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第三章模拟调制系统

3.1调制的概念

一、定义

1.调制与解调：基带信号不易在信道中直接传输。因此在发端需将基带信号的频谱搬移到适合在信道传输的频率范围；而在收端，再将它们搬回到原来的频率范围。这就是调制和解调。

2.调制：所谓调制是使信号f(t)控制载波的某一个(或N个)参数，使这个参数按照信号f(t)的规律变化的过程。

二、调制的分类

调制可分为两大类：正弦波调制和脉冲调制。1.正弦波调制：用正弦高频信号作为载波按调制信号不同可分为：

(1)模拟(连续)调制AMFM(2)数字调制ASKFSKPSK

2.脉冲调制：用脉冲串构成一组数字信号作为载波。

(1)脉冲模拟调制PAMPDMPPM

(2)脉冲编码调制(脉冲数字调制)PCM△MDPCM对于连续波调制，已调信号可以表示为：

S(t)=A(t)cos[o。t+φ(t)]

它由振幅A(t)、频率wo和相位φ(t)三个参数构成。改变三个参数中的任何一个都可能携带同样的消息。因此，连续波调制可分为调幅、调频和调相。本章主要讨论正弦信号作载波的模拟调制。

3.2幅度调制

一、标准调幅(AM)

1.定义：是指用信号f(t)去控制载波C(t)的振幅，使已调波的包络按照f(t)的规律线性变化。

2.解析分析：

(1)设f(t)是单频余弦波

调制信号：f(t)=A.cos(wmt+0m)载波信号：C(t)=A?cos(@?t+θ?)

则已调信号：SAM(t)=[A?+f(t)]cos(@?t+θ?)其中A?-未调载波的振幅；

W?-载波角频率；θ?-载波起始相位。

SAM(t)=[A?+A,cos(wmt+θm)]cos(w?t+θ?)设调制信号初始相位θ.=0

其中

称为调幅度系数在0—1之间变化。m越大，说明调制越深。

由上式可以看出：单一频率已调波包括三个频率分量：载波，上边频和下边频。其带宽B=2fm

(2)f(t)是包括一定带宽的多频信号

设f(t)为调制信号，载波为C(t)=A?cos@ot+θ?)

则，AM信号可以表示为SAM(t)=[A?+f(t)]cos(@ot+θ?)

AM的波形和频谱的对应关系为

调制信号载波信号

已调波信号

3.图解分析

f(t)→F@)

C(t)=A?cos@ot+θ。)

→C(@0)=πA?(8(@0-00)ei?+8@+0o)e-i?0]SAM(t)=[A?+f(t)]cos@ot

(设θ?=0)

F(w)

F(w)

-W.02MAoδ(w)+Fw)

Ao

-w.0W.W

n8(w-w)

0

W0Sm(w)

Sm(t)

USBLSBLSBUSB

-Wo0w?

w

2W2W.

πδ(w+wo)

coswot

f(t)

f(t)

0

W

0

0

t

结论：(1)调制过程使基带信号的频谱搬移到±wo处；

(2)AM的频谱中含有载频和上、下两个边带；

(3)已调波带宽为原基带信号带宽的两倍，即WM=2Wm。

(4)AM调制是属于线性调制。

4.数学模型

实现标准调幅主要是利用加法运算和乘法运算。故标准调幅AM产生的数字模型

如图所示。

如图所示。

二、抑制载波双边带调幅(DSB)

1.解析分析

为了提高调制的效率，而仅传输携带消息的两个边带。这就是抑制载波双边带调幅(DSB)。

f(t)

f(t)十Sm(t)

十

Aocos(wot+θ?)

DSB的时域表达式为

Spsg(t)=f(t)cos@ot+θ?)

(θ?=0)其对应频谱为2.

(θ?=0)

F(w)

Sisn(t)

0-WWw

0

-W

π

πδ(w+wo)

0-Wow?w

0

-Wo

结论：(1)载波被抑制；

(2)波形有反向点；

(3)频谱中只有上、下边带，Wos=2W.;

(4)η=100%

3.数学模型

三、单边带调制(SSB)

1.频谱分析

只传送一个边带的调制方式称为单边带调制，下图所示为