通信原理第三 模拟调制系统.ppt

教学提示 在此之前，我们为通信系统的讨论提供了必要的数学基础，即信号分析和随机理论，有了这些工具之后，就可以转入本课程的第二部分内容，即中心内容，开始讨论通信系统的实质问题：有效性和可靠性的问题。具体涉及的问题就是调制和解调的问题。 （1） 信号的时域表达式和时域波形；（2） 频谱表达式和频谱图；（3） 解调方式；（4） 抗噪声性能。 第三章 模拟调制系统 ?? 引言 3.1?? 幅度调制 标准调幅（AM） 双边带调幅（DSB） 单边带调幅（SSB） 残留边带调幅（VSB） 3.2 角度调制原理 3.3 抗噪声性能 各种幅度调制系统的噪声性能 非线性调制系统的抗噪性能 模拟系统比较 引 言 由信源产生的的原始信号一般不能在大多数信道内直接传输，因此需要经过调制将他变换成适于在信道内传输的信号.调制的定义：把输入信号变换为适合于通过信道传输的波形 3.1 幅度调制 一、 幅度调制的一般概念概念：幅度调制是正弦载波的幅度随调制信号线性变化的过程。 1）、线性调制模型其模型如图所示。 2）、线性调制方法 利用模型中h(t)的不同特性，可以得到各种幅度调制信号。如AM，DSB，SSB和VSB等信号。 3）、时域和频域波形令载波幅度为1，相位为0。已调信号的时域和频域信号表达式如下。 3.1.1 标准调幅（AM） 标准双边带调幅 1、AM信号的时域表达式及波形 所谓的标准调幅就是指输入的调制信号除了来自消息的基带信号外，还包含了直流信号A，总的输入信号为A+m(t)，h(t)为理想的带通滤波器，这样调制后输出信号便既含载波分量由含有边带分量的标准调幅信号。 4）、线性调幅的条件由波形图知AM信号有以下特点：（1）、幅度调制：AM信号的包络是随着信号呈线性关系变化的，所以它是幅度调制。 （2）、频率未变：已调波的波形疏密程度相同，也就是说载波仅仅是幅度受到了调制，频率没有发生变化。 （3）、调幅条件： 如果A不够大，已调信号的包络不一定与m(t)成正比，将出现这样无法采用包络检波的方法检出其包络，通常我们称这种现象为过调。 保证不过调的条件为： 所以线性调幅的条件为： 5）、调制指数为了衡量标准调幅的调制程度，定义调制指数为 实际工程中，一般调制指数取（0.3～0.8）。 2、AM信号的频域表示及频谱图 讨论频域的原因：（1）系统的有效性就是系统所需的传输带宽，而传输带宽只能在频域中体现。（2）有时在频域中分析问题较在时域更为方便。 信号频谱：就是指时域信号的付式变换。 SAM(t)=[A+m (t)]cosωct 3、AM信号的功率分配归一化功率概念：1Ω电阻上所消耗的功率。通信系统中的功率均为归一化功率。AM信号的功率为： 式中： 设m(t)为正弦信号，100%调制，求调制效率。 4、AM信号的解调 解调：从已调信号中恢复信号的过程。AM解调方法： 相干解调 、非相干解调 1）、非相干解调（包络检波） 2）、相干解调 5、AM系统的特点及其应用优点：解调方便（包络检波），缺点：占用频带宽，（消息信号的两倍），调制效率低（发射功率大）应用：广播。 　　3.1.2 双边带调幅（DSB） 1、DSB信号的时域表达式及波形 DSB的时域表达为 2、DSB信号的频域表达式及频谱图 对公式（1）进行傅立叶变换，得DSB信号的频域表示式 DSB信号的频谱有如下特点：1、上、下边带均包含调制信号的全部信息；2、幅度减半，带宽加倍；3、线性调制。 3、　DSB信号的解调方法：相干解调。 4、DSB信号的功率及效率 显然，DSB信号的功率仅由边带功率构成，这样其调制效率为 ?????????????????????????????????? 由于双边带信号的频谱不存在载波分量，所有的功率都集中在两个边带中，因此它的调制效率为百分之百，这是它的最大优点。 5、DSB的特点与应用优点：调制效率高。缺点：占用频带宽，为消息基带信号的2倍。应用：无线通信，常用语传输数字信号，如ASK。 　　3.1.3 单边带调幅SSB 2、 基础知识-希尔波特（Hilbert）变换 1)、定义：将一个信号波形中的全部频率分量相移-90°后所得的时间信号就叫做原信号的希尔波特变换。 2）、变化公式 在频率域中的数学描述为： 希尔波特变换在时间域的数学描述如下： 3）、Hilbert变换的性质:（1）、信号和它的希尔波特变换具有相同的能量谱密度或相同的功率谱密