第3章模拟调制系统-2

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1、上节要点回顾一、调制的定义一、调制的定义 用信源信号用信源信号m(tm(t) )去控制载波去控制载波C(tC(t) )的某一个或几个参数，的某一个或几个参数，使该参数按照使该参数按照m(tm(t) )的规律变化。的规律变化。二、调制的功能（二、调制的功能（基本功能为频谱搬移基本功能为频谱搬移）三、调制的分类（三、调制的分类（线性调制和非线性调制线性调制和非线性调制） tm ts调制信号调制信号载波载波已调信号已调信号信源信号信源信号s(t)调制调制信号信号m m( (t t) )A Acoscos 0 0t tH H( (f f) )已调已调信号信号s s( (t t) )3.2 线性调制载波

2、为：载波为： 000coscos2c tAtAf t相乘器的输出为：相乘器的输出为： 0cos2s tm t Af t0已调信号为：已调信号为： s t线性调制器的原理线性调制器的原理滤波器滤波器时域分析：时域分析：与滤波器的特性有关。与滤波器的特性有关。结论：输出已调信号的振幅不再为常数结论：输出已调信号的振幅不再为常数A A，而是，而是Am(tAm(t) ) 即载波的振幅受到了即载波的振幅受到了m(tm(t) )的调制。的调制。3.2 线性调制相乘器输出相乘器输出 0cos2s tm t Af t频域分析：频域分析：( )( )m tM f调制信号调制信号)()(2)(00ffMffMAf

3、SM(f)f0S(f)f0f-f00 输入信号频谱密度 输出信号频谱密度结论：输出已调信号的频谱是调制信号频谱沿着频率轴搬移到结论：输出已调信号的频谱是调制信号频谱沿着频率轴搬移到f f0 0频率频率 位置上，幅度存在一定衰减，但频谱结构与调制信号结构相同，位置上，幅度存在一定衰减，但频谱结构与调制信号结构相同， 因此为线性调制。因此为线性调制。 |m (t)| 1， m (t)|max = m3.2.1 振幅调制（AM）s(t)调制调制信号信号m m( (t t) )A Acoscos 0 0t tH H( (f f) )已调已调信号信号s s( (t t) )设: m(t) = 1+m(t

4、)s(t) = 1+m(t)Acos0t，m (t)101+m (t)101+m (t)则：时域分析：时域分析：调幅度交流分量调制原理：调制原理：3.2.1 振幅调制（AM）s(t) = 1+m(t)Acos0t频域分析：频域分析：m(t)m(t) = 1+m(t)Acos0t-00时域时域频域频域3.2.1 振幅调制（AM）频域分析：频域分析：-00已调信号的频谱特征：已调信号的频谱特征： （1 1）包含两部分：边带分量和载波分量。）包含两部分：边带分量和载波分量。 （2 2）已调信号带宽为调制信号带宽的）已调信号带宽为调制信号带宽的2 2倍。倍。 （3 3）载波频率应大于调制信号的最高频率

5、。）载波频率应大于调制信号的最高频率。M(f)S(f)3.2.1 振幅调制（AM）s(t) = 1+m(t)Acos0tAM信号的解调：包络检波信号的解调：包络检波发送端接收端m(t)=1+m(t)调制s(t) = 1+m(t)Acos0tm(t)=1+m(t)解调3.2.1 振幅调制（AM）s(t) = 1+m(t)Acos0tAM信号的解调：包络检波信号的解调：包络检波发送端m(t)=1+m(t)调制101+m (t)3.2.1 振幅调制（AM）AM信号的解调：包络检波信号的解调：包络检波接收端s(t) = 1+m(t)Acos0tm(t)=1+m(t)解调101+m (t)包络检波器原理

6、参考王秉钧主编通信原理00000( )1( ) cos( )cos( )sin1( )( )cos( )sincscsy tm t Atn ttn ttm t An ttn tt3.2.1 振幅调制（AM）包络检波器的抗噪声性能（信噪比）包络检波器的抗噪声性能（信噪比）输入电压：输入电压：输入噪声（输入噪声（窄带窄带）输入输入已调已调信号信号包络：包络：)()()( 1)(22tntnAtmtVscy在大信噪比下：( )1( )( )ycVtm tAn t)()( )(tnAtmtvc输出电压：隔直流隔直流000() 1() cos()cos()sincsytm t At n tt n tt

7、3.2.1 振幅调制（AM）包络检波器的抗噪声性能（信噪比）包络检波器的抗噪声性能（信噪比）输入电压：输入电压：)()( )(tnAtmtvc输出电压：输入信噪比：输入信噪比：)(/)( 121222tnAtmEri输出信噪比：输出信噪比：)(/)(2220tnAtmErc3.2.1 振幅调制（AM）包络检波器的抗噪声性能（信噪比）包络检波器的抗噪声性能（信噪比）输入信噪比：输入信噪比：)(/)( 121222tnAtmEri输出信噪比：输出信噪比：)(/)(2220tnAtmErc222222220)( 1 )(2)(/)( 121)(/)(tmtmEtnAtmtnAtmErrci可见：由于

8、可见：由于m (t) 1，显然比值，显然比值r0/ri小于小于1。 即检波后信噪比下降了。即检波后信噪比下降了。3.2.1 振幅调制（AM）优点：优点：接收电路可采用包络检波，电路简单。接收电路可采用包络检波，电路简单。缺点：缺点：（1）占用带宽较宽。占用带宽较宽。（2 2）包含不携带信息的载波分量，效率较低。）包含不携带信息的载波分量，效率较低。-003.2.1 振幅调制（AM）s(t) = 1+m(t)Acos0t= Acos0t +m(t) Acos0t 载波分量载波分量边带分量边带分量 当当m (t) =1时，边带分量功率最大，与载波分量功率相时，边带分量功率最大，与载波分量功率相等，

9、而通常等，而通常m (t) 1，因此调幅信号中的大部分功率被载波，因此调幅信号中的大部分功率被载波占用，而载波并不携带有用信息，因此可以不传输此载波。占用，而载波并不携带有用信息，因此可以不传输此载波。效率最高为50%！3.2.2 双边带调制（DSB）s(t) = 1+m(t)Acos0t= Acos0t +m(t) Acos0t 调制信号调制信号m(t)中无直流分量，则中无直流分量，则s(t) = m(t)Acos0tDSB信号信号调制原理（调制原理（线性调制线性调制）3.2.2 双边带调制（DSB）图图3.2.5 双边带调制信号的频谱双边带调制信号的频谱(a) 调制信号频谱密度调制信号频谱

10、密度M(f)f0(b) 已调信号频谱密度已调信号频谱密度f00-f0fS(f)上边带上边带上边带上边带下边带下边带频谱：频谱：s(t) = m(t)Acos0t时域：时域：可见：上边带和下边带包含相同的信息。可见：上边带和下边带包含相同的信息。3.2.2 双边带调制（DSB）解调原理解调原理s(t) = m(t)Acos0t m(t)图图3.2.6 双边带信号解调器原理方框图双边带信号解调器原理方框图基带基带信号信号mm( (t t) )接收接收信号信号SS( (t t) )本地载波本地载波r (t) 低通滤波器低通滤波器本地载波本地载波: :)cos(0t)2cos()cos(21)cos(

11、cos)()(000tttmtttmtr乘法器输出乘法器输出: :3.2.2 双边带调制（DSB）01( )( )cos()cos(2)2r tm ttt 乘法器输出乘法器输出: :)cos()(21ttm低通滤波输出低通滤波输出: :可见：仅当本地载波没有频率和相位误差时，输出信号可见：仅当本地载波没有频率和相位误差时，输出信号 才等于才等于m (t) / 2，和调制信号仅差一个常数因子。和调制信号仅差一个常数因子。解调原理解调原理3.2.2 双边带调制（DSB）优点：优点：DSBDSB调制抑制载波，节省发送功率。调制抑制载波，节省发送功率。缺点：缺点：（1）接收解调电路中的本地载波需与发送