幅度调制（线性调制）的原理42线性调制系统的抗噪声性_2课件.ppt

4.1 幅度调制（线性调制）的原理 4.2 线性调制系统的抗噪声性能 4.3 非线性调制（角调制）的原理 4.4 调频系统的抗噪声性能 4.5 各种模拟调制系统的性能比较 ;第 4章模拟调制系统?; 由以上表示式可见，对于幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱结构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。 图 4 - 1 之所以称为调制器的一般模型， 是因为在该模型中，适当选择滤波器的特性H(ω)，便可以得到各种幅度调制信号。例如，调幅、双边带、单边带及残留边带信号等。 ;图 4 - 1幅度调制器的一般模型; 4.1.1调幅(AM) 在图 4 - 1 中，假设h(t)=δ(t)，即滤波器（H(ω)=1）为全通网络，调制信号m(t)叠加直流A0后与载波相乘(见图 4 - 2)， 就可形成调幅(AM)信号，其时域和频域表示式分别为 sAM(t)=［A0+m(t)］cosωct =A0cosωct+m(t)cosωct (4.1 - 3) SAM(ω)=πA0［δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)］+ ［M(ω+ωc)+M(ω-ωc)］ (4.1 - 4)  式中，A0为外加的直流分量； m(t)可以是确知信号，也可以是随机信号(此时，已调信号的频域表示必须用功率谱描述)，但通常认为其平均值m(t) =0。其波形和频谱如图 4 - 3 所示。 ;图 4 - 2 AM调制器模型;图 4 - 3AM信号的波形和频谱; AM信号在1Ω电阻上的平均功率应等于sAM(t)的均方值。当m(t)为确知信号时，sAM(t)的均方值即为其平方的时间平均， 即 ; 式中， PC= /2为载波功率，PS= /2为边带功率。  由此可见，AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率才与调制信号有关。也就是说，载波分量不携带信息。即使在“满调幅”（|m(t)|max=A0时，也称100％调制）条件下，载波分量仍占据大部分功率，而含有用信息的两个边带占有的功率较小。因此，从功率上讲，AM信号的功率利用率比较低。 ; 4.1.2抑制载波双边带调制（DSB-SC） 双边带信号（DSB）。 其时域和频域表示式分别为 sDSB(t)=m(t)cosωct (4.1 - 6) SDSB(ω)= ［M(ω+ωc)+M(ω-ωc)］ ;图 4-4DSB信号的波形和频谱 ; 由时间波形可知，DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号， 需采用相干解调(同步检波)。另外，在调制信号m(t)的过零点处，高频载波相位有180°的突变。  由频谱图可知，DSB信号虽然节省了载波功率，功率利用率提高了，但它的频带宽度仍是调制信号带宽的两倍，与AM信号带宽相同。由于DSB信号的上、下两个边带是完全对称的， 它们都携带了调制信号的全部信息，因此仅传输其中一个边带即可，这就是单边带调制能解决的问题。  ; 4.1.3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。单边带信号的产生方法通常有滤波法和相移法。  1. 用滤波法形成单边带信号 ;图 4 –5 形成SSB信号的滤波特性;图 4 - 6SSB信号的频谱;保留上边带， 则;图 4 –7 相移法形成单边带信号; 4.1.4残留边带调制(VSB) 残留边带调制是介于SSB与DSB之间的一种调制方式， 它既克服了DSB信号占用频带宽的缺点，又解决了SSB信号实现上的难题。在VSB中，不是完全抑制一个边带（如同SSB中那样），而是逐渐切割，使其残留一小部分，如图 4 - 8（d）所示。  用滤波法实现残留边带调制的原理如图 4 - 9(a)所示。 图中, 滤波器的