幅度调制(线性调制)的原理非线性调制(角调制)的课件.pptVIP

第4章模拟调制系统4.1幅度调制（线性调制）的原理4.2非线性调制（角调制）的原理返回主目录

基本概念由信号源产生的的原始信号一般不能在大多数信道内直接传输，因此需要经过调制将他变换成适于在信道内传输的信号。调制信号：原始信号称调制信号，称基带信号调制：把输入信号变换为适合在信道传输的波形的变换过程。通常将要传送的基带信号附加在高频振荡上，使高频振荡的某参数随调制信号的规律而变化。

载波：被调制的高频周期性脉冲，起运载原始信号的作用。频带信号：调制信号转换成适合在信道传输的信号，称已调信号调制的功能主要有以下三个方面：1、频率变换：如将有效带宽内的语音信号调制到高频段上去2、实现信道复用：如将多路信号安排在同一物理信道中传输3、提高抗干扰性：抗干扰性（即可靠性）与有效性互相制约，通常可通过牺牲有效性来提高抗干扰性，如FM替代AM。

4.1幅度调制（线性调制）的原理幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律而变化的过程。幅度调制器的一般模型如图4-1所示。设调制信号m(t)的频谱为M(ω)，冲激响应为h(t)的滤波器特性为H(ω),则该模型输出已调信号的时域和频域一般表示式为(4.1-1)(4.1-2)式中，ωc为载波角频率，H(ω)h(t)。

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。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)含直流m，与载波相乘(见图4-2)，就可0形成调幅(AM)信号，其时域和频域表示式分别为s(t)=［m+m(t)］cosωtAM0c=mcosωt+m(t)cosωt(4.1-3)(4.1-4)0ccS(ω)=πm［δ(ω+ω)+δ(ω-ω)］+AM0cc［M(ω+ω)+M(ω-ω)］/2cc式中，m为外加的直流分量；m(t)可以是确知信号，也0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)，通常认为其平均值m(t)=0。其波形和频谱如图4-3。

s(t)m(t)AM＋wm0ccost图4-2AM调制器模型

图4-3AM信号的波形和频谱

AM信号在1Ω电阻上的平均功率应等于s(t)的均方值。AM当m(t)为确知信号时，s(t)的均方值即为其平方的时间平AM均，即通常假设调制信号没有直流分量，即=0。因此P=AM

式中，P=/2为载波功率，P=/2为边带功率。CSAM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，载波分量不携带信息。即使在“满调幅”（|m(t)|max=m时，也称100％调制）条件下，载0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）AM信号中存在不携带信息的载波分量，为了提高调制效率将不携带信息的载波分量抑制掉，而仅传输携带信息的两分个边带，称抑制载波双边带调制双边带信号，没有直流分量时，其时域和频域表示式为sDSB(t)=m(t)cosωct(4.1-6)S(ω)=［M(ω+ω)+M(ω-ω)］DSBcc其波形和频谱如图4-4所示。

w0tOcost－wcOOOwcwM(w)m(t)Ot－wwwHHSDSB(w)(t)s2wHDSBOt－wcwcw载波反相点图4-4DSB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。

§基带信号（调制信号）频谱经过调制后变为两个边带信号频率：一个是边频；另一个，位于的上边，称为上，位于的下边，称为下边频§双边带：上边带由到；下边带由到由于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。M(w)－wOOwwHHSDSB