第四章模拟通信..doc

通信原理电子教案 模拟调制系统 学习目标： 调制的目的、定义和分类； 幅度调制的原理； 线性调制系统的抗噪声性能； 角调制的原理； 模拟调制系统的性能比较； 频分复用（FDM）的基本原理。 重点难点：各种线性调制的时域和频域表示，时域波形和频域结构，调 制器和解调器原理框图，抗噪声性能，门限效应；FM与PM的关系，调频指数与最大频偏的定义，卡森公式。 课外作业： 4-1，4-2，4-5，4-6，4-,7，4-8，4-11，4-12，4-13，4-14，4-17 图4-1 幅度调制器的一般模型 已调信号的时域和频域表示式 幅度调信号，在波形上，它的幅度随基带信号而变化；在频谱结构上，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。在该模型中，适当选择滤波器的，便可以得到各种幅度调制信号。中，，调制信号叠加直流后与载波相乘，就可形成调幅(AM)信号。 图4-2 AM调制器模型 AM信号时域和频域表示式： 式中 通常认为其平均值。 图4-3 AM信号的波形和频谱 由图4-3的时间波形可知，当满足条件 时，AM信号的包络与调制信号成正比，所以用包络检波的方法很容易恢复出原始的调制信号，否则，将会出现过调幅现象而产生包络失真。 AM信号的频谱由载频分量和上、下两个边带组成，上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同， 。 AM信号功率： 式中为载波功率，为边带功率。 由此可见，AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。载波分量不携带信息，仍占据大部分功率，因此，AM信号的功率利用率比较低。 抑制载波双边带调制（DSB-SC）AM信号中，如果将载波抑制，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB）。 DSB信号时域和频域表示式： 图4-4 DSB信号的波形和频谱 由时间波形可知，DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号，需采用相干解调(同步检波)。另外，在调制信号的过零点处，高频载波相位有180°的突变。 DSB信号虽然节省了载波功率，功率利用率提高了。但它的频带宽度仍是调制信号带宽的两倍， 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。 单边带调制(SSB) 单边带信号的产生方法通常有滤波法和相移法。 用滤波法形成单边带信号 产生SSB信号最直观的方法是让双边带信号通过一个边带滤波器，保留所需要的一个边带，滤除不要的边带。 图4-5 形成SSB信号的滤波特性 图4-6 SSB信号的频谱 用滤波法形成SSB信号的技术难点是，由于一般调制信号都具有丰富的低频成分，经调制后得到的DSB信号的上、下边带之间的间隔很窄，这要求单边带滤波器在附近具有陡峭的截止特性，这就使滤波器的设计和制作很困难，为此，在工程中往往采用多级调制滤波的方法。 第十四讲 幅度调制的原理（二） 主要内容： SSB的相移法调制原理；VSB的调制原理；线性调制信号的解调原理。 用相移法形成单边带信号 SSB信号的时域表示式的推导比较困难。但我们可以从简单的单频调制出发，得到SSB信号的时域表示式，然后再推广到一般表示式。 设单频调制信号为 ，载波为， DSB信号的时域表示式为 保留上边带，则 保留下边带，则 式中，“-”表示上边带信号，“+”表示下边带信号。 式中，可以看成是相移，而幅度大小保持不变。我们把这一过程称为希尔伯特变换，记为“”，则 = SSB信号的时域表示式： 式中，是的希尔伯特变换。若为的傅氏变换，则的傅氏变换为 式中符号函数 设 我们把称为希尔伯特滤波器的传递函数，它实质上是一个宽带相移网络，表示把幅度不变，所有的频率分量均相移，即可得到。 单边带调制相移法的模型，如图4-7所示。 图4-7 相移法形成单边带信号 相移法形成SSB信号的困难在于宽带相移网络的制作，该网络要对调制信号的所有频率分量都必须严格相移，这一点即使近似达到也是困难的。 SSB调制方式在传输信号时，不但可节省载波发射功率，而且它所占用的频带宽度为 ，因此目前已成为短波通信中一种重要调制方式。 SSB信号的解调和DSB一样不能采用简单的包络检波，仍需采用相干解调。 残留边带调制(VSB) 残留边带调制是介于SSB与DSB之间