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第四章 模拟调制系统 4.0 引言 4.1 线性调制的原理 4.2 线性调制系统的解调 4.3 线性调制系统的抗噪声性能分析 4.4 非线性调制系统的原理及抗噪声性能 4.5 各种模拟调制系统的比较 4.0 引言 4.1 幅度调制(线性调制)原理 4.1.1 调幅(AM) 4.1.2 双边带调制(DSB) 1、DSB信号的模型 在AM信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。如果将载波抑制，只需在图中将直流A0去掉，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号(DSB)。? DSB调制器模型如图所示： 4.1.3 单边带调制(SSB) DSB信号虽然节省了载波功率，调制效率提高了，但它的频带宽度仍是调制信号带宽的两倍， 与AM信号带宽相同。 由于DSB信号的上、下两个边带是完全对称的，它们都携带了调制信号的全部信息，因此仅传输其中一个边带即可，简称单边带信号(SSB)。 产生SSB信号的方法很多，其中最基本的方法： ①滤波法和②相移法 4.1.4 残留边带调制(VSB) 单边带传输信号(SSB)具有节约一半频谱和节省功率的优点。但缺点是设备制作非常困难，如用滤波法则边带滤波器不容易得到陡峭的频率特性；如用相移法则基带信号各频率成分不可能都做到相移相等。 如果传输电视信号、传真信号和高速数据信号的话，由于它们的频谱范围较宽，而且极低频分量的幅度也比较大，这样边带滤波器和宽带相移网络的制作都更为困难，为了解决这个问题，可以采用残留边带调制(VSB)。 VSB是介于SSB和DSB之间的一个折中方案。 在VSB调制中，一个边带绝大部分顺利通过，而残留一小部分，如下图(d)所示。 VSB信号的特点： ①BVSB=BSSB ②实现容易 ③只要HVSB(ω)在±ωc处具有互补对称(奇对称)特性， 采用相干解调法解调残留边带信号就能够准确地恢 复所需的基带信号 4.2 线性调制系统的解调 调制过程：一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。 解调过程：将位于载频处信号的频谱搬回来，并且不失真地恢复出原始基带信号。 解调的方式有两种： ①相干解调: 同步检波——适用于各种线性调制系统。 ②非相干解调: 包络检波——只适用幅度调制(AM)信号。 4.2.1 线性调制系统的相干解调 4.2.2 线性调制系统的非相干解调 4.3 线性调制系统的抗噪声性能分析 4.3.1 抗噪声性能的分析模型 各种线性已调信号在传输过程中不可避免地要受到噪声的干扰，为了简化问题的讨论，仅仅研究加性噪声对信号的影响。 接收端收到的信号是发送信号与加性噪声之和。 由于加性噪声只对已调信号的接收产生影响，因而调制系统的抗噪声性能主要用解调器的抗噪声性能来衡量。 为了对不同调制方式下各种解调器性能进行度量，通常采用信噪比增益G(调制制度增益)来表示解调器的抗噪声性能，即 4.3.2 相干解调的抗噪声性能 4.3.3 非相干解调的抗噪声性能 只有AM信号可以直接采用非相干解调。 AM信号采用包络检波器解调，有噪声时包络检波器的数学模型如图所示： 4.4 非线性调制系统的原理及抗噪声性能 4.5 各种模拟调制系统的比较 本节对各种模拟调制系统进行总结、比较，以便在实际中合理选用。 1、各种模拟调制方式总结 假定所有调制系统在接收机输入端具有相同的信号功率，且加性噪声都是均值为0、双边功率谱密度为n0/2的高斯白噪声，基带信号m(t)带宽为fm，在所有系统中都满足 经低通滤波器后，得： 输出噪声功率为： 带宽B=2fH，为双边带信号的带宽 解调器输入信号平均功率为： 解调器输入信噪比为： 解调器输出信噪比为： 制度增益为： 一、解调器的输入信噪比 1、解调器的输入信号功率 由前述分析已知，各线性调制系统已调信号的时域表达式分别为： 由前述分析已知，各输入已调信号的平均功率为： 2、解调器的输入噪声功率 由前述分析已知， ，其中B表示各已调信号的带宽。 3、解调器的输入噪声功率 由上面的分析可得各种线性调制信号在解调器的输入信噪比分别为 一、解调器的输出信噪比 1、解调器的输出信号功率 由前述分析已知，AM，DSB调制信号经相干解调器的输出信号为：