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m(t):调制信号
第5章 模拟调制系统 基本概念 调幅AM 双边带调制DSB 单边带调制SSB 残留边带调制VSB 调制 - 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。 调制的目的 提高无线通信时的天线辐射效率。 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处,以实现信道的多路复用,提高信道利用率。 扩展信号带宽,提高系统抗干扰、抗衰落能力,还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。 调制分类 模拟调制--对模拟信号进行调制,基带信号是模拟信号; 数字调制--对数字信号进行调制,基带信号是数字信号; 广义调制 - 分为基带调制和带通调制(也称载波调制)。 狭义调制 - 仅指带通调制。大多数场合,调制均指载波调制。 载波 - 可以是正弦波,也可以是非正弦波。 载波调制 - 用调制信号去控制载波的参数的过程。 调制信号 - 指来自信源的基带信号。 已调信号 - 载波受调制后称为已调信号。 解调(检波) - 调制的逆过程,其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。 常见的模拟调制方式 幅度调制:信息加载在正弦载波的幅度上,称为幅度调制。 幅度调制属于线性调制,是基带信号频谱的搬移。 常见幅度调制方式:□调幅AM □双边带DSB □单边带SSB □残留边带VSB 角度调制:信息加载在正弦载波的角度上,称为角度调制。 角度调制属于非线性调制,不是基带信号频谱的简单搬移,产生新的频率分量。 常见角度调制方式:□频率调制FM □相位调制PM 基本概念 调幅AM 双边带调制DSB 单边带调制SSB 残留边带调制VSB 模型 时域表达式: sAM(t)=[A0+m(t)]cosωct 式中:m(t):调制信号,均值为0;A0 :常数,叠加的直流分量。 由波形可以看出,当满足条件: |m(t)| ? A0 时,其包络与调制信号波形相同, 因此用包络检波法很容易恢复出原 始调制信号。 否则,出现“过调幅”现象。这时用 包络检波将发生失真。但是,可以 采用其他的解调方法,如同步检波。 频谱: 由频谱可以看,AM信号的频谱由 载频分量 上边带 下边带 上边带的频谱结构与原调制 信号的频谱结构相同; 下边带是上边带的镜像,与 上边带含有相同的信息。 带宽:是基带信号带宽fH 的两倍: 功率:认为AM信号是平稳的、各态历经的,用时间平均代替统计平均,功率为: 若 则 式中 Pc = A02/2 - 载波功率--并不携带信息 - 边带功率--有用功率 调制效率 有用功率(边带功率)占信号总功率的比例称为调制效率: 当m(t) = Am cos?mt时, 代入上式,得到 当A0 = |m(t)|max= Am 时(100%调制)调制效率最高: 可见AM功率利用率低。 性能分析 与同频同相的相干载波c(t)=相乘后,得 相干解调的频谱搬移过程 基本概念 调幅AM 双边带调制DSB 单边带调制SSB 残留边带调制VSB 模型: 时域表示式: 频谱: 带宽: 基本概念 调幅AM 双边带调制DSB 单边带调制SSB 残留边带调制VSB 用SSB原因: DSB上、下边带含相同的频谱信息;频带利用率低。 设计合适的H( ? )滤掉一个边带,传一个边带即可; SSB信号的性能 SSB调制方式节省发射功率,所占用的频带宽度比AM、DSB减少了一半。 SSB已成为短波通信中一种重要的调制方式。 产生SSB信号的方法有两种:滤波法和相移法。 滤波法的技术难点 滤波特性很难做到具有陡峭的截止特性 可以采用多级(一般采用两级)DSB调制及边带滤波的方法,目的是增大过渡带,以利于滤波器的制作。 当调制信号中含有直流及低频分量时滤波法就不适用了。 SSSB(ω)= SDSB(ω)? HSSB(ω) (1) 以下边带为例:将理想低通滤波器用符号函数表示: HLSB(ω)=0.5[sgn( ω+ωc) - sgn( ω-ωc) ] ,代入(1)式: SSSB(ω) = SDSB(ω) HLSB(ω) = 0.5[M(ω+ωc)+M(ω- ωc)] × 0.5[sgn( ω+ωc) - sgn( ω-ωc) ] = ?{M(ω+ωc) ×[ - sgn( ω-ωc)] +M(ω- ωc) sgn( ω+ωc) } +1/4[M(ω+ωc) sgn( ω+ωc) -M(ω- ωc) sgn( ω-ωc) ] =1/
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