《通信原理》3模拟调制系统.ppt

通信原理——周扬 模拟调制系统 线性调制 振幅调制 双边带调制 单边带调制 残留边带调制 非线性调制 频率调制 相位调制 本章要点： 研究对象：模拟通信系统 研究目的： 通过介绍模拟调制解调原理，初步认识和了解《通信原理》这门课是在模块级系统级层次上分析和设计通信系统。 通过分析不同模拟调制解调系统的抗噪声性能，了解各种系统的抗噪声能力与调制解调器有关参数的关系，这有助于人们在实际工作中正确地设计和选用调制方式，优化模拟通信系统的性能。 本章要点： 研究方法：不同模拟调制解调原理及其抗 噪声性能 预备知识：信号与系统、随机过程 概念： 基带信号：信源发出的没有经过调制的原始电信号 调制信号：来自信源的消息信号（基带信号） 已调信号：载波调制后的信号 载波：未受调制的周期性振荡信号 调制：把信号转换成适合在信道中传输的形式的过程 解调:调制的逆过程将已调信号中的调制信号解调出来 载波调制：用调制信号去控制载波的参数的过程 概述：基带信号 概述：调制和解调 调制在通信系统中的作用 调制把基带信号频谱搬移到一定的频带范围以适应信道的要求，提高传输性能 实现多路复用，提高信道利用率 减少噪声和干扰的影响，提高系统抗干扰能力 实现传输带宽与信噪比之间的互换 调制的基本特征和分类 调制的基本特征和分类 调制的基本特征和分类 调制系统中讨论的主要问题和主要参数 重点：m(t)为取值连续的调制信号，c(t)为正弦载波 问题： （1）工作原理：包括调整系统的物理过程；调制 信号、载波信号和已调信号三者的关系（如数 学关系、波形关系及频谱关系等）。 （2）已调信号的带宽 （3）过滤关系 （4）噪声对调制系统性能的影响 调制系统中讨论的主要问题和主要参数 调制系统的主要参数： （1）发送功率 （2）传输带宽 （3）抗噪声性能，如输出信噪比等 （4）设备的复杂性 线性调制的一般模型 线性解调 相干解调 将已调制信号的频率和相位，与载波分量相同的正弦振荡分别相加的幅度解调。 指利用乘法器，输入一路与载频相干（同频同相）的参考信号与载频相乘。 线性解调 包络检波 从调幅波包络中提取调制信号的过程：先对调幅波进行整流，得到波包络变化的脉动电流，再以低通滤波器滤除去高频分量，便得到调制信号。 线性解调——相干解调 相干解调的关键是必须在已调信号接收端产生与信号载波同频同相的本地载波。如果不能得到同频同相的载波，则相干解调后将会使原始调制信号减弱，甚至带来严重失真，这在传输数字信号时尤为严重。 线性解调——包络检波 包络检波的一般模型 幅度调制 幅度调制 调幅（AM）：原理及波形 线性调制的原理 　调幅（AM） ——H (f)为全通网络，m(t)中含直流分量 　抑制载波双边带调制（DSB-SC） ——H (f)为全通网络，m(t)中无直流分量 　单边带调制（SSB） ——H (f)是截止频率为f0的高通或低通滤 波器 　残留边带调制（VSB） ——H (f)为在载频f0处具有互补对称性的 残留边带滤波器 调幅（AM）：波形分析 调幅（AM）：波形分析 调幅（AM）：频谱分析 调幅（AM）：频谱分析 调幅（AM）：功率分析 调幅（AM）：功率分析 调幅（AM）：优缺点 优点：可以采用包络检波法解调，不需本地同 步 载波信号 缺点：AM信号的功率利用率比较低 问题：能否去掉不带信息的载波，提高功率利 用率？ 解决方法：抑制载波双边带 幅度调制（线性调制）的原理 　调幅（AM） 　抑制载波双边带调制（DSB-SC） 　单边带调制（SSB） 　残留边带调制（VSB） 抑制载波双边带调制（DSB-SC） 抑制载波双边带调制（DSB-SC） 抑制载波双边带调制（DSB-SC）：功率谱 幅度调制（线性调制）的原理 单边带调制（SSB） DSB信号包含有两个边带，即上、下边带。 由于这两个边带包含的信息相同，因而，从信 息传输的角度来考虑，传输一个边带就够了。 这种只传输一个边带的通信方式称为单边带通 信。 两种产生方法：滤波法和相移法。 单边带调制：用滤波法产生单边带信号 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。这只需将滤波器H(f)设计成如下图所示的理想低通特性HLSB(f)或理想高通特性HUSB(f)，就可分别取出下边带信号频谱SLSB(f)或上边带信号频谱SUSB(f)，如下图所示。 单边带调制：用滤波法产生单边带信号 单边带调制（SSB）：结论