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第三章模拟信号的调制传输

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通信原理第3章模拟调制技术

通信原理第3章模拟调制技术

VS
高数据速率的调制技术
随着数据业务需求的爆炸式增长，高数据 速率的模拟调制技术成为研究热点。例如， QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制）是一种常见 的高阶调制方式，通过增加星座点和调制 阶数，可以实现更高的数据传输速率。此 外，还有偏置QPSK、非线性调制等调制技 术，旨在提高频谱效率和数据传输速率。
通过调制将低频的模拟信号转换为高 频信号，以实现信号的远距离传输和 无线传输。
模拟调制技术的应用场景
广播通信
利用调频（FM）或调相（PM）技术， 将音频信号调制到载波上，实现广播 节目的传输。
电视信号传输
无线通信
在无线通信中，模拟调制技术被广泛 应用于移动通信、无线局域网 （WLAN）、无线广域网（WWAN） 等领域，以实现信号的无线传输。
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调频的缺点
占用带宽较宽，频带利用率较低。
调相的缺点
抗干扰能力较弱，对相位失真敏感，需要高 精度的相位控制系统。
03 模拟调制技术的分类
线性调制技术
01
调频（FM）
02
调相（PM）
03
调相而振幅不变（APM）
04
线性调制技术的特点：调制信号对载波的振幅、频率、相位同时进行 调制，使载波的振幅随调制信号的瞬时值呈线性变化。
软件定义无线电与模拟调制
软件定义无线电是一种新型的无线通信架构，通过软件编程的方式实现无线电功能的灵活配置和动态调整。在模 拟调制领域，软件定义无线电技术为调制方式的快速切换和自适应调整提供了可能。通过实时调整调制参数和算 法，可以根据信道状态和传输需求自适应地优化调制方案，提高通信系统的适应性。

第三章模拟调制系统-1DSB_SSB

第三章模拟调制系统-1DSB_SSB
载波幅度， 载波幅度，已调 信号的组成部分
则已调信号的频谱为： 则已调信号的频谱为：
1 SAM(ω) = πA0 [δ(ω − ωc ) + δ(ω + ωc )] + [F(ω − ωc ) + F(ω + ωc )] 2
12 教师:黄晗
1. 形状相同，位置搬移； 形状相同，位置搬移；
已调信号的频谱图： 已调信号的频谱图：
数字调制： 数字调制：ASK、FSK、PSK 、 、
3 教师:黄晗
调制的目的
提高无线通信时的天线辐射效率。 提高无线通信时的天线辐射效率。 传输频率： 传输频率：3kHz，天线高度：25km ，天线高度： 传输频率： 900MHz ，天线高度：8cm 传输频率： 天线高度： 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处， 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以 实现信道的多路复用，提高信道利用率。 实现信道的多路复用，提高信道利用率。 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力， 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力， 还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。 还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。
2 教师:黄晗
信号、传输方式、调制方式的分类
电信号
携带有用信息的信号，未调制） 基带信号 （携带有用信息的信号，未调制） 基带信号经过某种调制） 频带信号 （基带信号经过某种调制）
传输方式
基带传输 调制（频带） 调制（频带）传输
模拟调制
线性调制：AM、DSB、SSB、VSB 线性调制： 、 、 、 非线性调制： 非线性调制：PM、FM调制 、 调制
β AM = f (t ) max / A0
11 教师:黄晗
当载波初相为0时 已调信号为： 当载波初相为 时，已调信号为： sAM (t ) = [ A0 + f (t ) ] cosω ct 频 域 = A0 cosω ct + f (t )cosω ct 特 性 分 析 若有： 若有：

第三章模拟信号的数字化传输

第三章模拟信号的数字化传输
均匀量化： 数字通信过程中，量化实际上是将模拟信号取样后，可用2n个离散电平值来表示PAM的样值幅度变化，并且经量化后，每一个连续样值都将被 这些离散值所取代，这些电平被称为量化电平，用量化电平取代每个取样值的过程称为量化。
非均匀量化：所谓非均匀量化，指当信号幅度小时，量化台阶也小，信号幅度大时，量化台阶也大，以改善量化性能。
• 3.2.4 自适应差分脉冲编码调制
● 发展过程：1972年CCITT制定了G.711 64kb/s PCM语音编码标准，CCITT G.711A规 定的A律和μ律PCM采用非线性量化，在64kb/s的速率语音质量能够达到网络等级，当前 已广泛应用于各种数字通信系统中。由于它是一维统计语音信号，当速率进一步减小时， 将达不到网络等级所要求的话音质量。对于许多应用，尤其在长途传输系统中，64kb/s 的速率所占用的频带太宽以至通信费用昂贵，因此人们一直寻求能够在更低的速率上获 得高质量语音编码质量的办法。于是在1984年CCITT又提出了32kb/s标准的G.721 ADPCM 编码。ADPCM充分地使用了语音信号样点间的相关性，利用自适应预测和量化来解决语 音信号的非平稳特点，在32kb/s速率上能够给出符合公用网的要求的网络等级语音质量。
• PCM是一种最典型的语音信号数字化的波形编码方式，其系统原理，首先，在发送端 进行波形编码 (主要包括抽样、量化和编码三个过程)，把模拟信号变换为二进制码
组。编码后的PCM码组的数字传输方式可以是直接的基带传输，也可以是调制后的调
制传输。在接收端，二进制码组经译码后还原为量化后的样值脉冲序列，然后经低通
P6
+
1）
8
×本段长度
第8个比较电平=本段的起始电平+（1
2

第三章.模拟调制系统

第三章.模拟调制系统

假设f(t)不含直流分量，则 f (t ) =0。 从而
2 PAM A0 / 2 f 2 (t ) / 2 PC Pf
令：
PC A02 / 2
Pf f 2 (t ) / 2
载波功率
边带功率
f 2 (t )
调制效率：
AM
Pf Pc Pf

2 A0 f 2 (t )
LPF特性 π A 0δ ( ω ) 1 F(ω ) 1 2 π A0δ (ω -2ω 0) 2
不过调制，Am最大值等于A0 ，Am= A0。最大可能的效 率是50%。不含直流的信号进行标准调幅其效率都不会超 过50%。
15
【例】f ( t )=Amcosωmt 对振幅为 A0 的载波进行标准调幅， 求已调波的效率。
2 2 解：Pf 1 f 2 (t ) 1 Am cos2 mt Am / 4
AM
3．1 幅度调制
7
3．1 幅度调制
用信号 f(t) 去控制载波 C(t) 的振幅，使已调波的包 络按照f(t)的规律线性变化
3.1.1标准调幅（AM）
1.标准调幅的波形和频谱
(基带信号f(t)，载波A0cos（w0t）) 已调信号为： 频谱：
AM (t ) [ A0 f (t )] cos(0t ) [ A0 f (t )]( e j t e j t ) / 2
AM(ω
)
π A0δ (ω -ω 0) 1 F(ω -ω 0) 2 ω0 ω
0
t
-ω 0
(a) AM波波形及其频谱 π δ (ω +ω 0)
0
-A0
cosω 0t 1 0 -1 (b) 本地载波波形及其频谱 ud(t) 1 A 2 0 1 f(t) 2

chapt-3调制技术

chapt-3调制技术
应用在低速或中低速的数据传输中。 1、分类
– 相位连续的频移键控 – 相位不连续的频移键控
2、信号组成
S2
FSK
(t
)


A c os (2f1t A c os (2f 2t
1 2
) )
定义：
(1)标称载频
f0

f1 f2 2
(2)频移宽度 f0 f2 f1
传“1” 传“0”
ak
bk 2PSK调制
2PSK(bk)
2DPSK(ak)
bk 1
Ts
二进制差分相移键控（DPSK）（续）
1. 2DPSK信号的解调
– 相干解调（同步检测法或极性比较法）
已调2DPSK信号
BPF a
c
d
LPF
抽样判决
cosct
载波同步 b
位同步 cp(t)
2PSK解调
bk
e
f
ak
TS
bk-1
码反变换
– 特点
• 采用同步解调法，需有一个和载波保持同频同 相的相干振荡信号，否则会造成解调后的波形 失真，一般采用锁相环路或窄带滤波来提取同 步信号；
• 实现困难，技术要求高，设备复杂；
频移键控FSK
一、调制原理 用基带数据信号控制载波频率。当传
送“1”码时送出一个频率f1，传送“0”码 时送出另一个频率f0。
– 调制信号：数字型正弦调制、连续性正弦调 制
– 质量标准：模拟信号-信噪比（SNR） 数字信号-误码率（BER调制技术的要求
移动通信信道的特点
– 带宽有限，取决于可 使用频率资源和信道 的传播特性
– 干扰和噪声影响大， 移动通信的电磁工作 环境决定

[信息与通信]第3章模拟调制系统

[信息与通信]第3章模拟调制系统
1 mt 2
1 mt cos c t 2
cos c t
移相


2

S SSB (t )
1 ˆ t m 2
1 mt sin c t 2
13
4. 解调：下图以上边带为例，示出用低通滤波器滤出解调后 的信号。
C(f)
-fc
0 (a) 载波频谱
S(f)
fc
f
上边带
上边带
-2fc
图3.1.1 调制器
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 2. 模拟调制的分类： 线性调制：调幅、单边带、双边带、残留边带… 非线性调制（角度调制）：频率调制、相位调制
2
3.2 线性调制
3.2.0 基本概念
设载波为：c(t) = Acosct = Acos2 fct 调制信号为能量信号m(t)，其频谱为M(f ) 载 波：c(t) 调制 s(t) H(f) 信号 相乘结果： s(t) m(t) 滤波输出： s(t) Acos0t 用“”表示傅里叶变换： m(t ) M ( f )
2
边带 功率
6
6. 调制效率：
边带功率 AM平均功率

m 2 (t ) A02 m 2 (t )
单音余弦信号：
2 Am 1 2 2 2 A0 Am 3
m(t ) Am cosmt
调制效率低
7
7. 频谱特性：含离散载频分量 当m(t)为余弦波，且m＝100％时， 两边带功率之和 ＝ 载波功率之半。
f0
f
11
2)相移法：
m(t ) Am cosmt c(t ) cos(ct )

数字音视频技术讲义第三章 模拟信号数字处理

数字音视频技术讲义第三章 模拟信号数字处理

短距离传送PCM信号是采用并行 传送方式，即每一个抽样的N个码位 以及为收、发同步用的抽样时钟， 在n+1条传输线中并行传送。 中、远距离传输时采用全串行传 送方式，即对n个码位首先进行并/ 串转换，然后在同一条线路上依次 传出。
*3.2 彩色电视图像信号的 数字编码
• ~两种PCM编码方式：全信号编码和分 量编码。 • 全信号编码是对彩色电视信号直接进行 编码。 • 分量编码是对亮度信号及两个色差信号 （或对三个基色信号）分别进行编码。
• 满足正交结构的条件是抽样频率是 行频的整数倍。 • 根据副载频与行频的偏置关系，只 当时fs=4fsc才形成正交抽样结构。 • 抽样频率较高可降低模拟低通滤波 器及数字滤波器的设计难度。随着 器件速度的提高和成本的下降，4fsc 抽样频率目前被广泛地采用。
二、量化等级
• 在全信号编码中，一般采用四舍五入的 均匀量化。主观实验表明，为获得满意 的图像质量，一般采用8bit量化。当编解 码次数较多时，考虑到量化噪波的累积， 应采用9-10bit量化。
3．2．2 分量编码
一、抽样频率 • 主观实验表明，当亮度信号Y的带宽为 5.8~6MHz、两个色差信号R-Y和B-Y的 带宽2MHz时，可获得满意的图像质量。 • 分量编码时，一般应先根据需要，用低 通滤波器适当地限制三个分量信号的带 宽。所选定的抽样频率应不小于2.2倍信 号最高频率。
• 三个分量信号的抽样频率之间以及它们与 行频之间，一般应有整数倍的关系，以便 于时分复用和形成正交抽样结构。• 考 虑 525 行 制 和 625 行 制 的 兼 容 性 ， Y/RY/B-Y的抽样频率为：13.5/6.75/6.75MHz。 • 色差信号的抽样频率为亮度信号的2/4，简 称为4：2：2标准。根据标准，525行制亮 度信号的每行样点数为858，625行制为864， 色差信号每行样点数均为亮度信号的一半 。

模拟信号的调制与解调

模拟信号的调制与解调
2018/9/18 第三章 模拟信号的调制与解调 2
为什么要对信号进行调制处理？什么是调制呢？ 利用无线电通信时，需满足一个基本条件， 即欲发射信号的波长（两个相邻波峰或波谷之 间的距离）必须能与发射天线的几何尺寸可比 拟，该信号才能通过天线有效地发射出去（通 常认为天线尺寸应大于波长的十分之一）。而 音频信号的频率范围是 20Hz ～ 20kHz ，最小 的波长（频率为20kHz）为
2018/9/18 第三章 模拟信号的调制与解调 20
1 得到SUSB t xi cos( i c )t i 1 2
n 1 1 xi cos i t cos c t xi sin i t sin c t i 1 2 i 1 2 1 1 x(t ) cos c t x(t ) sin c t ; 2 2 n 1 同理得到S LSB t xi cos( c i )t i 1 2 n 1 1 xi cos i t cos c t xi sin i t sin c t i 1 2 i 1 2 1 1 x(t ) cos c t x(t ) sin c t ; 2 2 1 1 合写成：得到S SSB t x(t ) cos c t x(t ) sin c t ; 2 2 “－”号代表上边带； “＋”号代表下边带 n n
24
2018/9/18
第三章 模拟信号的调制与解调
25
1 x (t) 2 － 2
1 x (t) cos t c 2 cos ct Hh () ± sSSB(t)
“－”表示上边带信号 “＋”表示下边带信 号
(t) sin c t 2
相移法形成单边带信号
滤波器
• 在波形上，载波信号的幅度随基带信号规律而变化； • 在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱结构在频域内的 简单搬移(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线性调制。 • 适当选择滤波器的特性H(ω)，便可以得到各种幅度调制信号。 例如，调幅（AM）、双边带(DSB)、单边带(SSB)及残留边带 (VSB)信号等。

模拟信号光调制基本原理

模拟信号光调制基本原理

模拟信号光调制基本原理一、引言在光通信系统中，信号的调制是将信息信号转换为适合传输的光信号的过程。

其中，模拟信号光调制是将模拟信号转换为模拟光信号的过程。

本文将深入探讨模拟信号光调制的基本原理。

二、模拟信号光调制的基本原理2.1 光调制的概念光调制是指通过控制光信号的某些属性来携带和传输信息的过程。

在光信号中，包含信号的变化信息，通过调制的方式将信号转换为适合传输的光信号。

2.2 模拟信号光调制的基本原理模拟信号光调制是将模拟信号转换为模拟光信号的过程。

它涉及到三个主要的步骤：信号源、调制器以及光源。

2.2.1 信号源信号源是指信息信号的产生来源。

在模拟信号光调制中，信号源可以是音频信号、视频信号等模拟信号。

这些信号可以通过麦克风、摄像头等设备获取。

2.2.2 调制器调制器是将信号源产生的模拟信号与光信号进行转换的关键组件。

调制器通过改变光信号的某些属性来携带模拟信号的信息。

常见的调制方式包括振幅调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等。

2.2.3 光源光源是指产生光信号的装置。

常见的光源有激光器、LED等。

光源将调制器输出的电信号转换为光信号，进而传输到光纤等介质中。

2.3 模拟信号光调制的过程模拟信号光调制的过程可以简单描述为以下几个步骤：1.信号源产生模拟信号。

2.调制器将模拟信号转换为电信号。

3.电信号经过调制器的调制，改变光信号的某些属性。

4.光源将调制后的电信号转换为光信号。

5.光信号通过光纤等介质传输。

6.接收端接收光信号并进行解调，恢复原始模拟信号。

三、模拟信号光调制的应用3.1 光通信模拟信号光调制技术在光通信中起着至关重要的作用。

通过光调制技术，可以将模拟信号转换为适合在光纤中传输的光信号，实现长距离高速率的数据传输。

3.2 广播电视广播电视领域也广泛应用了模拟信号光调制技术。

通过将模拟音频、视频信号转换为光信号，可以提高信号的传输质量和传输距离。

3.3 光学传感模拟信号光调制技术还在光学传感领域得到了广泛应用。

通信原理第三章 模拟调制系统

通信原理第三章 模拟调制系统

当载波为cosωct时
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t LSB c c 2 2
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t U SB c c 2 2 当载波为sinωct时
w
w
w
w
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t L SB c c 2 2 1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t U SB c c 2 2
w) , h(t) = H(w) = jsgn(
1
t
3）、Hilbert变换的性质: （1）、信号和它的希尔波特变换具有相同的能量谱密度或相 同的功率谱密度。 推论： （2）、信号和它的希尔波特变换的能量(或功率)相同。 （3）、信号和它的希尔波特变换具有相同的自相关函数。 （4）、信号和它的希尔波特变换互为正交。 4）、Hilterb变换的用途： 在单边带调制中，用来实现相位选择，以产生单边带信号
1 S ( w ) = A w w w w [ M ( w w ) M ( w w )] A M c c c c 2
c(t) 载波 调制 信号 已调 信号 m(t)
-f
H
C(f)
-f c 0 fc
f
M(f)
f
-fL 0 f
L
fH
sm(t)
第三章 模拟调制系统
引言 3.1 幅度调制 标准调幅（AM） 双边带调幅（DSB） 单边带调幅（SSB） 残留边带调幅（VSB） 3.2 角度调制原理 3.3 抗噪声性能 各种幅度调制系统的噪声性能 非线性调制系统的抗噪性能 模拟系统比较

第3章习题解答

第3章习题解答

《数字通信系统原理》教材习题解答第三章练习题33-1 填空（1）模拟信号在数字通信系统中的传输，首先必须把模拟信号转变为 数字信号 ，转换的方法有 脉冲编码调制 和增量调制等。

（2）衡量量化性能好坏的常用指标是 量化信噪比。

此值越大，说明量化性能越 好。

（3）非均匀量化的PCM 中，信号功率小时，量化噪声功率 小，适用于动态范围较宽的信号。

（4）目前，数字通信系统中采用两种压扩特性：一种是A 律压扩特性：另一种是 μ律压扩特性 。

（5）采用增量调制的目的是 简化模拟信号的数字化方法 ：采用自适应增量调制的目的是 提高小信号的量化信噪比。

补充题：1．线性PCM 的量化噪声与信号功率大小有关吗？无关，它适用于动态范围小的信号。

2．在对数PCM 中，量化噪声功率与信号功率的定性关系是信号功率小，量化噪声功率就小，适用于动态范围大的信号。

在对数M 中，信号在某一段落内变化时，量化噪声功率是否变化?不变。

3．在对数PCM 和自适应增量调制中，抗噪声能力强的是自适应增量调制，量化噪声小的是对数PCM 。

4．均匀量化器的量化信噪比与编码位数的关系是编码增加1位，量化信噪比增大6dB ，非均匀量化器可以提高小信号的量化信噪比。

5．若A 律13折线PCM 编码器输入信号为直流且幅度等于最小量化间隔的1.5倍，则编码器的输出为10000001。

6．线性PCM 编码器的抽样信号频率为8kHz ，当信息速率由80kbit/s 下降到56kbit/s 时，量化信噪比增大18dB 。

3-2 试画出PCM 通信的原理图，并简述PCM 通信的过程。

3-3 PAM 信号、量化信号和PCM 信号属于什么类型的信号？3-4 对基带信号t t t g ππ4cos 3cos 2)(+=进行理想抽样。

（1）为了在接收端不失真地从已抽样信号中恢复出，怎样选取抽样间隔？（2）若抽样间隔为0.2s ，试画出已抽样信号的频谱。

解：（1）基带信号可以看成是低通信号，由于Hz f m 2=根据抽样定理，得Hz f f m s 42=≥（2）由已知得，抽样频率为Hz f s 52.01==。

通信原理第三章(模拟调制原理)习题及其答案

通信原理第三章(模拟调制原理)习题及其答案

第三章（模拟调制原理）习题及其答案【题3－1】已知线性调制信号表示式如下：（1）cos cos c t w t Ω （2）(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中，6c w =Ω。

试分别画出它们的波形图和频谱图。

【答案3－1】（1）如图所示，分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换，有()[()()2()()] [(7)(5)(5)(7)]2M c c c c S w w w w w w w w w w w w w πδδδδπδδδδ=+Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω（2）如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图：设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换，有()[()()] [()()2()()] [(6)(6)] [(7)(5)2(7)(5)]M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπδδδδπδδπδδδδ=++-++Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω【题3－2】根据下图所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。

【答案3－2】AM 波形如下：通过低通滤波器后，AM 解调波形如下：DSB 波形如下：通过低通滤波器后，DSB 解调波形如下：由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。

【题3－3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4cos10t π，进行单边带调制，试确定单边带信号的表达式，并画出频谱图。

【答案3－3】可写出上边带的时域表示式4411ˆ()()cos ()sin 221 [cos(2000)cos(4000)]cos1021 [sin(2000)sin(4000)]sin 1021 [cos12000cos 8000cos14000cos 6000]41 [cos 8000co 4m c c s t m t w t mt w t t t t t t tt t t t t πππππππππππ=-=+-+=+++--s12000cos 6000cos14000]11 cos12000cos1400022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对()[(14000)(12000)2+(14000)(12000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=+++-+-可写出下边带的时域表示式'4411ˆ()()cos ()cos 221 [cos(2000)cos(4000)]cos1021 [sin(2000)sin(4000)]sin 1021 [cos12000cos 8000cos14000cos 6000]41 +[cos 8000c 4m c c s t m t w t mt w t t t t t t tt t t t t πππππππππππ=+=+++=+++-os12000cos 6000cos14000]11 cos 8000cos1600022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对'()[(8000)(6000)2(8000)(6000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=++++-+-两种单边带信号的频谱图分别如下图。

通信原理第三章习题及其答案

通信原理第三章习题及其答案

第三章（模拟调制原理）习题及其答案【题3－1】已知线性调制信号表示式如下：（1）cos cos c t w t Ω （2）(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中，6c w =Ω。

试分别画出它们的波形图和频谱图。

【答案3－1】（1）如图所示，分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换，有()[()()2()()] [(7)(5)(5)(7)]2M c c c c S w w w w w w w w w w w w w πδδδδπδδδδ=+Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω（2）如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图：设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换，有()[()()][()()2()()] [(6)(6)][(7)(5)2(7)(5)]M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπδδδδπδδπδδδδ=++-++Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω【题3－2】根据下图所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。

【答案3－2】AM波形如下：通过低通滤波器后，AM解调波形如下：DSB波形如下：通过低通滤波器后，DSB解调波形如下：由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。

【题3－3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4cos10t π，进行单边带调制，试确定单边带信号的表达式，并画出频谱图。

【答案3－3】可写出上边带的时域表示式4411ˆ()()cos ()sin 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41[cos8000co 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=-=+-+=+++--s12000cos 6000cos14000]11cos12000cos1400022t t t t tπππππ+-=+ 其傅立叶变换对()[(14000)(12000)2+(14000)(12000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=+++-+-可写出下边带的时域表示式'4411ˆ()()cos ()cos 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41+[cos8000c 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=+=+++=+++-os12000cos 6000cos14000]11cos8000cos1600022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对'()[(8000)(6000)2(8000)(6000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=++++-+-两种单边带信号的频谱图分别如下图。

第三章模拟调制系统

第三章模拟调制系统

VSB信号频域表达式为：
1 S VSB (ω ) = H VSB (ω )[F (ω − ω c ) + F (ω + ω c )] 2

VSB调制信号采用相干解调方式，见下图。
s 其输出为： p ( t ) = s VSB ( t ) ⋅ c d ( t ) =
s VSB ( t )cos ω c t
s ( t ) = A( t ) cos [ω c t + ϕ ( t ) + θ
0
]
式中， (t )为载波瞬时幅度，ϕ (t )为载波的相位偏移。 A 如果 ϕ(t) 为常数， (t ) 随 f (t ) 成比例变化，则称为调幅。 A
ϕ 如果 A(t ) 为常数， (t ) 或 ϕ (t ) 的导数随 f (t )成比例变化， 则称为调角，前者称为调相，后者称为调频。
相干解调输出信号的频谱为： 1 S p (ω ) = [S VSB (ω − ω c ) + S VSB (ω + ω c )] 2
1 S p (ω ) = H VSB (ω − ωc )[F (ω − 2ωc ) + F (ω )] 4 1 + H VSB (ω + ω c )[F (ω ) + F (ω + 2ω c )] 4
SAM(ω) = πA0 [δ(ω − ωc ) + δ(ω + ωc )] + 1 [F(ω − ωc ) + F(ω + ωc )] 2
此时，已调信号的频谱如下图所示。
调幅信号的平均功率为：
PAM = s (t )
2 AM
= [ A0 + f (t )] cos ωct

计算机网络通信技术第03章 调制解调和多路复用技术

计算机网络通信技术第03章 调制解调和多路复用技术

（2）应答式MODEM的接收器
MODEM在次通道上接收对方发来的模拟信号， 模拟信号的两种频率和主通道不同。通常为：
2 025Hz接收空号（逻辑0） 2 225Hz接收传号（逻辑1） 对方MODEM发来的由上述频率调制的模拟信号
由电话传输到接收器的。
MODEM的接收器解调
频带传输系统
所示。图中BPF是带通滤波器，其作用是让信号顺利 通过，同时抑制谐波；方框ƒc表示频率为ƒc的载波源。
信号的产生（调制）
用模拟法产生2ASK信号时，数据信号一定要 是单极性不归零形式的信号，否则不能产生 出2ASK信号
调制
产生2ASK信号的 具体电路
6．信号的接收（解调）
2ASK信号的接收有两 类方法：
MODEM的调制原理
调制原理
两个调制信号分别由两个振荡器产生，被调制数字信号由 RS－232C总线送来。
调制后的模拟信号由运算放大器组合后沿着公用电话线发送 出去。
当RS-232C的TXD线为-12V（逻辑1）时，电子开关1开启 （电子开关2断开），故一串1270Hz脉冲便可经运算放大器 OA后输出传号脉中（逻辑1）；当RS-232C的TXD线为＋12V
第03章 调制解调和多路复用技术
第03章 调制解调和多路复用技术
内容提要：
调制与解调 基带传输 频带传输 PSK、FSK、ASK 多路复用技术
调制和解调
在计算机与打印机之间的近距离数据 传输、在局域网和一些域域网中计算机间 的数据传输等都是基带传输。
基带传输实现简单，但传输距离受限。

因此2ASK的频带宽度为

B2ASK=2ƒb
谱密度
(频带传输系统的频带利用率与基带系统相比是较低的)

第三章 模拟调制系统(通信原理)

第三章 模拟调制系统(通信原理)
20
例题
21
单边带调幅—SSB

DSB信号虽然节省了载波功率，调制效率提高了， 但频带宽度仍是调制信号带宽的两倍，同AM信号 DSB信号的上、下两个边带是完全对称的，它们都 携带了调制信号的全部信息 仅传输双边带信号中一个边带。 节省发送功率，节省一半传输频带。 产生SSB信号的方法：



c
下边带（LSB）调制
23
SSB—滤波法

SSB信号的频谱
SSSB ( ) S DSB ( ) H
SDSB

上边带频谱图:
c
0
c

H USB
c
0
S USB
c

c
0
c

24
SSB—滤波法（技术难点）

用滤波法形成SSB信号的技术难点是：
滤波法产生SSB的多级频率搬移过程
26
SSB—相移法
1 H ( ) sgn( c ) sgn( c ) 2
S SSB ( ) 1 M ( c ) M ( c )H ( ) 2 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4 1 M ( c ) M ( c ) 4 1 M ( c ) sgn( c ) M ( c ) sgn( c ) 4


滤波法 相移法
22
SSB—滤波法
m t

sDSB t
H
sSSB t
载波 c t

第3章模拟信号的调制与解调

第3章模拟信号的调制与解调
（4）脉冲数字调制：m(t)为数字信号，常为多进制脉位调相PPM。
3）复合调制：对同一载频进行两种或更多种的调制称为复合调制。
例如：对同一个载波进行一次调频后再进行一次振幅调制，所得结 果为调频调幅波；在这里两次调制的调制信号可以不相同。
4）多级调制：用同一调制信号实施两次或更多次的调制过程，如
AM/FM是先用m(t)进行AM调制，再用此AM信号对另一载波进行FM调制。
频及相位调整后就可得c 到同步载频信号。
-2f c
0
f 2f c
d
-f H
0
f fH
DSB—SC信号相干解调器原理频域说明图
13
第 3 章 模拟信号的调制与解调
3.1.2.3 单边带(SSB)已调波的解调原理：
·相干解调：解调方框图同AM相干解调。 ·插入强载波—包络检波：
就是将与发端载频同步的正弦信号和SSB信号混合后再用包 络检波法完成SSB信号的解调。
输 入 端 A m(t) F 2A ( f ) M ( f )
信号的
频谱： coswct F C( f ) = f fc f fc
乘法器输出信号的频谱：
S '(t) F S '( f ) = 1 M f fc M f fc A f fc f fc
2
S(t)
F
=
1 2
m(t) coswc t
1 2
) m(t)
sinwc
t
1 2
m(t)
coswc
t
1 2
m) (t)sinwct
1 2
m(t)
cosw c t
1 2
m) (t)
sinwc
t
=
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c
3、带宽
BAM=2B
4、功率分配
PAMsA 2 M(t)
PAM
A02 2
f 2 (t) 2
Pc Pf
载波功率
边带功率
调制效率
P P f
f
AM
P P P 第三章模A拟M信号的调制传c输
f
AM调制原理框图
f (t)
A f (t)
sAM (t)
A
cos ct
第三章模拟信号的调制传输
sAM (t) sAM (t)
调幅指数：
ma
Am A
第三章模拟信号的调制传输
正弦波AM调制时域波形图
ma 1
1 0
-1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
x 104 1 0
-1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
4
x 10 2
0
-2 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
用信号f(t)叠加一个直流分量后去控制载 波的幅度，称为调幅（AM） AM的时域表示：
sAM(t)Af(t)uc(t) AcAf(t)cos(ct0)
第三章模拟信号的调制传输
一个例子 设：
f(t)A m co sw m t
则时域可表示为：
sA M (t)A A m cosw m tcos(w ct0) A 1m acosw m tcos(w ct0)
第三章 模拟调制系统
课程目标
1、了解调制的功能和调制的分类 2、掌握模拟调制的概念和模拟调制信号的表达式 3、掌握模拟线性调制AM、DSB的时域波形、频域特 性，带宽，功率分配 4、掌握NBFM、WBFM的频谱分布、带宽、功率分配 5、了解模拟调制与解调 6、掌握模拟调制中几种调制方式的抗噪性能比较
第三章模拟信号的调制传输
ma 1
1 1.5 2 2.5 3 3.5
1 1.5 2 2.5 3 3.5
1 1.5 2 2.5 3 3.5
过调幅
4 4.5 x 104
4 4.5
4
x 10
4 4.5 x 104
周期方波AM调制波形
1
0
-1
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4
x 10
1
0
-1
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
x 104
2
0
-2
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
x 104
第三章模拟信号的调制传输
f(t)F()
A 0 co c t s A 0 [( c ) ( c )
f(t)c oct s1 2[F ( c) F ( c)]
F() 1
A0 -c
0B SAM()
1/2
A0
0 2B 第三章模拟信号的调制传输
s n
10log10
ps pn
信号功率 噪声功率
3、信噪比增益（G:Gain）
——衡量系统抗噪声性能的重要参数
SO
第三章模拟信号的调制传输
2.1 调制的功能及分类
一、调制的功能 1、信道传输频率特性的需要 2、把基带信号调制到较高的频率使天线容易辐射 3、便于频率分配
4、有利于实现信道多路复用，提高系统的传输有效性 5、可减少噪声和干扰的影响，提高系统的传输可靠性
第三章模拟信号的调制传输
二、调制的分类 1、根据调制信号的分类 模拟调制
C
C
B
SLSB()
1/2
C
第三章模拟信号的调制传输 C
B
频谱图
上边带 调制
下边带 调制
四、残留边带调制（VSB）
SDSB()
1/2
-C
HVSB()
C
2B
频谱图
残留 上边带
-C
SVSB()
1/2
HVSB()
SVSB()
1/2
C
B
残留 下边带
-C
C
第三章模拟信号的调制传输
B
信噪比增益
2、信噪比（SNR:singal noise ratio）p36
AM解调原理框图
非线性器件
f (t)
低通滤波
包络检波
A f (t)cos2 ct
低通滤波
f (t)
cos ct
相干检波
第三章模拟信号的调制传输
4、应用 调幅广播（AM）——常规调幅方式，收音机 波段：中波535KHz~1605KHz,自由空间，
地区性广播 短波3.9MHz~18MHz，电离层反射，
0
t
－100π 0100π
c(t) 1
C()
0
sDSB（t) 1 0
t
－400π 0
400π
SDSB()
1/2
t －500π －300 π 0
第三章模拟信号的调制传输
300π 500 π
三、单边带调制（SSB）
SDSB()
1/2
-C
HUSB()
C
2B
-C -C -C -C
SUSB()
1/2
HLSB()
幅度
角频率
初相位
调制信号f(t)
调制后： s (t) A (t)co c t s(t[ )0 ]
瞬时幅度
载波的相位偏移
A(t)随f(t)作线性变换，称线性调制或幅度调制； (t)或(t)的导数随f(t)作线性变换，称非线性
调制或角度调制； 第三章模拟信号的调制传输
3.2.1 常规双边带调制系统－AM
数字调制 2、根据载波分类 连续波调制：高频载波是正弦波
脉冲波调制：载波是脉冲序列
第三章模拟信号的调制传输
3、根据调制器的功能分类 幅度调制 频率调制 相位调制
4、根据调制前后信号的频谱结构关系分类 线性调制 非线性调制
第三章模拟信号的调制传输
2.2 线性调制系统
载波：c(t)A cocts (0)
满调幅 x104
ma 1
1
1
0
0
-1 0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
-1 4.5 0
0.5
x 104
1
1
0
0
-1
-1
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 0 0.5
4
x 10
2
2
0
0
-2 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-2 0 0.5
正常调幅 4 x 10
载波信号时域波形图 s(t)
SDSB()
1/2
t
－0
输出信号时域波形图
第三章模拟信号的调制传输0 Nhomakorabea2B
2、带宽
BDSB=2B
3、平均功率及效率
PDSBsD 2 SB (t)
P DSB
f 2 (t) 2
Pf
PP PP 1 DSB
f
f
DSB f 第三章模拟信号的调制传输
f 1 ( t f() t) c1 ot) 0 s c ( t ,) ( 0 c4 1o F()t) 0 s c , ( 0 0
距离数千公里
第三章模拟信号的调制传输
二、抑制载波双边带调幅（DSB-SC）
1、时域表达式及频谱图
sDS (t)Bf(t)co cst
SD(S )B 1 2F ( c)1 2F ( c)
第三章模拟信号的调制传输
f(t)
时域波形图
t 调制信号时域波形图
c(t)
频谱图
F()
1
B
t f(t)c o c t s1 2 [F ( c) F ( c)]