高频电子技术及应用 高频电子技术及应用 模拟通信中发送端的普通调幅技术.ppt

编辑标题 * 模拟通信中发送端的普通调幅技术 1 一、 调制解调方式分类 1、为什么要调制与解调？ (1)无线通信中需要传输的原始信号的频率都比较低,这些较低频率的信号直接以无线电波的形式传输，效率就很低。 (2)低频信号直接发射所需要的天线过长。 发射20kHz无线电波所需要的最佳天线长度为75万米长。 (3)调制可以解决不同基带信号相互之间干扰的问题。 以电视信号传输为例，一个城市十个电视频道，由于这十个频道图像信号的频率都在0～6MHz之间，每个电视接收机将同时收到所有十个频道的信号，结果屏幕上所显示的将是十个频道图像的复合，这显然是无法接受的。 一、 调制解调方式分类 2、调制解调方式分类 每一种调制方式都有其相应的解调方法,于是就有六种常用的调制解调方式。 二、 调制的主要性能指标 1、调制方式的频带利用效率 高频载波具有单一的频率,基带信号对其进行调制后，所形成的已调信号必然具有一定的频带宽度，这个频带宽度除了与基带信号自身的频带宽度有关之外，还与调制方式有关。已调信号所使用的频带宽度即为频带利用效率的含义。 例如，48.5MHz～92MHz的甚高频段用于电视及数据广播，电视广播已调信号频带宽度6.5MHz，规定每个电视频道频率间隔8MHz，整个频段就可以安排5个频道。调制方式选用不当，每个电视频道占用的频带宽度提高到13MHz，上述频段就只能安排3个频道，频带利用效率就大大下降了。 二、 调制的主要性能指标 2、调制方式的功率有效性 在保证相同通信距离的情况下，采用不同的调制方式，所需要的发射功率会有所不同，所需要的功率越小，就说其功率有效性越高。功率有效性也是衡量调制方式的重要性能指标之一。 例如，幅度调制方式中有一种称为单边带调制的技术能使功率减小一半有效性就较高。 各种调制方式对于噪声等各种干扰的抑制能力也是衡量调制方式优劣的重要指标。例如，频率调制方式的抗干扰能力就比幅度调制方式强，调频波的特点是幅度为恒定值，假如通信过程中混入了幅度干扰，在解调前只要加一个限幅器电路就可以消除这种干扰。 3、抗噪声抗干扰能力 三、普通调幅技术的解析分析法 1、基带信号为单音频时已调波的频谱和带宽 已知：基带信号为余弦波 载波信号为 解：幅度调制是用基带信号控制载波的振幅，使载波的振幅随基带信号的规律变化，因此调制后形成的已调波表示为 求：调幅波的表达式 定义调幅指数 调幅波可表示为： 三、普通调幅技术的解析分析法 1、基带信号为单音频时已调波的频谱和带宽 调幅波表达式化为 利用三角函数公式 (1)已调波由原来的载波和新增加的两项余弦波组成，新 增余弦波频率为ωc－Ω和ωc＋Ω，由于ωcΩ，新增的两 个频率成分都接近ωc，属高频信号。 (2)已调波包含多个频率成分，其频带宽度为BW为 调幅波： 结论： 三、普通调幅技术的解析分析法 2、基带信号为任意波形时已调波的频谱和带宽 为了与实际情况相符，必须研究基带信号为任意函数时 已调波的频谱和带宽。解析分析的方法是将基带信号展开为 傅立叶级数，然后逐一研究级数中每一项对已调波的影响。 理论上，基带信号分解后将包含无限多项余弦波（也可表示 为正弦波），如果逐项分析，解析分析将变得非常困难。因 此，实际上总是用有限多项去近似，所取项数越多，近似就 越好，究竟取多少项才合适，则决定于基带信号的频谱，即 基带信号所包含的频率成分。作了近似以后基于傅立叶级数 的分析方法将得到简化，尽管如此，用解析法分析已调信号 仍然过于复杂。 为此，下面讨论频谱图分析法。 四、普通调幅技术的频谱图分析法 1、基带信号为单音频时的频谱图分析 一个正弦波（或余弦波）信号可以用频谱图上的一根竖 线来表示，竖线的位置表示其角频率，竖线的高度即为其振 幅。因此，基带信号和载波信号可以用竖线在频谱图上表示 如图所示 ωcΩ，因此载波的频谱线位于高端，基带的频谱线位于 低端，两者频率相差很大，为便于分析，将频率轴的中间部分 截去。两个信号的振幅不等，因此竖线的高度也不等。 四、普通调幅技术的频谱图分析法 1、基带信号为单音频时的频谱图分析 (1)调制的结果是把基带信号搬移到载波频率的两侧，形成 上下两个边频，两个边频相对于载波频率对称分布，边频的振幅小于载波的一半。 (2)调制前后，载波仍保持其频率和幅度不变，因此也不携 带基带信号的任何信息。 (3)从频谱图中可以计算出已调波的频带宽度，它就等于上下边频之差，即 已调波共包含三个频率成分，Ωc、ωc－Ω和