《通信原理教程》(第3版) 樊昌信 编著 第三章 PPT课件.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * 3.1 概述 模拟调制：用来自信源的基带模拟信号去调制某载波 。 载波：确知的周期性波形 － 余弦波： 式中，A为振幅； ?0为载波角频率； ?0为初始相位。 定义： 调制信号m(t) －自信源来的信号 已调信号s(t) － 调制后的载波称为已调信号 调制器 －进行调制的部件 第3章 模拟调制系统 图3.1.1 调制器 调制器 已调信号 s(t) 调制信号 m(t) * 调制的目的： 频谱搬移 － 适应信道传输、合并多路信号 提高抗干扰性 模拟调制的分类： 线性调制：调幅、单边带、双边带、残留边带… 非线性调制（角度调制）：频率调制、相位调制 * 3.2 线性调制 3.2.0 基本概念 设载波为：c(t) = Acos?0 t = Acos2? f0t 调制信号为能量信号m(t)，其频谱为M(f ) 载 波：c(t) 相乘结果： s?(t) 滤波输出： s(t) 用“?”表示傅里叶变换： 式中， s?(t) 调制 信号 m(t) Acos?0t H(f) 已调 信号 s(t) M(f) f 0 S?(f) f0 f -f0 0 (a) 输入信号频谱密度 (b) 输出信号频谱密度 * 3.2.1 振幅调制（AM） 基本原理 设: m(t) = [1+m?(t)]， |m?(t)| ? 1， m?(t)|max = m － 调幅度， 则有调幅信号： s?(t) = [1+m?(t)]Acos?0t， 式中， [1+m?(t)] ? 0，即s?(t) 的包络是非负的。 +1 = ? = m?(t) 1 0 1+m?(t) 1 0 1+m?(t) * 频谱密度 含离散载频分量 当m?(t)为余弦波，且m＝100％时， 两边带功率之和 ＝ 载波功率之半。 -fm 2fm S (f) 2fm -f0 f0 1 0 1+m?(t) ? ? ? m?(t) s(t) M?(f) C(f) c(t) A -A t fm f0 -f0 f f f t t * AM信号的接收：包络检波 原理： 性能：设输入电压为 式中， 为检波器输入噪声电压 y(t)的包络： 在大信噪比下： 整流器 低通滤波器 图3.2.4 包络检波器解调调幅信号 * 检波后（已滤除直流分量）： 输出信号噪声功率比： ∵在检波前的信号噪声功率比等于 ∴检波前后信噪功率比之比为 由于m?(t) ? 1，显然上式比值r0/ri小于1，即检波后信噪比下降了。 * 3.2.2 双边带（DSB）调制 原理：调制信号m(t)没有直流分量时，得到DSB信号 。 频谱：两个边带包含相同的信息 。 图3.2.5 双边带调制信号的频谱 (a) 调制信号频谱密度 M(f) f 0 (b) 已调信号频谱密度 f0 0 -f0 f S(f) 上边带 上边带 下边带 * 解调：需要本地载波 设接收的DSB信号为 接收端的本地载波为 两者相乘后，得到 低通滤波后，得到 仅当本地载波没有频率和相位误差时，输出信号才等于m?(t) / 2。[和调制信号仅差一个常数因子] 优缺点：DSB信号可以节省发送功率，但接收电路较为复杂 图3.2.6 双边带信号解调器原理方框图 基带 信号 m(t) 接收 信号 s(t) cos?0t r?(t) ? H(f) * 3.2.3 单边带(SSB)调制 原理： 两个边带包含相同的信息 只需传输一个边带： 上边带或下边带 要求m(t)中无太低频率 解调：需要本地载波 由于 若 z(t) = x(t) y(t) ， 则有 Z(?) = X(?) ? Y(?) 单边带信号解调时， 用载波cos?0t 和接收信号相 乘，相当于在频域中载波频 谱和信号频谱相卷积。 -f0 HL(f)特性 上边带 (b) 上边带滤波器特性和信号频谱 上边带 f0 0 f 图3.2.7 单边带信号的频谱 上边带 S?(f) 上边带 下边带 HH(f)特性 HH(f)特性 (a) 滤波前信号频谱 (c) 下边带滤波器特性和信号频谱 S(f) S(f) -f0 0 f -f0 f0 f 下边带 f0 * 下图以上边带为例，示出用低通滤波器滤出解调后的