通信原理48学时第五章1.ppt

第5章 模拟调制系统 主要内容 1 .引言 2 .幅度调制与解调原理 3 .角度调制与解调原理 4 .频分复用（FDM） 5 .复合调制及多级调制的概念 重点、难点 1.幅度调制原理 2.幅度调制的抗噪声性能 3.非线性调制原理 4.频分复用（FDM）的概念 一.概述 1.定义：用基带信号改变高频载波的参数，让高频载波的参数随基带信号规律变化的过程。 2. 实质：频谱搬移 3.作用和目的： ?将调制信号调制成适合信道传输的已调信号； ?实现信道复用，提高信道利用率； ?减少干扰，提高系统抗干扰能力； ?实现传输带宽与信噪比的互换。 5.1 引言 二.调制的分类 调制器 m（t） s（t） m（t）：调制信号（基带信号） s（t）：载波信号（高频载波） sm(t)：已调信号 sm(t) 1.根据m（t）的不同分为 模拟调制：调制信号m（t）是模拟信号 数字调制：调制信号m（t）是数字信号 2.根据s（t）不同分为 连续载波调制：载波信号s(t)为正弦波 脉冲载波调制：载波信号s(t)为脉冲波 3.根据调制器的功能不同分为 幅度调制：AM、ASK、PAM 频率调制：FM、FSK、 相位调制：PM、PSK、PPM 4.根据调制器频谱搬移特性的不同可分为 线性调制：已调信号频谱与调制信号 频谱呈线性搬移关系，结 构无改变。 非线性调制：调制后，已调信号频谱 结构发生变化。 5.2 幅度调制的原理和抗噪声性能 Ⅰ 已调信号频谱与调制信号 频谱之间是线性搬移关系。 调制信号：m(t) 载波信号：s(t)＝Acos(?ct+?0) 已调信号：sm(t)=Am(t)cos(ωct+?0) 设m(t)?M(f),则： Sm(f)=F[sm(t)] =0.5A[M(f-fc)+M(f+fc)] h(t)?H(?) m(t) cos?ct sm(t) 线性调制的一般模型: 调幅AM、双边带DSB、单边带SSB、残留边带VSB 4种线性调制的方式: 1.双边带（DSB)调制 1）基本概念 m(t)信号中无直流，H(?)是理想带通滤波器 ?时域表示式 ?波形图 m(t) sDSB(t) t t ?DSB信号频谱 M (f) SDSB (f) 2fH -fH 0 fH f -fc-fH -fc -fc +fH 0 fc -fH fc fc+fH f 结论： ? SDSB(f)是M(f)的线性搬移，故是线性调制； ?由上边带、下边带组成,均携带M(f)全部信息; ?BDSB=2fH。 ?DSB信号平均功率 ?DSB信号调制效率 2)DSB信号的产生 BPF m(t) cos?ct LPF BPF z(t) cos?ct sDSB(t) so(t) 3)DSB信号的解调 证明： 2.振幅调制 1）基本概念 ?时域表示式 ?波形图 m(t) t sAM(t) t -m0 m0 m0 -fH 0 fH f -fc –fH -f c fH-f c 0 fc –fH f c f c +fH f SAM(f) 结论： ?AM是线性调制； ?频谱由上边带（USB)、下边带(LSB) 和载波fc组成, USB 、LSB携带相同的M (f)信息，fc 不携带M（f）信息； ?BAM=2fH。 ?AM信号平均功率 ?AM信号调制效率 AM信号的产生 BPF m(t) m0 cos?ct sAM(t) 高电平调制 低电平调制 基极调幅 集电极调幅 集电极—基极调幅 单二极管调制 二极管平衡调制器 利用模拟乘法器调制 LED 3）AM信号的接收（解调） 包络检波法(又称非相干解调）（常用） 同步检波法(又称相干解调） LPF BPF sAM(t) so(t) 非相干解调 LPF BPF z(t) cos?ct sAM(t) so(t) 相干解调 ?滤波法 H(f) ＵＳＢ ＵＳＢ f -fc Ｈ(f) - fc 0 fc f LSB H(f) m(t) cos?ct fc 1）单边带信号的产生 ＝0.5[sgn(f+fc)- sgn(f-fc)] -fC