第5章模拟调制系统资料

wc
下边带
0
下边带
wc w
上边带
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第5章 模拟调制系统
AM信号的特性
带宽：它是带有载波分量的双边带信号，带宽是
基带信号带宽 fH 的两倍： BAM 2 f H
功率：
当m(t)为确知信号时，
PAM sA2M (t) [ A0 m(t)]2 cos2 wct
[ A02 cos2 wct m2 (t) cos2 wct 2A0m(t) cos2 wct
频谱图
由频谱m 可t 以看出，AM信号的频谱由三部分组成：
载频分量
t
M w
上边A0 带mt 下边带
wH
wH
w
特点：调幅载过波 程使原 始频谱M(ω)搬移了 ±ωc ;
上边带sA的M 频t 谱结构
与原调制信号的频谱 结构相同；
下边带则是上边带 的镜像。
t
载频分量
t
SAM w 载频分量
上边带
t
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第5章 模拟调制系统
5.1 幅度调制（线性调制）的原理 定义：由调制信号去控制高频载波的幅度，使之 随调制信号作线性变化的过程。 表示式：
设：正弦型载波为 c(tຫໍສະໝຸດ Baidu Acoswct 0
式中，A — 载波幅度；
wc — 载波角频率；
0 — 载波初始相位（以后假定0 ＝ 0）。
则根据调制定义，幅度调制信号（已调信号） 一般可表示成
通信原理
第5章 模拟调制系统
基本概念
第5章 模拟调制系统
调制 － 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。
广义调制 － 分为基带调制和带通调制（也称频带调制或载
波调制）。
狭义调制 － 仅指带通调制。在无线通信和其他大多数场合， 调制一词均指载波调制。
调制信号 － 指来自信源的基带信号
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3、 按调制器的功能分：
幅度调制，特点：用 m(t)改变c(t)的幅度，如AM，DSB，
SSB，VSB。
频率调制，特点：用 m(t)改变c(t)的频率，如FM。
相位调制，特点：用 m(t)改变c(t)的相位，如PM。
4、按调制器传输函数来分：
线性调制：输出已调信号的频 谱和调制信号的频谱之间呈线 性搬移关系的调制方式。 非线性调制，特点:调制前后 频谱无线性搬移关系。
sm (t) Am(t) coswct
式中， m(t)— 基带调制信号。
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5.1幅度调制（线性调制）的原理
频谱
设调制信号m(t)的频谱为M(w)，则已调信号的
频谱为
可见：
Sm w
A M w
2
wc
M w
wc
（1）在波形上，已调信号的幅度随基带信号的 规律呈正比例变化；
（2）在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号 频谱在频域内的简单搬移，因此，幅度调制通常 又称为线性调制。
频谱：若m(t)为确知信号，则AM信号的频谱为
SAM
(w)
A0[
(w
wc
)
(w
wc
)]
1 2
[M
(w
wc
)
M
(w
wc
)]
若m(t)为随机信号，则已调信号的频域表示式必须用功
率谱描述。
调制模型
m t
sm t
A0 coswct
调制信号m(t)叠加直流A0后与载波相乘，得到标准调幅（AM）信1号0 .
如当信道噪声比较严重时,为了确保通信的可靠,可以选 择某种合适的调制方式 (例如调频)来增加信号频带的宽度。 这样显然信息传输的效率(有效性)降低了,但抗干扰能力却 增强了。
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调制的分类： 1、 按信号m(t)的不同分：
模拟调制，特点：m(t) 是连续信号。 数字调制，特点：m(t) 是数字信号。 2、按载波信号c(t)不同分： 连续波调制，特点：c(t) 连续，如 c(t)=cosωct； 脉冲调制，特点：c(t) 为脉冲，如矩形脉冲序列。
主要有以下三个方面。
1. 将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号
将m(t)信号所具有的频谱M(w) 搬移到某频率wc处,使之
与信道可传输的频谱相适应。 例如,人们发出的语音信号的频率在几十Hz到十几kHz范
围内,这种信号从工程角度看，不可能通过天线进行无线电 传输, 因此语音信息信号必须通过调制, 也就是将具有频谱
为M(w)的m(t)搬移到在工程上能实现传播的信道频谱范围内。
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2. 实现信道的多路复用，以提高信道利用率
信道的频率资源十分宝贵,在一个物理信道上，如一根
电缆中或一个波束上,仅传输一个信息信号m(t)则极大地浪 费了这一物理信道上远比 m(t)的频率范围宽的其他频段。
这时可以采用调制的方法将多个
信号的频谱按一定的规则排列在信道
载波调制 － 用调制信号去控制载波的参数的过程，使载波
的某一个或某几个参数按照调制信号的规律而变化。
载波 － 未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，也 可以是非正弦波。
已调信号 － 载波受调制后称为已调信号。
解调（检波） － 调制的逆过程，其作用是将已调信号中的
调制信号恢复出来。
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调制的目的：
波形图
m t
由波形可以看出，当满足条件：
t
|m(t)| A0
A0 mt
时，其包络与调制信号波形相同。
t
因此用包络检波法很容易恢复 载波
出原始调制信号。( 优点：简单 )
t
否则，出现“过调幅”现象。这时 sAM t
用
t
包络检波将发生失真，须用较为复
杂的同步检波。
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第5章 模拟调制系统
带宽的相应频段内,从而实现同一信
道中多个信号互不干扰地同时传输,
这称为频分复用。
正交可频不分复可用以O？FDM
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3. 扩展信号带宽，提高系统抗噪声、抗衰落能力
例如,在某种情况下,利用频率调制(FM)取代幅度调制(AM) 将可提高系统的抗噪声能力。不过FM抗噪声性能的提高是以 增加系统的带宽换取的，说明提高通信的可靠性必须以降低 其有效性为代价，反之也是一样。这就是通常所说的信噪比 和带宽的互换, 而这种互换是通过不同的调制方式来实现的。
若
m(t) 0
则
PAM
A02 2
m 2 (t) 2 Pc PS
等 于 零
式中 Pc = A02/2 － 载波功率，
Ps m2 (t) / 2 － 边带功率。
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注意：这里的“线性”并不意味着已调信号与调 制信号之间符合线性变换关系。
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5.1.1 标准调幅（AM） 时域表示式
sAM (t) [ A0 m(t)]coswct A0 coswct m(t) coswct
式中 m(t) － 调制信号，均值为0； A0 － 常数，表示叠加的直流分量。