模拟调制论文
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VSB 调制的诀窍在于部分抑制了发送边带， 同时又利用平缓滚降滤波器补偿了被抑制部分。 VSB 的性能与 SSB 相当。VSB 解调原则上也需同步解调， 但在某些 VSB 系统中，附加一个足够大的载波， 就可用包络检波法解调合成信号（VSB+C），这种(VSB+C)方式综合了 AM、 SSB 和 DSB 三者的优点。所有这 些特点，使 VSB 对商用电视广播系统特别具有吸引力。
通信原理 课程论文
题目
模拟调制系统
院 系____滨江学院_____________ 专 业 信息工程 学生姓名 孙志阳 学 号 20112309056 学年学期 2013-2014-2
二〇一四年 5 月 14 日
一.调制
调制的实质是频谱搬移，其作用和目的是
将调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输的已调信号（频带信号）；
M
(
c
)
五.比较 综合前面的分析，各种模拟调制方式的性能如表 所示。表中的 So/No 是在相同的解调器输入信号功率 Si、 相同噪声功率谱密度 n0、相同基带信号带宽 fm 的条件下，其中 AM 为100%调制，调制信号为单音正弦。
AM 调制的优点是接收设备简单；缺点是功率利用率低，抗干扰能力差，在传输中如果载波受到信道的选 择性衰落， 则在包检时会出现过调失真，信号频带较宽，频带利用率不高。因此 AM 制式用于通信质量要 求不高的场合， 目前主要用在中波和短波的调幅广播中。
三.线性调制系统的抗噪声性能
S0 N0
解 调 器 输 出 有 用 信 号 的平 均 功 率 解调器输出噪声的平均功率
m02 (t ) n02 (t )
1.DSB 调制系统的性能
2.线性调制相干解调的抗噪声性能
Si Ni
解调器输入已调信号的平均功率 解调器输入噪声的平均功率
sm2 (t) ni2 (t)
DSB 调制的优点是功率利用率高，但带宽与 AM 相同，接收要求同步解调，设备较复杂。只用于点对点的 专用通信， 运用不太广泛 WBFM 抗噪声性能最好，DSB、SSB、VSB 抗噪声性能次之，AM 抗噪声性能最差。NBFM 和 AM 的性能接近。 SSB 调制的优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和抗选择性衰落能力均优于 AM, 而带宽只 有 AM 的一半；缺点是发送和接收设备都复杂。鉴于这些特点，SSB 制式普遍用在频带比较拥挤的场合，如 短波波段的无线电广播和频分多路复用系统中。
单一频率。载波被调制后，不再仅有单一频率。 2“瞬时频率”的概念：设一个载波可以表示为
式中， 0为载波的初始相位； (t) = 0t + 0 为载波的瞬时相位 ;
0 = d (t)/dt 为载波的角频率。 3.相位调制和频率调制的比较： 在相位调制中载波相位 (t)随调制信号 m(t)线性地变化，而在频率调制中载波相位 (t)随调制信号 m(t) 的积分线性地变化。 若将 m(t)先积分，再对载波进行相位调制，即得到频率调制信号。类似地，若将 m(t)先微分，再对载波 进行频率调制，就得到相位调制信号。 仅从已调信号波形上看无法区分二者。二者的区别仅在于已调信号和调制信号的关系不同。
3.AM 信号包络检波抗噪声性能的特点 小信噪比时存在门限效应；
相干解调不存在门限效应； 结论：在大信噪比情况下，包络检波的性能与相干解调相同；但随着信噪比的减小，包络检波会才出现门 限效应，致使解调器的输出信噪比急剧下降。
四.非线性调制（角调制）的原理 幅度调制属于线性调制，它是通过改变载波的幅度，以实现调制信号频谱的平移及线性变换的。一个正弦 载波有幅度、频率和相位三个参量，因此，我们不仅可以把调制信号的信息寄托在载波的幅度变化中，还 可以寄托在载波的频率或相位变化中。这种使高频载波的频率或相位按调制信号的规律变化而振幅保持恒 定的调制方式，称为频率调制（FM）和相位调制(PM) 。因为频率或相位的变化都可以看成是载波角度的 变化，故调频和调相又统称为角度调制。
O 2 B (a)
DSB ( )
O (b)
SSB ( )
O (c)
VSB ( )
O (d)
c
c
c
N0
1 4
ni2 (t)
1 4
Ni
1 4
n0 B
(B 2 fH )
Si m2 (t) / 2
Ni
n0 B
Si
sm2 (t)
m(t) cosct2
1 2
m2 (t)
S0 m2 (t) / 4 m2 (t) N0 Ni / 4 n0B
2.DSB 信号的特点（与 AM 信号相比） 需采用相干解调(同步检波)，不能采用简单的包络检波。 在调制信号 m(t)的过零点处，高频载波相位有 180°的突变。 DSB 信号功率利用率提高了，但它的频带宽度仍是调制信号带宽的两倍，与 AM 信号带宽相同。
3.单边带调制 DSB 信号虽然节省了载波功率，调制效率提高了，但它的频带宽度仍是调制信号带宽的两倍，与 AM 信号带 宽相同。由于 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，因此仅传输 其中一个边带即可，这是单边带调制能解决的问题。 产生 SSB 信号的方法有很多，其中最基本的方法有滤波法和相移法。
角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换， 会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。
由于频率和相位之间存在微分与积分的关系，故调频与调相之间存在密切的关系，即调频必调相， 调相必调频。鉴于 FM 用的较多，本节将主要讨论频率调制。
1.基本原理 频率的概念：严格地说，只有无限长的恒定振幅、恒定频率和恒定相位的正弦（余弦）波形才具有
4.窄带调频（NBFM）
cos(mf sin mt) J0 (mf ) 2 J2n (mf ) cos2nmt n1
sin(mf sin mt) 2 J2n1(mf ) sin(2n 1)mt n1
5.宽带调频（WBFM)
S AM ( ) ( c ) ( c )
1 2
M
(
c
)
8.残留边带调制 残留边带调制是介于 SSB 与 DSB 之间的一种调制方式， 它既克服了 DSB 信号占用频带宽的缺点，又解决 了 SSB 信号实现上的难题。在 VSB 中，不是完全抑制一个边带（如同 SSB 中那样），而是逐渐切割，使其 残留一小部分
9.频谱
M( )
－ c － c － c
－2 B
实现信道的多路复用，提高信道利用率；
减少干扰，提高系统抗干扰能力；
实现传输带宽与信噪比之间的互换
1.原理
sm (t) m(t) cosct h(t)
Sm
()
1 2
M
(
c
)
M
(
c
)
H
()
2.模型
m(t)
＋
sAM (t)
A0
cos ct
3.调制效率
AM
PS PAM
m2 (t) A02 m2 (t)
4.结论 AM 信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率才与调制信号有关，载波分量不携带信息， 所以，调制效率低是 AM 调制的一个最大缺点。
二.幅度调制的原理 1.调制信号为具有各态历经性的宽平稳随机过程，假设均值为 0，其统计平均与时间平均相同，通过乘法 器，输出为一非平稳随机过程。其功率谱密度与自相关函数的时间平均是一对傅立叶变换。 所以先求出其自相关函数 RAM(t,t+τ)。 再(ω)
4.用滤波法形成单边带信号 由于单边带调制只传送双边带调制信号的一个边带。因此产生单边带信号的最直观的方法是让双边带信号 通过一个单边带滤波器，滤除不要的边带，即可得到单边带信号。我们把这种方法称为滤波法，它是最简 单的也是最常用的方法。
5.SSB 信号的滤波法产生
6..上边带 下边带
H( ) 1
－ c
0
c
(a)
H(H() )
1
1
－ c
0
c
－ c
(b)
0
c
(a)
H( ) 1
－ c
0
c
(b)
7.用滤波法形成 SSB 信号的技术难点是： 由于一般调制信号都具有丰富的低频成分，经调制后得到的 DSB 信号的上、下边带之间的间隔很窄，这
就要求单边带滤波器在 fc 附近具有陡峭的截止特性，才能有效地抑制无用的一个边带。这就使滤波器的 设计和制作很困难。
通信原理 课程论文
题目
模拟调制系统
院 系____滨江学院_____________ 专 业 信息工程 学生姓名 孙志阳 学 号 20112309056 学年学期 2013-2014-2
二〇一四年 5 月 14 日
一.调制
调制的实质是频谱搬移，其作用和目的是
将调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输的已调信号（频带信号）；
M
(
c
)
五.比较 综合前面的分析，各种模拟调制方式的性能如表 所示。表中的 So/No 是在相同的解调器输入信号功率 Si、 相同噪声功率谱密度 n0、相同基带信号带宽 fm 的条件下，其中 AM 为100%调制，调制信号为单音正弦。
AM 调制的优点是接收设备简单；缺点是功率利用率低，抗干扰能力差，在传输中如果载波受到信道的选 择性衰落， 则在包检时会出现过调失真，信号频带较宽，频带利用率不高。因此 AM 制式用于通信质量要 求不高的场合， 目前主要用在中波和短波的调幅广播中。
三.线性调制系统的抗噪声性能
S0 N0
解 调 器 输 出 有 用 信 号 的平 均 功 率 解调器输出噪声的平均功率
m02 (t ) n02 (t )
1.DSB 调制系统的性能
2.线性调制相干解调的抗噪声性能
Si Ni
解调器输入已调信号的平均功率 解调器输入噪声的平均功率
sm2 (t) ni2 (t)
DSB 调制的优点是功率利用率高，但带宽与 AM 相同，接收要求同步解调，设备较复杂。只用于点对点的 专用通信， 运用不太广泛 WBFM 抗噪声性能最好，DSB、SSB、VSB 抗噪声性能次之，AM 抗噪声性能最差。NBFM 和 AM 的性能接近。 SSB 调制的优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和抗选择性衰落能力均优于 AM, 而带宽只 有 AM 的一半；缺点是发送和接收设备都复杂。鉴于这些特点，SSB 制式普遍用在频带比较拥挤的场合，如 短波波段的无线电广播和频分多路复用系统中。
单一频率。载波被调制后，不再仅有单一频率。 2“瞬时频率”的概念：设一个载波可以表示为
式中， 0为载波的初始相位； (t) = 0t + 0 为载波的瞬时相位 ;
0 = d (t)/dt 为载波的角频率。 3.相位调制和频率调制的比较： 在相位调制中载波相位 (t)随调制信号 m(t)线性地变化，而在频率调制中载波相位 (t)随调制信号 m(t) 的积分线性地变化。 若将 m(t)先积分，再对载波进行相位调制，即得到频率调制信号。类似地，若将 m(t)先微分，再对载波 进行频率调制，就得到相位调制信号。 仅从已调信号波形上看无法区分二者。二者的区别仅在于已调信号和调制信号的关系不同。
3.AM 信号包络检波抗噪声性能的特点 小信噪比时存在门限效应；
相干解调不存在门限效应； 结论：在大信噪比情况下，包络检波的性能与相干解调相同；但随着信噪比的减小，包络检波会才出现门 限效应，致使解调器的输出信噪比急剧下降。
四.非线性调制（角调制）的原理 幅度调制属于线性调制，它是通过改变载波的幅度，以实现调制信号频谱的平移及线性变换的。一个正弦 载波有幅度、频率和相位三个参量，因此，我们不仅可以把调制信号的信息寄托在载波的幅度变化中，还 可以寄托在载波的频率或相位变化中。这种使高频载波的频率或相位按调制信号的规律变化而振幅保持恒 定的调制方式，称为频率调制（FM）和相位调制(PM) 。因为频率或相位的变化都可以看成是载波角度的 变化，故调频和调相又统称为角度调制。
O 2 B (a)
DSB ( )
O (b)
SSB ( )
O (c)
VSB ( )
O (d)
c
c
c
N0
1 4
ni2 (t)
1 4
Ni
1 4
n0 B
(B 2 fH )
Si m2 (t) / 2
Ni
n0 B
Si
sm2 (t)
m(t) cosct2
1 2
m2 (t)
S0 m2 (t) / 4 m2 (t) N0 Ni / 4 n0B
2.DSB 信号的特点（与 AM 信号相比） 需采用相干解调(同步检波)，不能采用简单的包络检波。 在调制信号 m(t)的过零点处，高频载波相位有 180°的突变。 DSB 信号功率利用率提高了，但它的频带宽度仍是调制信号带宽的两倍，与 AM 信号带宽相同。
3.单边带调制 DSB 信号虽然节省了载波功率，调制效率提高了，但它的频带宽度仍是调制信号带宽的两倍，与 AM 信号带 宽相同。由于 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，因此仅传输 其中一个边带即可，这是单边带调制能解决的问题。 产生 SSB 信号的方法有很多，其中最基本的方法有滤波法和相移法。
角度调制与线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换， 会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制。
由于频率和相位之间存在微分与积分的关系，故调频与调相之间存在密切的关系，即调频必调相， 调相必调频。鉴于 FM 用的较多，本节将主要讨论频率调制。
1.基本原理 频率的概念：严格地说，只有无限长的恒定振幅、恒定频率和恒定相位的正弦（余弦）波形才具有
4.窄带调频（NBFM）
cos(mf sin mt) J0 (mf ) 2 J2n (mf ) cos2nmt n1
sin(mf sin mt) 2 J2n1(mf ) sin(2n 1)mt n1
5.宽带调频（WBFM)
S AM ( ) ( c ) ( c )
1 2
M
(
c
)
8.残留边带调制 残留边带调制是介于 SSB 与 DSB 之间的一种调制方式， 它既克服了 DSB 信号占用频带宽的缺点，又解决 了 SSB 信号实现上的难题。在 VSB 中，不是完全抑制一个边带（如同 SSB 中那样），而是逐渐切割，使其 残留一小部分
9.频谱
M( )
－ c － c － c
－2 B
实现信道的多路复用，提高信道利用率；
减少干扰，提高系统抗干扰能力；
实现传输带宽与信噪比之间的互换
1.原理
sm (t) m(t) cosct h(t)
Sm
()
1 2
M
(
c
)
M
(
c
)
H
()
2.模型
m(t)
＋
sAM (t)
A0
cos ct
3.调制效率
AM
PS PAM
m2 (t) A02 m2 (t)
4.结论 AM 信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率才与调制信号有关，载波分量不携带信息， 所以，调制效率低是 AM 调制的一个最大缺点。
二.幅度调制的原理 1.调制信号为具有各态历经性的宽平稳随机过程，假设均值为 0，其统计平均与时间平均相同，通过乘法 器，输出为一非平稳随机过程。其功率谱密度与自相关函数的时间平均是一对傅立叶变换。 所以先求出其自相关函数 RAM(t,t+τ)。 再(ω)
4.用滤波法形成单边带信号 由于单边带调制只传送双边带调制信号的一个边带。因此产生单边带信号的最直观的方法是让双边带信号 通过一个单边带滤波器，滤除不要的边带，即可得到单边带信号。我们把这种方法称为滤波法，它是最简 单的也是最常用的方法。
5.SSB 信号的滤波法产生
6..上边带 下边带
H( ) 1
－ c
0
c
(a)
H(H() )
1
1
－ c
0
c
－ c
(b)
0
c
(a)
H( ) 1
－ c
0
c
(b)
7.用滤波法形成 SSB 信号的技术难点是： 由于一般调制信号都具有丰富的低频成分，经调制后得到的 DSB 信号的上、下边带之间的间隔很窄，这
就要求单边带滤波器在 fc 附近具有陡峭的截止特性，才能有效地抑制无用的一个边带。这就使滤波器的 设计和制作很困难。
