模擬調制的介紹

12024/4/14第三章——模擬調制系統(tǒng)概述線性調制振幅調制(AM)雙邊帶(DSB)調制單邊帶(SSB)調制殘留邊帶(VSB)調制非線性調制基本原理已調信號頻譜和帶寬角度調制信號的接收第1頁/共35頁12021/10/10星期日22024/4/14概述調制：源：信源發(fā)出，由原始消息直接變化成的電信號；頻譜：從零開始較寬的范圍，低頻能量大，甚至含直流分量；特點：不適于信道直接傳輸；基帶信號：目的：使原始電信號適合信道傳輸；方式：按基帶信號的變化規(guī)律改變載波參數(shù)；作用：頻率搬移，適于信道傳輸和復用；提高抗干擾能力，提高系統(tǒng)可靠性和有效性；模擬調制：用調制信號連續(xù)變化的模擬量對連續(xù)正/余弦波調制。調制信號：m(t)——模擬信號；載波：c(t)=Acos(

0t+φ0)——正弦波；已調信號s(t)：攜帶調制信號的信號；第2頁/共35頁22021/10/10星期日32024/4/14概述線性調制：AM、DSB、SSB、VSB

頻譜結構不變，只是頻譜沿著頻率軸平移；已調信號幅度隨調制信號成比例變化；

已調信號：~線性調制角度調制/非線性調制角度調制：PM、FM

相位或頻率變化；增加新的頻率成分，帶寬增加；幅度為常數(shù)；第3頁/共35頁32021/10/10星期日42024/4/14第三章——模擬調制系統(tǒng)概述線性調制振幅調制(AM)雙邊帶(DSB)調制單邊帶(SSB)調制殘留邊帶(VSB)調制非線性調制基本原理已調信號頻譜和帶寬角度調制信號的接收第4頁/共35頁42021/10/10星期日52024/4/14線性調制——一般模型調制信號已調信號M(f)f0(a)輸入信號頻譜密度S

(f)f0f-f00(b)輸出信號頻譜密度m(t)和H(f)的不同產(chǎn)生不同形式的調幅波。第5頁/共35頁52021/10/10星期日62024/4/14線性調制——振幅調制(AM)調制信號：載波：已調波：載波分量上下帶邊分量AM已調波的頻譜：第6頁/共35頁62021/10/10星期日72024/4/14C(f)f0-f0fBAMS(f)BAM-f0f0fc(t)A-As(t)t

101+m(t)t

M(f)fmf-fmB0討論：帶寬：BAM=2B0=2fm頻譜：左右搬移±f0，關于±f0對稱；含載頻分量；頻譜：上/下兩個邊帶；±f0處兩個沖激；調制不失真條件：

|m(t)|≥0;線性調制——振幅調制(AM)：AM頻譜第7頁/共35頁72021/10/10星期日82024/4/14線性調制——振幅調制(AM)：解調包絡檢波：AM已調信號外包絡與調制信號相同；要求：不發(fā)生過幅調制，|m(t)|≥0，載波分量足夠大；特點：電路簡單，檢波效率高；檢波后信噪比下降；應用：民用調幅波解調方式；相干解調：無條件實現(xiàn)；已調信號解調信號第8頁/共35頁82021/10/10星期日92024/4/14線性調制——振幅調制(AM)：AM功率分布直流功率交流功率AM信號能量：直流分量占很大一部分；不攜帶信息：故：直流/載波分量可以去除掉；降低傳輸功率，節(jié)省能量；不影響信息傳輸；抑制載波雙邊帶調制——DSB第9頁/共35頁92021/10/10星期日102024/4/14線性調制——雙邊帶調制(DSB)：調制

調制信號無直流分量：m(t)

載波：

已調信號：

已調信號頻譜密度：DSB已調信號頻譜：沒有載波分量，僅含上下邊帶；上下邊帶關于±f0對稱分布，攜帶信息相同；|f|≤f0,下邊帶；|f|≥f0，上邊帶；BDSB=2B0=2fm(a)調制信號頻譜密度M(f)f0B0(b)已調信號頻譜密度f00-f0fS(f)下邊帶上邊帶上邊帶BDSB第10頁/共35頁102021/10/10星期日112024/4/14線性調制——雙邊帶調制(DSB)：解調相干解調：同步本地載波數(shù)學模型：解調：已調信號解調信號本地載波：同頻、同相完全同步本地載波頻差對解調的影響：第11頁/共35頁112021/10/10星期日122024/4/14線性調制——單邊帶調制(SSB)：調制HL(f)特性(c)低通濾波器特性和信號頻譜S(f)-f0f0f下邊帶上邊帶S

(f)上邊帶下邊帶(a)濾波前信號頻譜-f00ff0-f0上邊帶(b)高通濾波器特性和信號頻譜f00fHH(f)特性HH(f)特性S(f)上邊帶濾波器要求：邊緣陡峭；m(t)要求：低頻分量少；上下邊帶分開；DSB分析：上下邊帶攜帶有相同信息，濾除其中一個邊帶不影響信號；還可減小發(fā)射功率;利用上邊帶——高通，UPF利用下邊帶——低通，LPF第12頁/共35頁122021/10/10星期日132024/4/14線性調制——單邊帶調制(SSB)：解調相干解調已調信號低通濾波本地載波基帶信號(a)載波頻譜f00-f0fC(f)S(f)(b)上邊帶信號頻譜上邊帶上邊帶f00-f0f2f0-2f0(c)載波和上邊帶信號頻譜的卷積結果f00-f0f2f0-2f0M(f)HL(f)SSB優(yōu)點：節(jié)省帶寬；節(jié)省能量第13頁/共35頁132021/10/10星期日142024/4/14線性調制——殘留邊帶(VSB)：調制0ffm-fmM(f)0f0-f0fSDSB(f)0f0-f0fSSSB(f)0f0-f0fSVSB(f)BDSBBSSB調制信號已調信號VSB濾波器要求：互補對稱性BVSB第14頁/共35頁142021/10/10星期日152024/4/14線性調制——殘留邊帶(VSB)：解調調制信號已調信號低通濾波本地載波低通濾波后的信號頻譜：第15頁/共35頁152021/10/10星期日162024/4/14線性調制——殘留邊帶(VSB)：解調低通濾波后的信號頻譜：VSB信號無失真解調的條件：H(f+f0)0f-2f0fm-(f0+fm)0f0-f0f0+fmfH(f)0f-2f02f0fm-fmH(f+f0)+H(f–f0)0f2f0H(f-f0)-fm

H(f)對于f0具有互補對稱性。第16頁/共35頁162021/10/10星期日172024/4/14第三章——模擬調制系統(tǒng)概述線性調制振幅調制(AM)雙邊帶(DSB)調制單邊帶(SSB)調制殘留邊帶(VSB)調制非線性調制基本原理已調信號頻譜和帶寬角度調制信號的接收第17頁/共35頁172021/10/10星期日182024/4/14非線性調制——基本原理角度調制：調制信號調制載波頻率和相位；信息附加在載波相位上；已調信號頻譜變化，與調制信號頻率成非線性關系；調制信號：m(t)=Amcos

mt載波：c(t)=Acos

0t已調信號：第18頁/共35頁182021/10/10星期日192024/4/14非線性調制——調相PM波PM波：已調正弦波瞬時相位與調制信號m(t)成線性關系。kP——調制常數(shù)，代表調相器靈敏度第19頁/共35頁192021/10/10星期日202024/4/14非線性調制——調頻FM波FM波：已調正弦波瞬時角頻率與調制信號m(t)成線性關系。kf——調制常數(shù)，代表調頻器靈敏度第20頁/共35頁202021/10/10星期日212024/4/14非線性調制——PM與FM比較令：m1(t)=∫m(t)dt做調制信號，調相：——間接調頻令：m2(t)=dm(t)/dt做調制信號，調頻：——間接調相第21頁/共35頁212021/10/10星期日222024/4/14非線性調制——PM與FM比較例：如圖已調信號波形和角頻率，其中，瞬時角頻率隨時間線性變化,試確定調制信號的形式。分析：若已調信號為FM波：若已調信號為PM波：同一角度調制結果，可采用不同調制方式（FM/PM）實現(xiàn)。只是，選用的調制信號不同。第22頁/共35頁222021/10/10星期日232024/4/14非線性調制——頻譜與帶寬(FM)調制信號：m(t)=Amcos

mt調制指數(shù)最大相偏頻率偏移~最大相位偏移第23頁/共35頁232021/10/10星期日242024/4/14非線性調制——頻譜與帶寬(FM)~第一類n階貝塞爾函數(shù)

0~載頻

0+nm~邊頻，成對帶寬：B≈2(mf+1)fm第24頁/共35頁242021/10/10星期日252024/4/14非線性調制——頻譜與帶寬(FM)kHzkHzkHzkHzkHzkHzkHzkHz

邊頻成對；當調制信號含有很多頻率分量時：當調制指數(shù)mf<<1

時，稱為窄帶調頻。大部分功率集中在有限帶寬內；

若忽略掉振幅小于未調載波振幅1%的邊頻分量，則：第25頁/共35頁252021/10/10星期日262024/4/14非線性調制——頻譜與帶寬(FM)~窄帶調頻第26頁/共35頁262021/10/10星期日272024/4/14非線性調制——頻譜與帶寬(PM)調制指數(shù)最大相偏頻率偏移~最大相位偏移第27頁/共35頁272021/10/10星期日282024/4/14非線性調制——接收角調信號特點振幅恒定，不含信息；噪聲對信號角度影響?。唤庹{方法：限幅器+鑒頻器；限幅器+鑒相器；角度調制：抗干擾能力強！第28頁/共35頁282021/10/10星期日292024/4/14例：某調頻波，求：（1）已調信號平均功率；（2）調制指數(shù)；（3）最大頻偏；（4）調頻信號寬度。解：非線性調制——舉例第29頁/共35頁292021/10/10星期日302024/4/14本章作業(yè)P703.1，3.23.6，3.7，3.8第30頁/共35頁302021/10/10星期日312024/4/14Thankyouallforyourattention!AnyQuestionandSuggestionarewelcome!Email:jiluch@126.comCellphone31頁/共35頁312021/10/10星期日322024/4/14調幅系數(shù)包絡已調信號的包絡與調制信號成比例變化.m(t)與時間軸不相交；