩt) sinωst =Us (1+ ma Ω t) sin ω st （2-4） 式中，ma= U ? / Us 为调幅度，其值介于 0～1 之间。将（2-4） 式进行三角函数分解，则有 U = Us (1+ maΩt) sinωst = Us sinωst + maUssinΩt sinωst = Us sinωst+ 2 1 maUscos（ωs+Ω）t+ 2 1 maUscos （ωs－Ω）t 或表示成为 U =Us sin2πfst+ 2 1 maUscos2π（fs+f1）t + 2 1 maUscos2π（fs－ f1）t （2-5） 从（2-5）式可以看出，调幅信号除了原载频 fs 之外，还包 括两个新的频率（fs+f1）和（fs－f1），这两个频率称为调幅波 的两个边频。在这种用单一频率Ω调制的情况下，载频的幅度为 Us，上下两个边频的幅度是 2 1 maUs。其调幅波的频谱如图2-5所 示。 3 图2-5 调幅波频谱 (a)普通调幅 (b) 平衡调幅 2．平衡调幅与正交平衡调幅 （1）平衡调幅 ① 平衡调幅定义 在一般调幅波中，各个频率分量的功率（用P表示）与其振 幅的平方成正比，所以调幅波各频率分量的能量分配为： Pωs ∞ Us 2 P（ωs+Ω）∞[（1/2）maUs）] 2 = 4 1 ma 2 Us 2 P（ωs -Ω) ∞[（1/2）maUs] 2 = 4 1 ma 2 Us 2 由于调幅度（调幅系数）ma＜1，所以 Pωs 比 P（ωs+Ω）和 P（ωs -Ω)要大得多。即使ma=1，Pωs 比 P（ωs+Ω）和 P（ωs - Ω)的和还要大一倍。另外，要传送的信息内容只包含在上边频 与下边频内，载波本身并不包含信息内容。因此，发送载波是一 个很大的浪费，有必要将它抑制掉，只传送上下两个边带。这种 抑制掉载波的调幅方式称为平衡调幅。 4 ② 平衡调幅原理 根据平衡调幅的定义可知，其数学表达式为： U= maUssinΩt sinωst = 2 1 maUscos（ωs+Ω）t+ 2 1 maUscos（ωs－Ω） （2-6） 可见，平衡调幅信号正好是调制信号和被调制信号（即载波） 的乘积。因此，平衡调幅也叫调制乘积，而平衡调幅器实际上是 一个乘法器。将图2-4（a）的调制波与（b）的载波逐点相乘， 就得到图（d）所示的平衡调幅波。 ③ 平衡调幅波特点 由上述分析可知，平衡调幅波主要有以下几个特点 A.不含载波分量 包络里面的波形频率仍为载波频率， 因为这正是ωs+Ω和ωs－Ω 的平均值。所以包络里的波形可以看作平衡调幅已调波的载波。 当然，载频实际上是没有的。 B.上下包络不再是调制信号的波形，而是两边频分量的差拍 波形，即为两边频之差。差拍频率为：（ωs+Ω）－（ωs－Ω） =2Ω 上下包络并不反映原调制信号的波形，所以用普通的振幅检 波方式检不出原调制信号。 但原调制信号波形可由交替的上下包 络波形识别出来，如图2-4（d）。图中用实线表示的包络与调制 信号同相，用虚线描出的包络与原调制信号反相。 5 C.对应调制信号为零的部分，平衡调幅波也为零，而且在调 制信号波形通过零电平转换极性 （由正到负， 或由负到正） 之处， 平衡调幅波反相180 0 。 这说明平衡调幅波不但能反映调制信号振 幅（幅度），而且能反映调制信号的极性。 它们的关系是：调制信号倒相时，平衡调幅波也倒相。 D.平衡调幅波在调制信号的正半周与原载波同相，在调制信 号的负半周与原载波反相。 由图可见，载波的正峰点正好对应于图 2-4（d）中的实线包 络。因此，如在正峰点期间取样（d）的波形，则可获得一系列 脉冲，这些脉冲的峰值就反映了调制波的形状，这实际就是同步 检波的原理。因此，接收机中应有一个与发射端载频同频同相的 信号，因载波被抑