通信原理——模拟幅度调制课件

3.1.2 正常调幅、满调幅和过调幅正常调幅、满调幅和过调幅v正常调幅是用基带信号结痂一个直流信号后再乘以载波。根据基带次信号和正常调幅是用基带信号结痂一个直流信号后再乘以载波。根据基带次信号和叠加直流信号大小关系不同，又可分为正常调幅、满调幅和过调幅。如下图叠加直流信号大小关系不同，又可分为正常调幅、满调幅和过调幅。如下图所示为幅度调制信号波形图。所示为幅度调制信号波形图。v调幅系数（或调制指数）的表达式为调幅系数（或调制指数）的表达式为v当当 1时，为过调幅，时，为过调幅，此时不能从此时不能从s(t)的包络中恢复的包络中恢复f(t)。通常，设置调幅系数通常，设置调幅系数 为为0.30.6。如图所示为过幅度调制信号波形。如图所示为过幅度调制信号波形。当 1时，为过调幅，2 3.1.3 完全调幅信号的频域特征完全调幅信号的频域特征如图所示为完全调幅信号的频谱搬移如图所示为完全调幅信号的频谱搬移。设设f(t)是基带信号，由傅里叶变换可得到其频域表达式是基带信号，由傅里叶变换可得到其频域表达式 。直流分量直流分量A0的频域表达式为的频域表达式为载波信号载波信号c(t)的频域表达式为的频域表达式为由信号与系统知识可知由信号与系统知识可知 3.1.3 完全调幅信号的频域特征如图所示为完全调幅3通信原理模拟幅度调制课件43.1.4 完全调幅信号的解调完全调幅信号的解调v包络解调是一种非相干解调，如图所示为用保罗检波器解调包络解调是一种非相干解调，如图所示为用保罗检波器解调AM信号的模型。信号的模型。v完全调幅信号还可以进行相干解调，具体内容见完全调幅信号还可以进行相干解调，具体内容见3.2节。节。3.1.4 完全调幅信号的解调包络解调是一种非相干解调，如图53.1.5 完全调幅信号的带宽和功率完全调幅信号的带宽和功率v由完全调幅信号的频谱搬移图可知，完全调幅信号的单边带宽是基带信号由完全调幅信号的频谱搬移图可知，完全调幅信号的单边带宽是基带信号f(t)的的2倍。倍。v实信号功率是指信号在任意时刻的瞬时功率，即信号电平在实信号功率是指信号在任意时刻的瞬时功率，即信号电平在1欧姆的电阻上的欧姆的电阻上的功率等于信号该是可取值的绝对平均值的平方。由此可知信号在功率等于信号该是可取值的绝对平均值的平方。由此可知信号在1欧姆的电阻欧姆的电阻上的平均功率为上的平均功率为3.1.5 完全调幅信号的带宽和功率由完全调幅信号的频谱搬移6载波功率、边带功率和调制效率载波功率、边带功率和调制效率令令 ，称为载波功率。，称为载波功率。，称为边带功率。，称为边带功率。AM信号的功率是由边带功率和载波功率两部分组成的。定义完全调幅信信号的功率是由边带功率和载波功率两部分组成的。定义完全调幅信号的调制频率号的调制频率 为有用功率和总功率之比，即为有用功率和总功率之比，即 当调制信号是一个余弦信号时，则可得调制效率为当调制信号是一个余弦信号时，则可得调制效率为载波功率、边带功率和调制效率令 73.2抑制载波双边带调幅（抑制载波双边带调幅（DSB）3.2.1 双边带调幅的定义和波形双边带调幅的定义和波形 如果在调制时不加入直流分量，直接用基带信号与载波信号相乘，那么得如果在调制时不加入直流分量，直接用基带信号与载波信号相乘，那么得到的已调制信号中将不包含载波能量，这就可以提升调制效率。这种不含载波到的已调制信号中将不包含载波能量，这就可以提升调制效率。这种不含载波分量的调幅信号称为抑制载波双边带调幅信号，简称双边带信号。其示意图如分量的调幅信号称为抑制载波双边带调幅信号，简称双边带信号。其示意图如下图所示。双边带信号的表达式为下图所示。双边带信号的表达式为双边带信号的波形图如下图所示，由图可知，双边带信号的波形图如下图所示，由图可知，s(t)的包络不能直接反映信号的包络不能直接反映信号f(t)波形。波形。3.2抑制载波双边带调幅（DSB）3.2.1 双边带调幅的定8通信原理模拟幅度调制课件93.2.2 双边带信号的频率域分析双边带信号的频率域分析v双边带信号与完全调幅类似，但没双边带信号与完全调幅类似，但没有载波处的冲激分量。有载波处的冲激分量。v注：上边带和下边带的概念。注：上边带和下边带的概念。v如右图所示为双边带信号频谱图。如右图所示为双边带信号频谱图。3.2.2 双边带信号的频率域分析双边带信号与完全调幅类似，103.2.3 双边带信号的解调和平均功率双边带信号的解调和平均功率v双边带信号解调的思路：进行频谱搬移，将信号从载波点搬回零频点。下图双边带信号解调的思路：进行频谱搬移，将信号从载波点搬回零频点。下图为双边带调幅信号想干解调模型图。为双边带调幅信号想干解调模型图。v要求接收方本地载波与发送方载波频率和相位同步。要求接收方本地载波与发送方载波频率和相位同步。v已调制信号已调制信号s(t)的功率全是边带功率，没有载波功率。的功率全是边带功率，没有载波功率。3.2.3 双边带信号的解调和平均功率双边带信号解调的思路：11如右图所示为双边如右图所示为双边带想干解调的频域带想干解调的频域示意图。示意图。如右图所示为双边带想干解调的频域示意图。123.3 单边带调制单边带调制(SSB)3.3.1 单边带调制的定义单边带调制的定义将双边带调制信号只保留上边带或下边带中的一对即为单边带调制。将双边带调制信号只保留上边带或下边带中的一对即为单边带调制。保留上边带的，称为上边带调制保留上边带的，称为上边带调制(USB)；保留下边带的，称为下边带调制；保留下边带的，称为下边带调制(LSB)。如图所示为单边带信号滤波实现的模型。如图所示为单边带信号滤波实现的模型。3.3 单边带调制(SSB)3.3.1 单边带调制的定义133.3.2 单边带滤波器单边带滤波器 单边带滤波器通常有以下几种：单边带滤波器通常有以下几种：v上边带滤波器（高通滤波器）；上边带滤波器（高通滤波器）；v下边带滤波器（低通滤波器）；下边带滤波器（低通滤波器）；单边带调制的频谱示意图如右图所示。单边带调制的频谱示意图如右图所示。v理想的滤波器截止特性理想的滤波器截止特性和现实滤波器的过渡带。下图为和现实滤波器的过渡带。下图为理想滤波器的截止和实际滤波器的过渡带。理想滤波器的截止和实际滤波器的过渡带。v单边带信号滤波器的归一化值单边带信号滤波器的归一化值 af/fc 决定实现难度决定实现难度。3.3.2 单边带滤波器 单边带滤波器通常有以下143.3.3 二次滤波法二次滤波法如下图所示为二次滤波的模型。如下图所示为二次滤波的模型。如图所示为二次滤波的频谱示意图。如图所示为二次滤波的频谱示意图。3.3.3 二次滤波法如下图所示为二次滤波的模型。如图所示为15通信原理模拟幅度调制课件16通信原理模拟幅度调制课件173.3.4 相移法实现单边带调制相移法实现单边带调制如下图所示为相移法实现单边带调制。如下图所示为相移法实现单边带调制。3.3.4 相移法实现单边带调制如下图所示为相移法实现单边带183.3.5 单边带信号的解调单边带信号的解调v单边带调制与双边带信号解调类似，都是相干解调。单边带调制与双边带信号解调类似，都是相干解调。已知单边带信号为已知单边带信号为如图所示为带边带信号解调的示意图。如图所示为带边带信号解调的示意图。3.3.5 单边带信号的解调单边带调制与双边带信号解调类似，19通信原理模拟幅度调制课件203.4 残留边带调制（残留边带调制（VSB）3.4.1 残留边带调制定义残留边带调制定义由于双边带带宽过大，单边带难于实现，由于双边带带宽过大，单边带难于实现，于是折衷产生残留边带调制。于是折衷产生残留边带调制。残留边带滤波器截止较为平缓，容易实现。残留边带滤波器截止较为平缓，容易实现。但残留边带调制法要求过渡带严格的互补对称。但残留边带调制法要求过渡带严格的互补对称。如图所示分别为残留边带调制模型和如图所示分别为残留边带调制模型和残留边带传递函数与单边带传递函数的比较图。残留边带传递函数与单边带传递函数的比较图。3.4 残留边带调制（VSB）3.4.1 残留边带调制定义213.4.2 残留边带信号的解调残留边带信号的解调v残留边带信号一般采用相干解调。残留边带信号一般采用相干解调。v上下边带的残留互补。上下边带的残留互补。如图所示为才流变带解调的频谱示意图。如图所示为才流变带解调的频谱示意图。3.4.2 残留边带信号的解调残留边带信号一般采用相干解调。223.5 各种线性调制的一般模型各种线性调制的一般模型3.5.1 各种线性调制的一般模型（滤波器法实现）各种线性调制的一般模型（滤波器法实现）3.5.2 各种线性调制解调的一般模型各种线性调制解调的一般模型v相干解调模型如下图所示。相干解调模型如下图所示。v非相干解调（插入直流信号后进行包络检波）。非相干解调（插入直流信号后进行包络检波）。3.5 各种线性调制的一般模型3.5.1 各种线性调制的一般23本章小结本章小结v本章主要介绍了模拟通信中的线性调制，即调制信号本章主要介绍了模拟通信中的线性调制，即调制信号f(t)对载对载波信号的幅度产生影响。波信号的幅度产生影响。v线性调制包括完全调制信号、双边带信号、残留边带信号等。线性调制包括完全调制信号、双边带信号、残留边带信号等。v调幅信号的解调一般采用相干解调，这种解调要求本地载波调幅信号的解调一般采用相干解调，这种解调要求本地载波与调制载波在频率和相位上严格匹配。与调制载波在频率和相位上严格匹配。v完全调幅信号还可以采用非相干解调。完全调幅信号还可以采用非相干解调。本章小结本章主要介绍了模拟通信中的线性调制，即调制信号f(t24