通信原理第四章 模拟调制系统（清华版）.ppt

通 信 原 理 第4章 模拟调制系统 4.1 引言 4.2 幅度调制的原理及抗噪声性能 4.3 非线性调制(角度调制)的原理及抗噪声性能 4.4 各种模拟调制系统的比较 4.5 频分复用(FDM) 4.6 复合调制及多级调制的概念 4.1 引言 一 调制的定义 调制--把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。按照调制信号(基带信号)的变化规律去改变载波的某些参数的过程称为载波调制 二 调制的目的 信号传输的需要 原始信号具有较低的频谱分量，不宜直接传输，因此在发送端常需调制，而在接收端需解调—将已调信号中的调制信号恢复出来 2.实现频谱的搬移、提高系统的有效性 把调制信号的频谱搬移到所需的位置上，从而实现信道的多路复用 3.提高系统的可靠性 提高抗干扰能力 三 调制的分类 1.调制信号分 2.载波信号分 3.复合调制 4.多级调制 4.2 幅度调制(线性调制)的原理 一 定义 正弦型载波的幅度随调制信号做线性变化的过程 用调制信号去控制载波的振幅，使其按调制信号的规律而变化的过程 二 幅度调制信号的表示 三 已调信号的表示法 设调制信号为m(t)，其频谱为M(ω)，载波为s(t)=Acosωct，则已调信号sm(t)的时域表示法： sm(t)=Am(t) cosωct (4.2-1) 频域表示法： 由于： A 2πAδ (ω) m(t) M(ω) cosωct π[δ (ω-ωct) + δ (ω+ωct) ] 所以： Sm(ω)=1/2π1/2π{ 2πAδ(ω)*π[δ(ω-ωc)+δ(ω+ωc)] }*M(ω) ={A/2[δ(ω-ωc) +δ(ω+ωc) }*M(ω) =A/2[M(ω-ωc) + M(ω+ωc)] (4.2-2) 四 调幅信号的特点 波形上 它的幅度随基带信号规律而变化 2.频谱结构上 它的频谱完全是基带信号频谱结构在频域内的简单搬移(精确到常数因子) 由于这种搬移是线性的，因此幅度调制通常又称为线性调制。“线性”不是指已调信号与调制信号之间满足线性关系，因为调制过程都是非线性的变换关系 五 幅度调制器的一般模型 它由一个乘法器和一个冲激响应为h(t) 的带通滤波器组成，该模型的输出信号的时域和频域表示式如下： sm(t)=∫h(τ) m(t－τ) cos(ωct-ωcτ) dτ = cosωct∫h(τ)m(t－τ)cosωcτdτ + sinωct∫h(τ) m(t－τ)sinωcτdτ (4.2-3) Sm(ω)= 1/2［M(ω-ωc)+M(ω+ωc)］H(ω) (4.2-4) 适当选择滤波器的特性H(ω)，便可以得到各种幅度调制信号： 调幅、双边带、单边带及残留边带信号 4.2.1调幅信号(AM)-常规双边带调幅信号 一 时域表示法 调制信号：m’(t)＝A0 + m (t)、 A0＞∣m(t)∣max 载波信号：s(t)=cosωct h(t)是理想带通滤波器：h(t)=δ(t)，即(H(ω)=1) 则已调信号sAM(t)为调幅信号(AM): sAM(t) = m’(t)cosωct=[A0+m(t)]cosωct = A0cosωct +m(t)cosωct (4.2-5) 二 频域表示法 m (t) M(ω) h(t) H(ω)=1 Acosωct πA0［δ(ω-ωc)+δ(ω+ωc)］ m(t)cosωct 1/2[M(ω-ωc)+M(ω+ωc)] SAM(ω)=πA0［δ(ω-ωc)+δ(ω+ωc)］ +1/2[M(ω-ωc)+M(ω+ωc)] (4.2-6) 三 频谱图 四 说明 五 功率分配 AM信号在1Ω电阻上的平均功率应等于sAM(t)的均方值。当m(t)为确知信号时，sAM(t)的均方值即为其平方的时间平均 通常假设调制信号没有直流分量，均值为零：m(t) =