第 模拟线性调制PPT课件

模拟调制的种类常规调幅双边带调幅单边带调制残留边带调制suppressed carrier DSB emission vestigial sideband 第1页/共117页模拟调制模拟调制：指用来自信源的基带模拟信号去调制某个载波。 我们采用的是一个确知的周期性波形-余弦波方法：乘法器 Wc为角频率初始相位为幅度载波：00)cos()(AtAtSc称载波的三个参量。第2页/共117页线性调制器h(t)m(t)cosWctSm(t)h(t)为带通)(cos)()() 1 (thttmtScm时域上：dthfthtfty)()()()()(由卷积定理：dttmhcc)cos()()(dtmhtdtmhtccccsin)()(sincos)()(cos频域上：)2()()()(21)(HMMSccm第3页/共117页幅度调制原理和性能幅度调制原理1定义定义正弦载波的幅度随调制信号作线性变化的过程。2分析分析 m(t)S(t)m(t)S(t)初始相位为幅度载波：00)cos()(AtAtScm(t)为调制信号)cos()()(0ttAmtScm已调信号)()(2)()()()(ccmmMMAtSFSMtm则：设频谱分析：WWc-WWc+WWc第4页/共117页第5页/共117页3.1 常规调幅AM 调幅的过程就是在频谱上将低频调制信号搬移到高频载波分量两侧的过程。在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM）。AM在频域中已调波频谱是基带调制信号频谱的线性位移，而且在时域中，已调波包络与调制信号波形呈线性关系。第6页/共117页、AM时域波形 设A0为调制信号 的直流分量， 为调制信号 的交流分量。载波信号 为单位幅度，角频为固定值 ，初相为 ，AM的调制过程是对 与 进行乘法运算的结果，原理过程如图3-1所示。( )mt( )f t()mt( )c tcc( )m t( )c t第7页/共117页图3-1 AM调制原理第8页/共117页 AM调幅波的数学表达式为： .（3-1） = 为了使交流信号 实现线性地控制载波幅度，需加入直流分量构成 ，以确保 ，即： .(3-2)0( )( ) ( )( )cos()AMccstm t c tAf tw t00000cos()( )cos()Atf tt0( )0Af t0max( )f tA( )f t()mt( )0m t 第9页/共117页0( )( ) ( )( )cos()AMccstm t c tAf tw t00000cos()( )cos()Atf tt第10页/共117页 设交流调制信号为 ,由式（3-1）可得已调波为： （3-3）( )cos()mmmf tAt000( )cos() cos()AMmmmstAAtt00000cos()cos()cos()mmmAtAtt0000cos()cos()cos()22mmmmAAAttt第11页/共117页 由式（3-2）的限制条件，为避免产生“过调幅”而导致严重失真，定义一个重要参数： .（3-4） 称 为调幅指数，或调幅深度。为了充分保证不过调，一般 不超过80%。 当 的时候信号将引起过载现象。01mAMAAAMAM1AM第12页/共117页将 代入到式（3-2）有 或 AM000()1cos()cos()AMAMmmstAtt000000()cos()cos()cos()22AMAMAMmmAAstAttt （3-6）（3-5）第13页/共117页2 AM的频谱对公式6-1进行傅立叶变换，得到SAM信号的频谱为： (3-7) 式中 为 的频谱，即 ，是任意调制信号的时频变换对。图3-2是AM对应的频谱图。00000000( ) 2()()2()()22jjA MeesAFAF ( )F( )f t( )( )f tF第14页/共117页图3-2 AM频谱图第15页/共117页 由图可以看出，AM已调波的频谱特征如下： （1）双边带，以载波角频 为中心的上边带（USB）和下边带（LSB）。均含有调制信号（交流）的信息，且在调制后将基带带宽 扩展为 。上边带USB频分量为 ；下边带（LSB）频分量为 。 （2）载波频谱（谱线）位于 频点，是已调波式中载波贡献的频谱。 0m2m000第16页/共117页6.1.3 调幅信号的功率调幅波的平均功率，可通过计算 的均方值求得，即 .（3-8）( )AMst22221( )lim( )TTAMAMAMTPstst dtT220( )22Aft第17页/共117页 其中第一项是载波功率，第二项是双边带功率，即： ， 。两项成份中， 是含有调制信号的功率，即传送的有效信息的功率，而 这一载波功率只是为了确保无过调失真，而付出的不含任何信息的功率。202CAP 2( )2fftPfPCP第18页/共117页 因此就存在一个发送信号功率利用率问题，以含有信息的双边带功率与总平均功率之比来表示，称为调制效率，即： .（3-9）2220( )( )fAMAMPftPAft第19页/共117页 一般地， 不会超过30%，AM调制信号将载波与双边带一起发送，目的在于实现调幅波包络与调制信号 呈线性关系。它的调制方式简单，易实现，对接收设备的要求较低，价格低廉，常见于广播通信中。AM调制信号的频谱效率低， 为信号最高频率的2倍。常见的AM调制系统中， 取 ，所以调制效率 只有不足10%左右，至多25。AM()f tAM0.3 0.8AM第20页/共117页4 AM产生电路 AM的产生电路按功率电平的高低分为高电平调幅电路和低电平调幅电路。低电平调幅电路是发射机功放的前级，属甲类功放。它的特点是电路简单，输出功率小，一般用模拟乘法器产生。常用在双边带调制的低电平输出系统中，如信号发生器等。第21页/共117页 高电平调幅电路是发射机的最后一级，属丙类功放。它的特点是输出功率大，可提高整机效率，一般以调谐功率放大器为基础。即为输出电压幅度受调制信号控制的调谐功率放大器。高电平调幅电路分为基极调幅和集电极调幅两种。第22页/共117页1）.基极调幅 基极调幅的调制信号相当于一个缓慢变化的偏压，它的调制电路如图3-3所示。综合电源电压为： 。( )( )cosbbbnE tEutEut第23页/共117页图3-4 集电极调幅电路第24页/共117页 放大器工作在过压状态，调整时，应使载波点选在过压区直线段的中央， 最大时，调整到临界。CCE第25页/共117页5 AM信号的解调 解调指的是从调幅信号中检出调制信号的过程。AM信号的解调有两种方式，一种是直接用非线性器件和滤波器分离信号的包络，称为包络检波或AM信号的非相干检波；另一种是用相乘器将AM信号与接收机内部的本振信号(与AM信号的载波同频同相)相乘再经低通滤波后得到原来的基带信号，称为相干检波或同步检波。 第26页/共117页1）.包络检波 AM信号的包络解调法，通常采用的解调器为一线性包络检波器，它的输出电压正比于输入信号的包络变化，AM调制系统的包络检波原理如图3-5所表示。第27页/共117页图3-5 AM包络检波第28页/共117页 AM波解调电路如图6-6所示，它的优点是电路简单，容易实现，缺点是输出信号中含有一定的干扰。图6-6 AM波解调电路第29页/共117页2）.相干检波 AM相干检波的原理如图3-7所示，给原来的调制信号和一个相干载波相乘，再通过低通滤波器滤波处理，将原信号恢复。由于经过一个低通滤波器后，可以得到与原来调制信号一样的频谱。其中只有直流分量与原信号不同，但是考虑到原来的调制信号中一般不含有直流分量，所以这里的差异可以不考虑。第30页/共117页图3-7 AM相干检波第31页/共117页 同步解调不仅能够解调AM波，还可以解调出没有载波的AMSC波以及后面的其它改进的幅度调制波。但是它的电路复杂，解调端产生的参考载波的频率必须与调制端完全一致，否则就无法恢复出原来的信号。 为了让调制和解调端产生的载波完全一致，一般在信号中适当地保留一些载频信号，接收端可以利用其中的信息通过锁相环电路恢复出与调制端完全相同频率的载波信号。第32页/共117页3.2 双边带调幅（DSB） 在标准调幅时，由于AM信号在传输信息的同时，也同时传递载波，致使传输效率太低，造成功率浪费。为了提高调制效率，在标准调幅的基础上抑制掉载波分量，使总功率全部包含在双边带中。这种调制方式称为抑制载波双边带调制，简称双边带调制(DSB)。第33页/共117页1 DSB信号的产生 抑制载波的双边带调幅简称为SC-DSB 或DSB，它指的是AM调幅波的载波项为0，DSB的调制原理如图3-8所示。图3-8 DSB调制原理第34页/共117页 DSB信号的数学表达式为： .（3-10）00( )( )cos()DSBStf tt即m(t)不含直流成分，只含交流成分：称抑制载波的双边带（DSB-SC） 第35页/共117页ttmtScmcos)()(第36页/共117页 双边带调幅信号的时域表示式是标准调幅信号表示式中直流分量为零时的一种特例。利用平衡调制器（环路调制器）很易实现DSB。如图3-9所示的电路，采用了两对耦合线圈和4只性能相同的二极管构成平衡桥电路。当有调制信号和载波同时输入后，则输出为不含载波的DSB信号。当电路平衡度不够理想时，会产生少量“载漏”，但可以利用接收DSB信号中的“载漏”来提取相干接收的本地（相干）载波。第37页/共117页图3-9 DSB产生电路第38页/共117页2 DSB信号的解调 抑制载波双边带调幅信号的时间波形的包络已不再与调制信号形状一致，因而不能采用包络检波来恢复调制信号。 DSB相干解调模型如图3-10所示。图中SL(t)为本地载波，也叫相干载波，必须与发送端的载波完成同步。第39页/共117页图3-10 DSB相干解调模型 第40页/共117页 6.2.3 DSB信号的频域和功效 对公式（3-14）进行傅立叶变换，可得DSB信号的时域表示式如下。 .（3-11） 可见双边带信号的频谱仅包含了位于载频两侧的上、下边带，在载频处已无载波分量，这就是抑制载波的效果。DSB信号的典型波形和频谱如图3-11所示。S1( )()()2DSBccSMM 第41页/共117页图3-11 DSB信号波形和频谱第42页/共117页 DSB信号的功率定义为已调信号的均方值，即 （6-12） 显然，DSB信号的功率仅由边带功率构成，这样其调制效率为1。222222111()()cos( )()()cos(2 )()222D SBD SBccPStm ttm tm ttm t第43页/共117页DSB调制方式的特点如下：（1）DSB传输双边带调幅信号，所需的带宽是原调制信号的两倍。常规调幅和抑制载波调幅具有相同的带宽。DSB的优点是调制效率高，缺点是占用频带宽。（2）幅度调制。DSB信号是过调幅AM波，故它仍是幅度调制，但此时包络已不再与 成线性关系变化，这说明它的包络不完全载有调制信号的信息，因此它不是完全的调幅波。( )m t第44页/共117页（3）幅度调制，频率未变。DSB信号的频率仍与载波相同，没有受到调制。（4）有反相点。DSB信号在调制信号的过零点处出现了反相点，调制指数大于1的AM信号在调制信号过零点处出现反相点。所以有反相点出现，是因为调制信号在过零点前后取值符号是相反的。第45页/共117页3.3 单边带（SSB）调制 双边带调制中上、下两个边带是完全对称的，它们所携带的信息相同，完全可以用一个边带来传输全部消息。这种传输方式除了节省载波功率之外，还可节省一半传输频带，即为单边带调制。SSB，即单边带调制，它指的是只传送双边带调制信号的一个边带。因此传送单边带信号的最直接的方法是让双边带信号通过一个单边带滤波器，滤除不要的边带，即可得到单边带信号。第46页/共117页图3-12 单边带调制原理第47页/共117页 1 SSB信号的产生设单频调制信号为 ，载波为 ，则双边带信号的时间波形为 （3-13） 保留上边带的单边带调制信号为 （3-14） ( )cosmmmtAtcosct11()coscoscos()cos()22DSBmmcmcmmcmStAttAtAt 1( )cos()(coscossinsin)22mUSBmcmcmcmAStAttttt第48页/共117页 同理可得保留下边带的单边带调制信号为 .（3-15） 式(3-15)第一项与调制信号和载波的乘积成正比，称为同相分量;而第二项乘积中则包含调制信号与载波信号分别相移 的结果，称为正交分量。1( )cos()(coscossinsin)22mLSBmcmcmcmAStAttttt2第49页/共117页)()()(21)(HMMSccssb为例）的特性（下边带的带通)(H)()(21)(ccSgnSgnH经过滤波后的信号频谱为 )()()()(41)()()()(41)()()(21)(ccccccccccssbSgnMSgnMSgnMSgnMHMMSc)()()()(41)1()(1)(41ccccccSgnMSgnMMM)()()()(41)()(41ccccccSgnMSgnMMMttmttmccsin)(21cos)(21dtfttftm)(11)()(第50页/共117页单边带信号的产生方法通常有滤波法和相移法。1）.滤波法 用滤波法实现单边带调制的原理图如图3-12所示，图中的 为单边带滤波器。产生SSB信号最直观方法的是，将 设计成具有理想高通特性 或理想低通特性 的单边带滤波器，从而只让所需的一个边带通过，而滤除另一个边带。产生上边带信号时 即为 ，产生下边带信号 时即为 。( )SSBH( )SSBH( )HH( )LH( )SSBH( )HH( )SSBH( )LH第51页/共117页图3-12 单边带调制原理第52页/共117页 对于保留上边带的单边带调制来说，则取 为高通滤波器（HPF），它的频域函数为： （3-16） 对于保留下边带的单边带调制来说，则取 为带通滤波器，它的频域函数为： （3-17）( )SSBH1,( )( )0,cSSBUSBcHH( )SSBH1,( )( )0,cSSBUSBcHH第53页/共117页 单边带信号的频谱为 （3-18） 用滤波法形成SSB信号，原理框图简洁、直观，但由于一般调制信号都具有丰富的低频成分，经调制后得到的DSB信号的上、下边带之间的间隔很窄，这就要求单边带滤波器在fc附近具有陡峭的截止特性，才能有效地抑制无用的一个边带。这就使滤波器的设计和制作十分困难，有时甚至难以实现。( )( )( )SSBDSBSSBSHH第54页/共117页2）.相移法 SSB信号的时域表示式的推导比较困难，一般需借助希尔伯特变换来表述。希尔伯特变换指的是对输入信号所有频率的90o相移。根据希尔伯特变换的定义和性质推导出SSB信号的上边带时域函数为第55页/共117页11( )( )cos( )sin( )sin2sincos2cos22USBccccccStm ttm ttm ttttt11( )cos( )sin( )cos22cccm ttm ttm tt11( )cos( )sin22ccm ttm tt（3-19）第56页/共117页同理可得下边带信号的时域表达式为 .（3-20）11( )( )cos( )sin22LSBccStm ttm tt第57页/共117页 由式(3-19)、式(3-20)可得到单边带调制相移法的一般模型，如图3-13所示。图中 为希尔伯特滤波器，它实质上是一个宽带相移网络，对 中的任意频率分量均相移 。图中上一行乘法器输出为同相分量，下一行乘法器的输出为正交分量。( )kH( )m t2第58页/共117页图3-13 单边带调制的相移法第59页/共117页 由图3-13可知，两路相乘结果相减时得到的为上边带信号，相加时则得到的是下边带信号。当调制信号为确知的周期性信号时，由于它可以分解成许多频率分量之和，因而只要相移I是一个宽带的相移网络，对每个频率分量都能相移 ，则图中所示的相移法同样适用，只需将输入调制信号更改为 即可。2( )2m t第60页/共117页2 SSB信号的解调 单边带信号的解调也不能采用包络检波。与双边带抑制载波信号相比，单边带信号的包络更不能反映调制信号的波形。通单边带信号采用相干解调，如图3-14所示。第61页/共117页图3-14 单边带调制的相干解调第62页/共117页单边带信号的时域表达式为 (3-21)乘上同频同相载波后得 (3-22) ( )( )cos( )sinSSBccStm ttm tt1( )( )cos111( )( )cos2( )sin2222SSBcccS tSttmtmttmtt第63页/共117页经低通滤波后的解调输出为 (6-23)因而可得到无失真的调制信号。21( )( )2Stm t第64页/共117页3.4 残留边带调制(VSB) 由于对多数基带调制信号的DSB频谱，很难准确保留一个单边带来实现SSB传输。在实际应用中，往往利用残留边带VSB调制方式。第65页/共117页1 VSB信号的产生 残留边带调制是介于单边带调制与抑制载波双边带调制之间的一种调制方式，基本思想是为最大限度保留一个边带，但由于实际滤波器的过渡响应，只好或多或少地残留另一个边带。对于具有低频即直流分量的调制信号，用滤波法实现单边带调制时所需要的过渡带是无限陡的理想滤波器，在残留边带调制中已不再需要，这就避免了实现上的困难。其代价是传输频带增宽了一些。用滤波法实现残留边带调制的原理如图3-15所示。图中 为残留边带滤波器。( )VSBH第66页/共117页图3-15 残留边带调制的滤波法形成第67页/共117页由滤波法可知，残留边带信号的频谱为 (3-24)其时域表达式为 (3-25)残留部分下边带时滤波器的传递函数如图3-16（a）所示，残留上边带时滤波器的传递函数如图3-16（b）所示。1( )( )()()2VSBDSBccSSMM( )( )( )VSBDSBVSBststht第68页/共117页（a）下边带传递函数 （b）上边带传递函数3-16 传递函数第69页/共117页2 残留边带信号的解调 残留边带的解调可以采用图3-17所示的相干解调。图3-17 残留边带调制的相干解调第70页/共117页由频域卷积定理可知 (3-26)11( )( ) cos21( )()()21()()2VSBcVSBccVSBcVSBcSStSSS 第71页/共117页 将式(3-24)代入式(3-26)，得 (3-27)11( )() (2 )( )41() ( )(2 )41( )()()41() (2 )() ( )(2 )4VSBccVSBccVSBcVSBcVSBccVSBccSHMMHMMMHHHMHMM 第72页/共117页 若选择合适的低通滤波器的截止频率，滤除上式中的第二个方括号项，则有 (3-28) 由上式可知，为了保证相干解调的输出无失真地重现调制信号 ，必须满足 (3-29) 式中，是常数。因为当 ，有 ，所以只需在 内得到满足，即要求 (3-30)21( )( )()()4VSBcVSBcSMHH ( )m t()()VSBcVSBcHHcHc( ) 0MH()()VSBcVSBcHHc第73页/共117页 残留边带滤波器的截止特性具有很大的选择自由度。若滤波器的截止特性非常陡峭，那么，所得到的残留边带信号便接近单边带信号，滤波器将难以制作;如果滤波器截止特性变差，则残留部分自然就增多，残留边带信号所占据的带宽也越宽，甚至越来越逼近双边带信号。第74页/共117页线性调制的一般模型设hI(t)=h(t)coswct 同向滤波器 ； hQ(t)=h(t)sinwct 正交滤波器；则：s(t)= sI(t) coswct + sQ(t)sinwct sI(t)称同向分量幅度； sQ(t)称正交分量幅度；分别是m(t)经HI(W)和HQ(W)后的产物。h(t)m(t)cosWctSm(t)h(t)为带通H(W)S(W)=0.5H(W) M(W-wc) + M(W+wc)第75页/共117页练习某调制系统如图a，已知m（t）的频谱如图b。 设w2w1，w1wH，且理想LPF的截止频率为w1，试求输出信号s（t），并且说明s（t）为何种已调信号。第76页/共117页3.5 3.5 线性调制系统的抗噪声性能分析前的假设分析前的假设1. 噪声主要是起伏噪声噪声主要是起伏噪声2. 起伏噪声可视为高斯白噪声起伏噪声可视为高斯白噪声3. 加性噪声加性噪声只对信号接收只对信号接收产生影响产生影响 所以，调制系统的所以，调制系统的抗噪声性能抗噪声性能用解调器的抗噪声能力来衡量用解调器的抗噪声能力来衡量 噪声平均功率信号平均功率NS+BPF解调器Sm(t)n(t)Sm(t)ni(t)Mo(t)no(t)解调器噪声模型说明：说明：1.Sm(t)为已调信号，为已调信号，m(t)为调制信号为调制信号2.2. 经带通后，白噪声变成了带通型噪声经带通后，白噪声变成了带通型噪声 第77页/共117页输入噪声模型分析ni为高斯白噪声为高斯白噪声ttnttntncxccisin)(cos)()()(tni)(tnc)(tns的平均功率相同，等于的平均功率相同，等于Ni，输入噪声功率，输入噪声功率BntnNii02)(引入参数：调制制度增益引入参数：调制制度增益 输入信噪比输出信噪比G第78页/共117页1DSB系统系统LPFWcSm(t)m(t)同步解调器设设Sm(t)=m(t)cosct（1）解调器的输入）解调器的输入 BnttmBntSNScmii0202cos)()(2cos)(ttmc)(22cos12tmtc02costc)(212tmBntmNSii02/ )(21第79页/共117页（2）解调器输出）解调器输出根据同步解调原理：根据同步解调原理： tttmcccoscos)()(2cos21)(21)()2cos1 (21tmttmtmtcc被滤掉其中)(2cos21tmtc)(21)(tmtmo输出信号)(41)(22tmtmSoottntnciocos)()(对于输出噪声：tttnttnccscccossin)(cos)(ttnttncscc2sin)(21)22cos1)(的部分被滤波器滤掉含有c2)(21)(tntnco)(41)(22tntnNcoo)()(22tntnic又ioNN41第80页/共117页DSB的系统性能BntmNtmNSoioo)(41)(41) 1 (22输出信噪比2)2(G?) 3(了一倍，原因是信号解调后信噪比改善DSB)(tns量消除了噪声中的正交分第81页/共117页SSB的的系统性能系统性能注意：注意：SSB的带宽只有的带宽只有DSB的一半的一半 噪声：噪声： BnNNoio4141不同表达式不变，但是B信号：信号： ttmttmtSccmsin)(21cos)(21)(以以上边带为例上边带为例 22sin)(cos)(41)(ttmttmtSSccmi信号功率cossin)()(2sin)(cos)( 4122tttmtmttmttmcccc2sin)()()(21)(214122ttmtmtmtmc02sintc8)(8)(22tmtmSi第82页/共117页功率也相同功率谱密度相同，平均只是相移关系与又)()(tmtm8)(8)(22tmtm4)(2tmSi)(41)(tmtmo由16)(4)(22tmtmSoBntmNSii024)(416)(02BntmNSoo1G注：注：SSB和和DSB的性能对比的性能对比:、DSB、SSBAM 第87页/共117页例1假设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn(f)=0.510-3W/Hz，在该信道中传输DSB-SC信号，并设调制信号m(t)频带限制在5kHz，C=100kHz，已调信号10kW。若接受机输入信号加至解调器之前，先要滤除带外噪声。求：1、滤波器的理性传输特性H(w) 2、输入信噪比3、输出信噪比4、输出的噪声功率谱密度1、滤波器特性（1）带宽B=2fm=10kHz（2）中心频率fc=100kHz所以，otherkHzfkKH105|950)(2、输入信噪比Si=10kWNi=2B Pn(f)=10WSi/Ni=10003、输出信噪比：因为GDSB=2所以，So/No=2 Si/Ni=20004、输出功率谱密度由DSB的噪声功率关系No=Ni/4=2fm Pno双(f)=2.5W所以， Pno双(f)=0.25 10-3W/Hz (|f|5Hz)第88页/共117页例2线性调制系统要求输出信噪比为20dB，输出噪声功率为10-9 W，发射机输出端到解调器的输入传输损耗为100dB，求：1、DSB-SC的发射机功率 2、SSB-SC的发射机功率解：假设发射功率为ST，损耗K=ST/Si=100dB=1010已知，So/No=20dB=100，No=10-9W1、DSB-SCG=2Si/Ni=(So/No)/2=50Ni=4No Si=50Ni=200No=210-7W ST =KSi=2103W2、SSB-SCG=1 Si/Ni=So/No=100Ni=4No Si=100Ni=400No=4 10-7W ST = KSi=4103W说明相同信噪比下说明相同信噪比下DSB的发射功率小于的发射功率小于SSB第89页/共117页3.63.6线性调制小节复习ttmmttmtSccmcos)( cos)()(0ttmtmcccos)( cos0)( )( 21)()()(0ccccmMMmS第90页/共117页（2）双边带）双边带DSB若m(t)不含直流成分：即为抑制载波的双边带（DSB-SC） ttmtScmcos)()(第91页/共117页（3 3）单边带SSBSSB)()()(21)(HMMSccssb为例）的特性（下边带的带通)(H)()(21)(ccSgnSgnH经过滤波后的信号频谱为 )()()()(41)()()()(41)()()(21)(ccccccccccssbSgnMSgnMSgnMSgnMHMMSc)()()()(41)1()(1)(41ccccccSgnMSgnMMM)()()()(41)()(41ccccccSgnMSgnMMMttmttmccsin)(21cos)(21dtfttftm)(11)()(第92页/共117页SSB信号的形成方法方法方法1：滤波法：滤波法 先产生双边带信号，然后滤除任意一个边带。实际采用多级调制滤波的办法实现（随着载频提高）。 因为理想滤波器很难实现，实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带，设为f（一般允许为最低频率的2倍）。 设a为f/fc ，称过渡带相对于载频的归一化值。若a越小，则越难实现其滤波器特性。多级调制滤波法举例：P34：例3-2.BPF1f1m(t)BPF2f2Sm(t)第93页/共117页方法2：相移形成法第94页/共117页SSB信号的形成方法第95页/共117页SSB信号的形成方法：维弗法方法三：维弗法与相移法不同，只需将载波移相-90第96页/共117页（4 4）残留边带VSBVSBLPFSm(t)S(t)m(t)同步解调原理图第97页/共117页VSB VSB 解调器分析根据同步解调原理： )()()(21)(HMMSccm)()(21)()(SStStSmm从解调看：)()()(cos)(cccSttS)()(21)()(21cmcmmSSSS)()()2(21)()()()2(21)(cccmcccmHMMSHMMS其中)()()(41)(ccoHHMSLPF后，输出的通过常数则根据频谱，要准确恢复)()()(ccHHM第98页/共117页结论，CHHccH)()(|性具有所谓的对称截止特处在)(0H第99页/共117页第100页/共117页复用的概念复用？复用？1.1.定义：定义：若干信息在同一信道中传送。若干信息在同一信道中传送。2.2.基本方式：基本方式：频分复用频分复用(FDM)(FDM)按频率分割信号按频率分割信号时分复用时分复用(TDM)(TDM)按时间分割信号按时间分割信号 第101页/共117页FDM原理1定义：定义：按频率分割信号。按频率分割信号。2特点：特点：信道的可用频带被分成若干互不交叠的频段，每路一个信道的可用频带被分成若干互不交叠的频段，每路一个频段。频段。3原理框图：原理框图： LPF调制器BPFfc1LPF调制器BPFfcnn路信号信道发送端信号是不严格的限带信号，所以要首先使用低通 第102页/共117页接受端框图接受端框图LPF解调器BPFLPF解调器BPFn路信号信道接收端4主要问题：主要问题：信号间的相互干扰信号间的相互干扰串扰串扰1)原因：原因：系统非线性使已调信号频谱展宽系统非线性使已调信号频谱展宽2)措施：措施：对调制非线性可由对调制非线性可由BPF部分消除，但信道非线性无法消除部分消除，但信道非线性无法消除3)要求：要求：对系统线性要求高，选择载波频率很重要，各路应保留一对系统线性要求高，选择载波频率很重要，各路应保留一定的保护间隔定的保护间隔5应用应用大量用在电话、调频广播、电视和空间遥测。大量用在电话、调频广播、电视和空间遥测。第103页/共117页例多路载波电话每话路限制在每话路限制在300-3400Hz，考虑保护带宽取，考虑保护带宽取4kHz标准带宽标准带宽多路载波电话分群级多路载波电话分群级分群等级分群等级容量（路数）容量（路数）带宽（带宽（kHz）基本频带（基本频带（kHz）基群基群124860-108超群超群60=512240312-552基本主群基本主群300=5601200812-204基本超主群基本超主群900=330036008516-1238812M系统系统2700=390010.8M60M系统系统10800=1290043.2M第104页/共117页#1#12.6010810810410064第105页/共117页复合调制和多级调制的概念复合调制和多级调制的概念 1复合调制：复合调制：对同一载波进行两种或两种以上的调制对同一载波进行两种或两种以上的调制例：调频调幅波例：调频调幅波2多级调制：多级调制：对同一基带信号进行两次或多次调制对同一基带信号进行两次或多次调制第106页/共117页作业布置第107页/共117页使用Matlab/Simulink来仿真AM-1第108页/共117页使用SystemView来仿真AM-2第109页/共117页应用：AM超外差收音机超外差接收技术广泛应用于无线通信系统中。下图是一个基本的超外差收音机原理框图：第110页/共117页AM超外差收音机的SystemView仿真系统采样频率200K第111页/共117页AM超外差收音机频谱示意图第112页/共117页本章小结调幅的过程就是在频谱上将低频调制信号搬移到高频载波分量两侧的过程。在线性调制系列中，最先应用的一种幅度调制是全调幅或常规调幅，简称为调幅（AM）。 SAM信号的频谱为： 调幅波的平均功率为 00000000( ) 2()()2()()22jjA MeesAFAF 22221( )lim( )TTAMAMAMTPstst dtT220( )22Aft第113页/共117页AM的产生电路按功率电平的高低分为高电平调幅电路和低电平调幅电路。高电平调幅电路分为基极调幅和集电极调幅两种。 AM信号的解调有两种方式，一种是包络检波或非相干检波；另一种相干检波或同步检波。 在标准调幅的基础上抑制掉载波分量，使总功率全部包含在双边带中。这种调制方式称为抑制载波双边带调制，简称双边带调制(DSB)。它的表达式为00( )( )cos()DSBStf tt第114页/共117页抑制载波双边带调幅信号的时间波形的包络已不再与调制信号形状一致，因而采用相干载波进行解调。 SSB，即单边带调制，它指的是只传送双边带调制信号的一个边带。因此传送单边带信号的最直接的方法是让双边带信号通过一个单边带滤波器，滤除不要的边带，即可得到单边带信号。单边带信号的产生方法通常有滤波法和相移法。第115页/共117页残留边带调制VSB是介于单边带调制与抑制载波双边带调制之间的一种调制方式，基本思想是为最大限度保留一个边带。再现实生活中采用滤波法实现残留边带调制。用相干解调法实现残留边带的解调。第116页/共117页感谢您的观看！第117页/共117页