25单边带调制（SSB-Read.PPT

第2章 模拟调制 2.1 调制的概念 2.2 抑制载波的双边带调幅(DSB) 2.3 常规双边带调幅(AM) 2.4 AM和DSB的性能比较 2.5 单边带调制(SSB) 2.6 残留边带调制(VSB) 2.7 插入载波的包络检波 2.8 频分复用(FDM) 2.9 角调制 2.10 调制的功能与分类 2.1 调制的概念 调制是通信原理中一个十分重要的概念，是一种信号处理技术。无论在模拟通信、数字通信还是数据通信中都扮演着重要角色。 那么为什么要对信号进行调制处理？什么是调制呢？我们先看看下面的例子。 我们知道，通信的目的是为了把信息向远处传递（传播）,那么在传播人声时，我们可以用话筒把人声变成电信号，通过扩音机放大后再用喇叭（扬声器）播放出去。由于喇叭的功率比人嗓大得多，因此声音可以传得比较远（见图2―1扩音示意图）。但如果我们还想将声音再传得更远一些，比如几十千米、几百千米，那该怎么办？大家自然会想到用电缆或无线电进行传输，但会出现两个问题，一是铺设一条几十千米甚至上百千米的电缆只传一路声音信号，其传输成本之高、线路利用率之低， 人们是无法接受的；二是利用无线电通信时，需满足一个基本条件，即欲发射信号的波长（两个相邻波峰或波谷之间的距离）必须能与发射天线的几何尺寸可比拟，该信号才能通过天线有效地发射出去（通常认为天线尺寸应大于波长的十分之一）。而音频信号的频率范围是20Hz～20kHz，最小的波长为 可见，要将音频信号直接用天线发射出去，其天线几何尺寸即便按波长的百分之一取也要150米高（不包括天线底座或塔座）。因此，要想把音频信号通过可接受的天线尺寸发射出去，就需要想办法提高欲发射信号的频率（频率越高波长越短）。 第一个问题的解决方法是在一个物理信道中对多路信号进行频分复用（FDM，Frequency Division Multiplex）；第二个问题的解决方法是把欲发射的低频信号“搬”到高频载波上去（或者说把低频信号“变”成高频信号）。两个方法有一个共同点就是要对信号进行调制处理。 对于调制，我们给出一个概括性的定义：让载波的某个参数（或几个）随调制信号（原始信号）的变化而变化的过程或方式称为调制。而载波通常是一种用来搭载原始信号（信息）的高频信号，它本身不含有任何有用信息。 下面用一个生活中的例子帮助大家理解调制的概念：比如，我们要把一件货物运到几千千米外的地方，我们必须使用运载工具，或汽车、或火车、或飞机。在这里，货物相当于调制信号，运载工具相当于载波；把货物装到运载工具上相当于调制，从运载工具上卸下货物就是解调。这个例子虽然不十分贴切，但基本上类似于调制原理。有了调制的概念，我们就会关心下一个问题：如何对信号进行调制呢？在傅里叶变换中我们知道，若一个信号f(t)与一个正弦型信号cosωct相乘，从频谱上看，相当于把f(t)的频谱搬移到ωc处。设f(t)的傅里叶变换（也可称为频谱）为F(ω)，则有 这称为调制定理，是调制技术的理论基础。其示意图如图2―2所示。 式中f(t)称为调制信号或基带信号（原始信号），cosωct称为载波，sm(t)称为已调信号。通常载波频率比调制信号的最高频率要高得多。比如中波收音机频段的最低频率（载波频率）为535kHz，比音频最高频率20kHz高25余倍。 注意，所谓正弦型信号是正弦信号（sinωt）和余弦信号（cosωt）的统称。 从图2―2中可见，sm(t)的振幅是随低频信号f(t)的变化而变化的，也就是说，将调制信号“放”到了载波的振幅上。从频域上看，sm(t)的频谱与f(t)的频谱相比，只是幅值减半，形状不变，相当于将f(t)的频谱搬移到ωc处。这种将调制信号调制到载波的幅值参量上的方法称为幅度调制简称调幅。 通过上述调制方法，我们就可以将多路调制信号分别调制到不同频率的载波上去，只要它们的频谱在频域上不重叠，我们就可以想办法把它们分别提取出来，实现频分复用。同样，我们也可将一低频信号调制到一个高频载波上去，完成低到高的频率变换，从而通过几何尺寸合适的天线将信号发射出去。 2.2 抑制载波的双边带调幅（DSB） 2.2.1 DSB信号的调制 在图2―2中，调制信号与载波直接相乘后的频谱已经没有了载波频谱中的冲激分量，在载频两边是完全对称的调制信号的频谱（从式2―1中可以清楚地