[哈尔滨工程大学通信原理课件]第三章.ppt

第三章 模拟调制系统 3.1 幅度调制的原理 设正弦型载波为： 式中：载波角频率为 ；载波的初相位为 ；载波振幅为 A 幅度调制信号的一般表达式为 线性调制：已调信号的谱结构是基带调制信号频谱结构的简单平移及线性变换，因此幅度调制又称为线性调制； 根据滤波器传输函数的不同，模拟幅度调制分为4类： 常规调幅AM： 为全通网络， 有直流成分。 抑制载波双边带调制DSB： 为全通网络， 无直流成分。 单边带调制SSB： 是截止频率为 的高通或低通滤波器。 残留边带调制VSB： 是特定的互补特性滤波器。 一.抑制载波双边带调制（DSB-SC）原理 要求：信号中不含有直流分量，且 是理想带通滤波器。 DSB信号的时域波形及频谱 二. 常规双边带调幅（AM） 要 求：基带信号 由交流分量 和直流分量A构成， 且必须满足 时域表达式为： 常规双边带调幅（AM）信号的波形图 常规双边带调幅（AM）信号的频谱图 三. 单边带调制（SSB） 要 求：带通滤波器只允许一个边带通过。 利用下图中的滤波法可以形成单边带信号。 产生上边带信号时 产生下边带信号时 SSB信号频谱图 四. 残留边带调制（VSB） 残留边带调制是介于双边带与单边带之间的一种线性调制，即克服了双边带调制信号占用频带宽的缺点，又解决了单边带信号要求滤波器截止特性比较陡峭在生产技术上的难题。 残留边带在频域的表达式 只要残留边带滤波器的截止特性在载频处具有互补对称特性，那么采用相干解调法就能准确恢复原有的基带信号。 残留边带滤波器的衰减特性有很大的选择自由度，但这并不等于对滤波器的衰减特性没有限制。滤波器的衰减特性又称滚降特性，目前应用最多的就是直线滚降和余弦滚降，例如，在电视信号传输和数据信号传输中就分别使用了直线滚降和余弦滚降。 ：已调信号； ：高斯白噪声； 若解调器输入噪声 具有带宽 高斯白噪声单边功率谱密度为 ， 则输入噪声平均功率 带通滤波器传递函数带宽应等于 已调信号的频带宽度。 解调器输出信号平均功率为 ，噪声平均功率为 ， 则解调器输出信噪比表示为 调制制度增益G。 一般来讲，调制制度增益越高，解调器抗噪声性能越好。 一. DSB调制系统的抗噪声性能分析 解调方式：相干解调；输入信号与噪声可以分别单独分析。 设输入信号为 则其平均功率为 设相干载波为 ，则 解调器输入信噪比为 解调器输出信噪比为 调制增益为 上式说明DSB信号的解调过程使信噪比改善一倍，这 是因为在相干解调中输出噪声的一个正交分量 被消 去的缘故。 二. SSB调制系统的抗噪性能分析 SSB解调器输入信噪比为 SSB解调器输出信噪比为 调制制度增益为 造成单边带调制制度增益为1的原因是单边带信号中的 分量被解调器滤除了。 三. AM调制系统的抗噪性能分析 解调方式：包络检波法 设解调器输入信号 ，式中 解调器输入信号功率和噪声功率分别为 检波器输入端信号与噪声混合波形，即式中 大信噪比满足以下条件 再利用近似公式 ，当 时。 信号功率及噪声功率分别为 和 于是 可见，AM信号的调制制度增益G与信号中的直流A有关；因为 所以G总是小于1的，这说明解调器对输入信噪比没有改善。 当 为单频正弦信号时，即 ，有 ，此时 。 若采用相干检测法去解调AM信号，其调制制度增益于包络检波（大信噪比 条件下）相同 。 门限效应：当解调器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，输出