模拟调制系统--课件

“”2024/6/30Digital TrunkingDigital TrunkingSwitchSwitchSwitchSwitchAnalog LoopAnalog LoopDigital NetworkDigital NetworkPOTSPOTSSwitchSwitchCBCBCBDigital Loop Digital NetworkDigital Loop Digital NetworkISDNISDNSwitchSwitch通信概论1ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.1 调制的基本概念与分类调制的基本概念与分类2.2 常规双边带调幅常规双边带调幅(AM)2.3 抑制载波双边带抑制载波双边带(DSB-SC)调制调制2.4 单边带调制单边带调制(SSB)2.5 残留边带调制残留边带调制(VSB)2.6 插入载波的包络检波插入载波的包络检波2.7 频分复用频分复用(FDM)2.8 非线性调制非线性调制(角调制角调制)本章内容简介本章内容简介2ppt课件精品资料“”你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早”“”调制的概念调制的功能调制的功能 1调制的定义调制的定义2调制的分类调制的分类 35ppt课件“”调制的功能我我们们通通常常把把消消息息经经过过适适当当处处理理后后所所得得到到的的原原始始信信号号称称为为基基带带信信号号，这这种种信号不能在信道中直接进行传输吗？信号不能在信道中直接进行传输吗？模拟通信系统模型模拟通信系统模型6ppt课件“”为什么要调制？7ppt课件“”为什么要调制？频频率率在在3003000Hz是是人人们们日日常常交交流流最最常常用用的的声声音音频频率率范范围围，我我们们以以3000Hz为为例，计算它的波长例，计算它的波长。天天线线的的长长度度要要大大于于信信号号波波长长的的1/10，才才能能有有效效地地辐辐射射电电磁磁波，可计算出天线的长度为：波，可计算出天线的长度为：8ppt课件“”为什么要调制？一万米的手机天线一万米的手机天线你敢用么？你敢用么？9ppt课件“”减小天线长度减小天线长度 减小信号波长减小信号波长 增大信号频率增大信号频率 调调 制制 如何减少天线的长度呢？如何减少天线的长度呢？为什么要调制？10ppt课件“”调制的概念调制信号调制信号载波信号载波信号已调信号已调信号11ppt课件“”调制的概念12ppt课件“”调制的概念13ppt课件“”2024/6/30第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.1 调制的基本概念与分类调制的基本概念与分类调制调制 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。广义调制广义调制 分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。狭狭义义调调制制 仅仅指指带带通通调调制制。在在无无线线通通信信和和其其他他大大多多数数场场合合，调制一词均指载波调制。调制一词均指载波调制。调制信号调制信号 指来自信源的基带信号指来自信源的基带信号 载波调制载波调制 用调制信号去控制载波的参数的过程。用调制信号去控制载波的参数的过程。载载波波 未未受受调调制制的的周周期期性性振振荡荡信信号号，它它可可以以是是正正弦弦波波，也也可可以是非正弦波。以是非正弦波。已调信号已调信号 载波受调制后称为已调信号。载波受调制后称为已调信号。解解调调（检检波波）调调制制的的逆逆过过程程，其其作作用用是是将将已已调调信信号号中中的的调调制信号恢复出来。制信号恢复出来。14ppt课件“”频谱变换频谱变换实现信道的复用实现信道的复用改善系统性能改善系统性能调制的基本作用是频率搬移，通过调制将信号频谱搬移到所需要的位置。调制的基本作用是频率搬移，通过调制将信号频谱搬移到所需要的位置。通过调制，可使实现在一个信道里同时传输多个信号。通过调制，可使实现在一个信道里同时传输多个信号。将信号变换，使它占据较大的带宽，它将具有较强的抗干扰性。将信号变换，使它占据较大的带宽，它将具有较强的抗干扰性。第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.1 调制的基本概念与分类调制的基本概念与分类15ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.1 调制的基本概念与分类调制的基本概念与分类图图2.1调制器的一般模型调制器的一般模型16ppt课件“”幅度调制幅度调制 频率调制频率调制 相位调制相位调制 以调制信号去控制载波的幅度变化以调制信号去控制载波的幅度变化 以调制信号去控制载波的频率变化以调制信号去控制载波的频率变化 以调制信号去控制载波的相位变化以调制信号去控制载波的相位变化 第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.1 调制的基本概念与分类调制的基本概念与分类17ppt课件“”（1）按调制信号）按调制信号m(t)的类型分：模拟调制和数字调制的类型分：模拟调制和数字调制（2）按载波信号）按载波信号c(t)的类型分：连续波调制和脉冲调制的类型分：连续波调制和脉冲调制（3）按按调调制制器器的的不不同同功功能能分分：幅幅度度调调制制、频频率率调调制制和和相相位位调调制制（4）按调制器的传输函数分：线性调制和非线性调制）按调制器的传输函数分：线性调制和非线性调制（5）按按已已调调信信号号占占用用带带宽宽分分：窄窄带带调调制制、宽宽带带调调制制和和扩扩频频调调制制第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.1 调制的基本概念与分类调制的基本概念与分类18ppt课件“”幅度调制幅度调制幅度调制幅度调制 根据频谱特性的不同根据频谱特性的不同AMAMVSBVSBDSBDSBSSBSSB常规调幅常规调幅 抑制载波抑制载波双边带调幅双边带调幅 单边带调幅单边带调幅 残留边带调幅残留边带调幅 第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统19ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.2 常规双边带调幅常规双边带调幅(AM)正弦型载波为正弦型载波为式中式中m(t)为为基带调制信号。基带调制信号。式中，式中，A 载波幅度；载波幅度；c 载波角频率；载波角频率；0 载波初始相位载波初始相位 （以后假定（以后假定 0 0）。）。则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示成则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号）一般可表示成20ppt课件“”频谱频谱设调制信号设调制信号m(t)的频谱为的频谱为M()，则已调信号的频谱为，则已调信号的频谱为由以上表示式可见，在波形上，已调信号的幅度随基带信号的规律而正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带由以上表示式可见，在波形上，已调信号的幅度随基带信号的规律而正比地变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移信号频谱在频域内的简单搬移(精确到常数因子精确到常数因子)。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为。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线性调制。但应。但应注意，这里的注意，这里的“线性线性”并不意味着已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性并不意味着已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。的变换过程。第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.2 常规双边带调幅常规双边带调幅(AM)21ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.2 常规双边带调幅常规双边带调幅(AM)图图2.2 线性调制器的一般模型线性调制器的一般模型22ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.2.1 AM信号的调制信号的调制振振幅幅调调制制AM(Amplitude Modulation)就就是是用用调调制制信信号号去去调调制制载载波波的的振振幅幅，使使已已调调信信号号的的振振幅幅包包络络随随基基带带调调制信号的规律成比例地变化。如果设调制信号为：制信号的规律成比例地变化。如果设调制信号为：式中：式中：A0是调制信号中的直流分量是调制信号中的直流分量 f(t)是调制信号中的交流分量是调制信号中的交流分量载波信号为：载波信号为：已调信号为：已调信号为：即：即：23ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.2.1 AM信号的调制信号的调制图图2.3 AM信号的时间波形信号的时间波形24ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.2.1 AM信号的调制信号的调制图图2.4 AM的数学模型的数学模型25ppt课件“”设信号设信号 的傅立叶变换为的傅立叶变换为，根据傅立叶变换的性质，则有，根据傅立叶变换的性质，则有AM信号的频谱表示为信号的频谱表示为第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.2.1 AM信号的调制信号的调制26ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.2.1 AM信号的调制信号的调制图图2.5 AM信号的频谱信号的频谱载频分量载频分量载频分量载频分量上边带上边带上边带上边带下边带下边带下边带下边带27ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.2.1 AM信号的调制信号的调制AM信号的特性信号的特性带宽：它是带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信号带宽带宽：它是带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信号带宽 W 的两倍：的两倍：功率：功率：当当f(t)为确知信号时，为确知信号时，若若则则式中式中 载波功率，载波功率，边带功率。边带功率。28ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.2.1 AM信号的调制信号的调制调制效率调制效率 由上述可见，由上述可见，AM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，载波分量并不携带信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，载波分量并不携带信息。有用功率（用于传输有用信息的边带功率）占信号总功率的比例称为调制效率：息。有用功率（用于传输有用信息的边带功率）占信号总功率的比例称为调制效率：当当f(t)=Am cos mt 时，时，代入上式，得到代入上式，得到当当|f(t)|max=A0时（时（100调制），调制效率最高，这时调制），调制效率最高，这时 max 1/329ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.2.2 AM信号的解调信号的解调图图2.6 包络检波器电路及检波过程包络检波器电路及检波过程30ppt课件“”如如果果输输入入的的基基带带信信号号没没有有直直流流分分量量，即即m(t)=f(t)，通通过过理理想想带带通通滤滤波波器器之之后后得得到到的的输输出出信信号号便便是是无无载载波波分分量量的的双双边边带带调调制制信信号号，或或称称双双边边带带抑抑制制载载波波(DSB-SC)调调制制信信号号，简简称称DSB信信号。这时的号。这时的DSB信号实质上就是信号实质上就是f(t)与载波与载波c(t)的相乘，即的相乘，即DSB信号的频谱为信号的频谱为第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.3 抑制载波双边带抑制载波双边带(DSB-SC)调制调制31ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.3.1 DSB信号的调制信号的调制图图2.7 DSB调制的数学模型调制的数学模型32ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.3.1 DSB信号的调制信号的调制图图2.8 DSB信号的波形及频谱信号的波形及频谱33ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.3.2 DSB信号的解调信号的解调图图2.9 相干解调数学模型相干解调数学模型34ppt课件“”设接收机的输入为调幅信号设接收机的输入为调幅信号第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.3.2 DSB信号的解调信号的解调35ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.4 单边带调制单边带调制(SSB)36ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.4 单边带调制单边带调制(SSB)37ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.4 单边带调制单边带调制(SSB)38ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.4 单边带调制单边带调制(SSB)39ppt课件“”残留边带调制是介于双边带调制与单边带调制之间的一种线性调制。它既克服了双边带调制信号占用频带宽的缺点，残留边带调制是介于双边带调制与单边带调制之间的一种线性调制。它既克服了双边带调制信号占用频带宽的缺点，又解决了单边带信号实现上的问题。在这种调制方式中，不是将一个边带完全抑制，而是部分抑制，使其仍残留一小部又解决了单边带信号实现上的问题。在这种调制方式中，不是将一个边带完全抑制，而是部分抑制，使其仍残留一小部分。这个滤波器特性曲线不需要十分陡峭，因而，该滤波器器件比单边带滤波器器件更容易实现。分。这个滤波器特性曲线不需要十分陡峭，因而，该滤波器器件比单边带滤波器器件更容易实现。第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.5 残留边带调制残留边带调制(VSB)40ppt课件“”残留边带信号的频域表示式为：残留边带信号的频域表示式为：图图2.12 同步解调法组成方框图同步解调法组成方框图第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.5 残留边带调制残留边带调制(VSB)41ppt课件“”假设同步载波假设同步载波 ，故其频谱为，故其频谱为经过相乘器后的频谱为：经过相乘器后的频谱为：将将 代入得到：代入得到：低通滤波器的输出频谱为：低通滤波器的输出频谱为：第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.5 残留边带调制残留边带调制(VSB)42ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.5 残留边带调制残留边带调制(VSB)43ppt课件“”“复用复用”是一种将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复合信号的方法。譬如，在电话系统中，传输的语音信号是一种将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复合信号的方法。譬如，在电话系统中，传输的语音信号的频谱一般在的频谱一般在3003400Hz内。为了使若干个这种信号能在同一信道上传输，可以把它们的频谱调制到不同的频段，保证合并在一起而内。为了使若干个这种信号能在同一信道上传输，可以把它们的频谱调制到不同的频段，保证合并在一起而不致相互重叠影响，并能在接收端彼此分离开来。不致相互重叠影响，并能在接收端彼此分离开来。通常，在通信系统中，信道所能提供的带宽往往要比传送一路信号所需的带宽宽很多。因此，一个信道只传送一路信号有时是非常浪通常，在通信系统中，信道所能提供的带宽往往要比传送一路信号所需的带宽宽很多。因此，一个信道只传送一路信号有时是非常浪费的。为了充分利用信道的带宽，因而提出了信道频分复用的问题。费的。为了充分利用信道的带宽，因而提出了信道频分复用的问题。第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.7频分复用频分复用(FDM)44ppt课件“”图图2.15 频分复用系统组成方框图频分复用系统组成方框图第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.7频分复用频分复用(FDM)45ppt课件“”图图2.16 频分复用信号的频谱结构频分复用信号的频谱结构第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.7频分复用频分复用(FDM)46ppt课件“”非线性调制通常是通过改变载波的频率或相位来达到的，即载波的振幅保持不变，而载波的频率或相位随基带信号变化。因为频率或非线性调制通常是通过改变载波的频率或相位来达到的，即载波的振幅保持不变，而载波的频率或相位随基带信号变化。因为频率或相位的变化都可以看成是载波角度的变化，故这种调制又称角度调制。相位的变化都可以看成是载波角度的变化，故这种调制又称角度调制。角度调制就是频率调制角度调制就是频率调制(FM)和相位调制和相位调制(PM)的统称。的统称。设载波的初相为零，角度调制信号的一般表示式为设载波的初相为零，角度调制信号的一般表示式为第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.8 非线性调制（角调制）非线性调制（角调制）47ppt课件“”式中，式中，A 载波的恒定振幅；载波的恒定振幅；ct+(t)(t)信号的瞬时相位；信号的瞬时相位；(t)瞬时相位偏移。瞬时相位偏移。d ct+(t)/dt=(t)称为称为瞬时角频率瞬时角频率d(t)/dt 称为瞬时频偏。称为瞬时频偏。第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.8 非线性调制（角调制）非线性调制（角调制）48ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.8 非线性调制（角调制）非线性调制（角调制）相位调制相位调制(PM)：瞬时相位偏移随调制信号作线性变化，即：瞬时相位偏移随调制信号作线性变化，即式中式中Kp 调相灵敏度，含义是单位调制信号幅度引起调相灵敏度，含义是单位调制信号幅度引起PM信号的相位偏移量，单位是信号的相位偏移量，单位是rad/V。将上式代入一般表达式将上式代入一般表达式 得到得到PM信号表达式信号表达式49ppt课件“”第第2 2章章 模拟调制系统模拟调制系统2.8 非线性调制（角调制）非线性调制（角调制）频率调制频率调制(FM)：瞬时频率偏移随调制信号成比例变化，即：瞬时频率偏移随调制信号成比例变化，即式中式中 Kf 调频灵敏度，单位是调频灵敏度，单位是rad/s V。这时相位偏移为这时相位偏移为将其代入一般表达式将其代入一般表达式得到得到FM信号表达式信号表达式50ppt课件“”51ppt课件