大连海事大学：《通信原理》第4章 模拟调制系统

通信原理 第四章模拟调制系统 刘柏森 2021/2/22 CP第四章模拟调制系统

2021/2/22 CP 第四章 模拟调制系统 1 通信原理 第四章 模拟调制系统 刘柏森

第四章模拟调制系统 4.1幅度调制(线性调制)的原理 4.2线性调制系统的抗噪声性能 4.3非线性调制(角调制)的原理 4.4调频系统的抗噪声性能 4.5各种模拟调制系统的性能比较 2021/2/22 CP第四章模拟调制系统 2

2021/2/22 CP 第四章 模拟调制系统 2 第四章 模拟调制系统 • 4.1 幅度调制（线性调制）的原理 • 4.2 线性调制系统的抗噪声性能 • 4.3 非线性调制（角调制）的原理 • 4.4 调频系统的抗噪声性能 • 4.5 各种模拟调制系统的性能比较

4.1幅度调制(线性调制)的原理 幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅,使其按调制信 号的规律而变化的过程。 时域Sm(t)=[m(t)coso]*h(t) 频域Sn()=[M(O+O2)+M(-)H(o) COS oCt 在波形上,它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、双边带、单边带及残留边带信号等。 2021/2/22 CP第四章模拟调制系统

2021/2/22 CP 第四章 模拟调制系统 3 4.1幅度调制（线性调制）的原理 • 幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信 号的规律而变化的过程。 • 时域 • 频域 • 在波形上，它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、双边带、单边带及残留边带信号等。 m(t) × h(t) s m (t) cos  c t ( ) [ ( )cos ] ( ) m c s t m t t h t =   ( ) [ ( ) ( )] ( ) m c c S M M H       = + + −

4.1.1调幅(AM) 假设h(t)=δt),即滤波器(H(o)=1)为全通下 络,调制信号m(t)叠加直流A0后与载波相乘 SaM(t)=A+m(t]cos at= A cost+m(t)cost SAM/()=A(+O)+o(-02) +2[M(O+0)+M(O-0 m(t) am(t 2021/2/22 CP第四章模拟调制系统

2021/2/22 CP 第四章 模拟调制系统 4 4.1.1 调幅(AM) • 假设h(t)=δ(t)，即滤波器（H(ω)=1）为全通网 络，调制信号m(t)叠加直流A0后与载波相乘 • • • ＋ m(t) A0 cos  c t s AM(t) 0 0 ( ) [ ( )]cos cos ( )cos AM c c c s t A m t t A t m t t = + = +    0 ( ) [ ( ) ( )] AM c c S A         = + + − 1 2 [ ( ) ( )] M M     c c  + + + −

m() Aotm(r) oS o t Mo coso(o4 () 真兀A 2021/2/22 CP第四章模拟调制系统

2021/2/22 CP 第四章 模拟调制系统 5 m(t) O t A0＋m(t) O t O O t t cos  c (t) s AM(t) 1 M( )  A0 － H  H  － c  c  A0 S AM( ) 0 2 1  0 ＋ m(t) A0 cos  c t s AM(t)

当满足条件m()max4时,AM信号的包络与 调制信号成正比, ·所以用包络检波的方法很容易恢复出原始的调 制信 否则,将会出现过调幅现象而产生包络失真。 这时不能用包络检波器进行解调,为保证无失 真解调,可以采用同步检波器。 AM信号是带有载波的双边带信号,它的带宽 是基带信号带宽/的两倍,即BAM=2fn 2021/2/22 CP第四章模拟调制系统 6

2021/2/22 CP 第四章 模拟调制系统 6 • 当满足条件|m(t)|max≤A0 时，AM信号的包络与 调制信号成正比， • 所以用包络检波的方法很容易恢复出原始的调 制信号， • 否则，将会出现过调幅现象而产生包络失真。 这时不能用包络检波器进行解调，为保证无失 真解调，可以采用同步检波器。 • AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽 是基带信号带宽fH的两倍，即BAM=2fH

AM信号在192电阻上的平均功率应等于sA/1)的 均方值。当m()为确知信号时,sA/1)的均方值 即为其平方的时间平均, PaM= S4M(t)=[A+ m(t coS w t Ab coS w t+ m(t)cos w t+ 2Am(t)cos wt ·通常假设调制信号没有直流分量, 载波功率 Ao m( AM p+ p 2 2 边带功率 2021/2/22 CP第四章模拟调制系统 7

2021/2/22 CP 第四章 模拟调制系统 7 • AM信号在1Ω电阻上的平均功率应等于sAM(t)的 均方值。当m(t)为确知信号时，sAM(t)的均方值 即为其平方的时间平均， • 通常假设调制信号没有直流分量， 2 2 2 0 2 2 2 2 2 0 0 ( ) [ ( )] cos cos ( )cos 2 ( )cos AM AM c c c c p S t A m t w t A w t m t w t A m t w t = = + = + + 2 2 0 ( ) 2 2 AM c s A m t p p p = + = + 载波功率 边带功率

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。 即使在“满调幅”(m(O)lnaa。时,也称100 调角香的两害秦毅汆功率, 因此,从功率上讲,AM信号的功率利用率比 较低 2021/2/22 CP第四章模拟调制系统 8

2021/2/22 CP 第四章 模拟调制系统 8 • 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。 • 即使在“满调幅”（|m(t)|max= 时，也称100 ％调制）条件下，载波分量仍占据大部分功率， 而含有用信息的两个边带占有的功率较小。 • 因此，从功率上讲，AM信号的功率利用率比 较低。 A0

412抑制载波双边带调制( DSB-SC) 在AM信号中,载波分量并不携带信息,信息 完全由边带传送 如果将载波抑制,即可得到抑制载波双边带信 号,简称双边带信号(DSB) °Spsg(D)=m() cosa t °Sns2()=0.5[M(+m)+M(-2) 2021/2/22 CP第四章模拟调制系统

2021/2/22 CP 第四章 模拟调制系统 9 4.1.2抑制载波双边带调制（DSB-SC） • 在AM信号中，载波分量并不携带信息， 信息 完全由边带传送。 • 如果将载波抑制，即可得到抑制载波双边带信 号，简称双边带信号（DSB）。 • • ( ) ( )cos DSB c s t m t t =  ( ) 0.5[ ( ) ( )] DSB c c S M M      = + + −

coS Oot Mo (1) 载波反相点 2021/2/22 CP第四章模拟调制系统 10

2021/2/22 CP 第四章 模拟调制系统 10 cos  0 t O t t O m(t) s DSB(t) O t － c O  c  M( ) O   － H  H S DSB( ) － c O  c  载波反相点 2 H