线性模拟调制

第3章模拟线性调制系统 3.1 概述3.1.1 调制的目的.频谱搬移 － 适应信道传输、合并多路信号； 提高抗干扰性。

3.1.2 基本概念基带信号：由消息直接变换成的电信号。

频带从零频开始，低频端谱能量大，不宜在信道中远距离传输。

调 制：按调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波某些参数的过程叫调制。

（频谱搬迁）调制信号：f(t)载 波：c(t)=Acos[ωc t+θ0]已调信号：s(t)=m (t)·c(t) =A(t)cos[ωc t+φ(t)+θ0] 模拟调制：当调制信号为模拟基带信号m(t)，载波为连续的正弦或余弦高频信号c(t)=Acos[ωc t+θ0]时，称模拟调制。

3.1.3 调制的分类数字调制3.2 双边带调幅一. 常规调幅１． 时域表达式：调制信号f(t)（平均值)(t f ＝0）加直流后对载波幅度调制（称标准或完全调幅）s AM (t)= [A 0+f(t)]·cos[ωc t+θc ]ωc 载波角频率， θc 载波初相位()()()()()()()()()()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧成比例变化随常数，调相：成比例变化随常数，调频：非线性调制角度调制为常数成比例变化随线性调制幅度调制模拟调制t f t t A t f dt t d t A VSBSSB DSBAM t t f t A φφφ)(,波形图3-1当调制信号f(t)为单频信号时：f(t)= A m cos(ωm t+θm )则： s AM (t)= [A 0+ A m cos(ωm t+θm)]cos[ωc t+θc ]= A 0 [1+βAM cos(ωm t+θm)]cos[ωc t+θc ]A A m AM =β称调幅指数，х100%叫调制度⎪⎩⎪⎨⎧><=过调幅通常取正常调幅满调幅...1-60%)-30%(...1......1AMβ ２．频域表达式θc =0的时域表达式：s AM (t)= [A 0+ f (t)]cosωc t = A 0 cosωc t+ m (t) cosωc t因m(t) F (ω)A 0 cosωc t [])()(000ωωδωωδπ++-↔A注： ))((21cos )(tj tj c c c eet f t t f ωωω-+=tj tj c c et f et f ωω-+=)(21)(21其付氏变换为因为根据平移故S AM (ω) 的频域表达式为：[])]()([21)()()(00000ωωωωωωδωωδπω++-+++-=F F A S AM频谱图：()()00ωωω-↔F et f tj ()()0021ωωωω++-F F [])()(21cos )(00ωωωωω++-↔F F t t f c频谱搬迁到适合通信系统传输的频率范围。

实验⼀模拟线性调制电⼦科技⼤学通信学院《模拟线性调制系统实验报告》模拟线性调制系统实验班级学⽣学号教师刘镰斧模拟线性调制系统实验⼀、实验⽬的1. 研究模拟连续信号在（AM 、DSB 、SSB 、VSB 、QAM ）⼏种线性调制中的信号波形与频谱，了解调制信号是如何搬移到载波附近。

2. 加深对模拟线性调制（AM 、DSB 、SSB 、VSB 、QAM ）的⼯作原理的理解。

3. 了解产⽣调幅波（AM ）和抑制载波双边带波（DSB —SC ）的调制⽅式，以及两种波之间的关系。

4. 了解⽤滤波法产⽣单边带SSB —SC 的信号的⽅式和上下边带信号的不同。

5. 研究在相⼲解调中存在同步误差（频率误差、相位误差）对解调信号的影响从⽽了解使⽤同频同相的相⼲载波在相⼲解调中的重要性。

6. 熟悉正交调幅QAM 传输系统的原理及作⽤。

⼆、实验原理模拟带通传输系统，是将基带信号经过线性调制后形成的已调波送⼊信道传输，在接收端经过反调制，再从已调波中将基带信号恢复出来。

常⽤的线性调制包括调幅（AM ），双边带调制（DSB ），单边带调制（SSB ），残留边带调制（VSB ），正交调幅（QAM ）等五种⽅式。

这些⽅式是通过基带信号与单⼀⾓频率c ω的余弦载波相乘后再经过适当滤波实现。

在时域上，就是⽤基带信号m （t ）去控制载波f （t ）的幅度参数，使其m （t ）的规律⽽变化；它的频域解释是把基带信号的频谱范围搬迁到载波附近的频谱范围上的搬移过程。

在接收端，如果采⽤相⼲解调，在本地载波保持同步关系时，都能正确的解调。

但是当本地载波存在相位误差或频率误差时，不同的调制⽅式受到的影响是不同的，当只有相位误差时，SSB 制式的输出不受影响，AM 和DSB 制式的输出幅度有所下降，⽽QAM 制式则产⽣路间窜扰。

在本地载波有频率误差时，SSB 制式的输出使频谱有所偏移，对于话⾳信号传输⽽⾔，频差在20Hz 以内时，⼈⽿可以容忍；⽽对于其他制式，输出会产⽣严重失真。

实验一：模拟线性调制系统仿真一、实验目的：1、掌握模拟调制系统的调制和解调原理；2、理解相干解调。

二、实验内容：1、编写AM 、DSB 、SSB 调制，并画出时域波形和频谱图。

2、完成DSB 调制和相干解调。

三、实验步骤1、线性调制1) 假定调制信号为m t ，载波c ()cos 2πm f t =()cos 2πc t f t =，f m =1kHz ，f c =10kHz ； 绘制调制信号和载波的时域波形(保存为图1-1)。

2) 进行DSB 调制，；进行AM 调制，DSB ()()()s t m t c t =⋅[]AM ()1()()s t m t c t =+⋅；绘制DSB 已调信号和AM 已调信号的波形，并与调制信号波形进行对照(保存为图1-2)。

3) 用相移法进行SSB 调制，分别得到上边带和下边带信号，SSB 11ˆ()()()()()22Q s t m t c t m t c t =⋅⋅ ，ˆ()sin 2πm m t f t =，()sin 2πQ c c t f t =。

4) 对载波、调制信号、DSB 已调信号、AM 已调信号和SSB 已调信号进行FFT 变换，得到其频谱，并绘制出幅度谱(保存为图1-3)。

2、DSB 信号的解调1) 用相干解调法对DSB 信号进行解调，解调所需相干载波可直接采用调制载波。

2) 将DSB 已调信号与相干载波相乘。

3) 设计低通滤波器，将乘法器输出中的高频成分滤除，得到解调信号。

4) 绘制低通滤波器的频率响应(保存为图1-4)。

5) 对乘法器输出和滤波器输出进行FFT 变换，得到频谱。

6) 绘制解调输出信号波形；绘制乘法器输出和解调器输出信号幅度谱(保存为图1-5)。

7) 绘制解调载波与发送载波同频但不同相时的解调信号的波形，假定相位偏移分别为ππππ,,,8432(保存为图1-6)。

四、实验思考题1、与调制信号比较，AM 、DSB 和SSB 的时域波形和频谱有何不同？2、低通滤波器设计时应考虑哪些因素？3、采用相干解调时，接收端的本地载波与发送载波同频不同相时，对解调性能有何影响？五、提示：1、Matlab只能处理离散值，所以调制信号、载波、已调信号和解调信号都是用离散序列表示的。

模拟电路相位调制相位调制（Phase Modulation，简称PM）是一种常见的调制方式，在模拟电路领域有着广泛应用。

它通过改变信号的相位来传递信息，具有抗干扰性强、带宽利用效率高等优点。

本文将详细介绍模拟电路相位调制的原理和应用。

一、相位调制的原理相位调制是将基频信号与调制信号相乘后，通过改变调制信号的相位来改变基频信号的相位。

具体而言，相位调制可以分为线性相位调制（PM）和非线性相位调制（FM）两种。

1. 线性相位调制（PM）线性相位调制中，相位的变化与调制信号的幅值成正比。

常见的线性相位调制方法有频率调相（Frequency Modulation，简称FM）和全相调制（Phase Modulation，简称PM）。

2. 非线性相位调制（FM）非线性相位调制中，相位的变化与调制信号的幅值的平方成正比。

非线性相位调制的一个典型例子是调频调制（Frequency Modulation，简称FM）。

二、相位调制的应用相位调制广泛应用于通信系统、无线电和广播等领域。

以下是相位调制的几个典型应用示例：1. 模拟调制解调系统相位调制通常用于模拟调制解调系统中，实现信息的传输。

例如，调频广播系统中，音频信号通过相位调制的方式传输到载波信号中，然后在接收端进行解调。

2. 调频收音机调频收音机中使用的广播信号就是经过相位调制的信号。

调频收音机通过接收、解调并放大信号，使用户能够收听到各类广播节目。

3. 数字调制相位调制也可以应用于数字通信中。

数字调制中使用的相位调制技术（如相位偏移键控调制，Phase Shift Keying, PSK）可以将二进制数字转化为相位差不同的信号波形，实现高速数据传输。

4. 雷达系统雷达系统中的信号也经常使用相位调制的方式进行传输。

雷达系统通过改变发射信号的相位来实现测量目标物体的距离和速度。

总结：相位调制是一种常见的调制方法，通过改变信号的相位来传递信息。

相位调制具有抗干扰性强、带宽利用率高等优点，广泛应用于通信系统、无线电和广播等领域。