通信原理第六版(樊昌信)第章 模拟调制系统.doc

通信原理第六版(樊昌信)第5章 模拟调制系统 第5章 模拟调制系统 第5章 模拟调制系统 ? 基本概念 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 调制 － 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。 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。在无线通信和其他大多数场合，调制一词均指载波调制。 调制信号 － 指来自信源的基带信号 载波调制 － 用调制信号去控制载波的参数的过程 。 载波 － 未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。 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。 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。 调制方式 ? 模拟调制 ? 数字调制 常见的模拟调制 ? 幅度调制：调幅、双边带、单边带和残留边带 ? 角度调制：频率调制、相位调制 ? 5.1幅度调制（线性调制）的原理 ? 一般原理 ? 表示式： c(t)?Acos??ct??0? 设：正弦型载波为 式中，A — 载波幅度； ?c — 载波角频率； ?0 — 载波初始相位（以后假定?0 ＝ 0 ）。 则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示成 mc 式中， m(t)— 基带调制信号。 ? 频谱 s(t)?Am(t)cos?t 1 第5章 模拟调制系统 设调制信号m(t)的频谱为M(?)，则已调信号的频谱为 A Sm(?)?M(???c)?M???c) 2 ? 由以上表示式可见，在波形上，已调信号的幅度随基带信号的规律而正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移(精确到常数因子)。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。但应注意，这里的“线性”并不意味着已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。 ?? ? 5.1.1调幅（AM） ? 时域表示式 式中 m(t) － 调制??号，均值为0 ； A0 － 常数，表示叠加的直流分量。 ? 频谱：若m(t) 为确知信号，则AM 信号的频谱为 sAM(t)?[A0?m(t)]cos?ct?A0cos?ct?m(t)cos?ct 1 S(?)??A0[?(???c)??(???c)]?[M(???c)?M(???c)] AM 2 若m(t) 为随机信号，则已调信号的频域表示式必须用功率谱描述。 ? 调制器模型 ct m?t? ? 波形图 由波形可以看出，当满足条件： A |m(t)| ? A0 0?m? 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。 s?tAM ? ? M ?? ?S ? 频谱图 由频谱可以看出，AM信号的频谱由 载频分量 上边带 下边带 三部分组成。 2 第5章 模拟调制系统 tH t H 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。 ? ? AM信号的特性 带宽：它是带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信号带宽 fH 的两倍： BAM?2fH ? 功率： 当m(t) 为确知信号时， ? 2PAM?sAM(t)?[A0?m(t)]2cos2?ct 2?[A0cos2?ct?m2(t)cos2?ct?2A0m(t)cos2?ct 若 m(t)?0 则 式中 PAMPc = A02/2 － 载波功率， A02m2(t)???Pc?PS22 2 P s?m ( t) / 2 － 边带功率