通信原理教案4-1(5).docVIP

教案纸

内容

方法与手段

第4章模拟调制系统

〔第一讲〕

目的要求：

1、了解调制的概念、功能及分类。

2、掌握AM、DSB、SSB和VSB信号的时域表达式和频域特性；理解它们的产生原理。

3、掌握AM信号的调幅度、功率、效率、带宽的计算。

4.1调制的概念、功能及分类

一、调制的概念

定义：见教材P63。

示意图如右图：二、调制的作用

示意图如右图：

1.使信号与信道匹配，便于电波辐射〔频谱搬移〕；

2.实现多路复用；

3.实现频率分配；

4.提高系统的抗噪声性能。

三、调制的分类

按调制信号〔基带信号〕不同分为：模拟调制和数字调制。

按载波不同分为：连续波〔常为正弦波〕调制和脉冲调制。

按控制载波的参数不同分为：幅度调制、频率调制和相位调制〔后两者合称为角度调制〕。

按调制信号不同分为：模拟调制和数字调制。

按调制器频谱搬移特性不同分为：线性调制和非线性调制。

第4-1页

教案纸

内容

方法与手段

4.2幅度调制〔线性调制〕原理

一、幅度调制的一般模型

定义：教材P63。

幅度调制的一般模型：教材P64图4-1。

适中选择图中滤波器的特性，便可以得到各种幅度调制信号。主要有完全调幅〔AM〕、抑载双边带〔DSB〕、单边带〔SSB〕及残留边带〔VSB〕四种。

二、完全调幅〔AM〕

f(t)时域表示式：sAM(t)=m(t)cosωct=[A+f(t)]cosωct

f(t)

AM调制器模型：

〔后跟双边带

滤波器〕

波形和频谱：〔见下页图〕

调幅度〔调幅系数〕：(4-2)

假设f(t)波形对称，那么

(4-3)

当〔欠或满调幅〕时，无包络失真，否那么将产生包络失真〔过调幅〕。

问：AM信号，求该调幅波的调幅度。〔答：33.3%〕

SAM(ω)=πA[δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)]+[F(ω+ωc)+F(ω-ωc)](4-4)

第4-2页

教案纸

内容

方法与手段

AM信号的带宽：

〔基带信号带宽的2倍〕(4-5)

AM信号的功率：

因，故

(4-6)

式中，为载波功率；为边带功率，它等于调制信号交变局部功率的一半。

AM信号的传输效率：(4-7)

第4-3页

教案纸

内容

方法与手段

【例4–1】试求f(t)为正弦波和方波，满调幅时AM的效率。

解：f(t)为正弦波，满调幅时f(t)的振幅与载波振幅相等，故

，

所以

f(t)为方波，满调幅时f(t)的幅度与载波振幅相等，故

，

所以

可见，AM的效率很低。

三、抑载双边带〔DSB〕调制

时域表示式：sDSB(t)=m(t)cosωct=f(t)cosωct(4-8)

即输入基带信号中无直流分量〔模型中无加法器〕。

波形和频谱：教材P65图4-2。

SAM(ω)=[M(ω+ωc)+M(ω-ωc)](4-9)

DSB信号的带宽：(4-10)

由于载波功率为0，故效率：

四、单边带〔SSB〕调制

将DSB信号抑制一个边带〔上或下边带〕即得。

SSB信号产生方法之一：滤波法，将DSB模型中的双边带滤波器改为单边带滤波器即得。

第4-4页

教案纸

内容

方法与手段

单边带滤波器特性及SSB信号的频谱：教材P66图4-3、4。

SAM(ω)=[M(ω+ωc)+M(ω-ωc)]HSSB(ω)(4-11)

SSB信号的时域表示式：

(4-12)

式中，取“-”时为上边带，取“+”时为下边带。是的希尔伯特(Hilbert)变换，，即正频率局部移相-90o，负频率局部移相90o。

(4-13)中第一项的频谱：

(4-13)中第二项的频谱：

SSB信号产生方法之二：移相法，如下列图。

SSB信号的带宽：(4-13)

SSB的效率：

五、残留边带〔VSB〕调制

将单边带滤波器改为残留边带滤波器即得。其特性如下列图。

优点：与SSB类似，比SSB更易于实现，但占用带宽稍大，一般取(4-14)

第4-5页

教案纸

内容

方法与手段

残留边带滤波器特性

(a)残留局部上边带;(b)残留局部下边带

小结

一、调制的概念、功能及分类

★二、完全调