清华大学：《通信电路原理》教学资源（PPT课件）第6章 调制与解调 6.1 幅度调制（6.1.2 抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅 6.1.3 正交幅度调制与解调 6.1.4 数字信号调幅）

笫6章调制与解调 6.1幅度调制 6.1.1标准幅度调制 6.1.2抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅 6.1,3正交幅度调制与解调 6.1.4数字信号调幅 62角度调制 62.1角调调制的基本概念 622频率调制信号的性质 623实现频率调制的方法与电路 62.4调频波的解调方法与电路 625数字信号的相位调制 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九

2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 1 笫6章 调制与解调 6.1 幅度调制 6.1.1 标准幅度调制 6.1.2 抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅 6.1.3 正交幅度调制与解调 6.1.4 数字信号调幅 6.2 角度调制 6.2.1 角调调制的基本概念 6.2.2 频率调制信号的性质 6.2.3 实现频率调制的方法与电路 6.2.4 调频波的解调方法与电路 6.2.5 数字信号的相位调制

6.1.2抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅 对标准调幅信号的分析曾经得出: 从传输信息的角度看,载波分量是多余的,而且它还占去了 调幅波总功率的一半以上,这对充分利用发射机功率不利。 由于载波分量的存在,有时还会对其它信号形成干扰。 从传输信号的角度看,它所占的带宽多一半是多余的,这对 节省频率资源不利。 612.1抑制载波调幅 (1)抑制载波调幅的时域表示式: vps(t)=kv,((cm cos@ t)=k(am cos Q2t (cm cosa.t) (2)抑制载波调幅的频域表示式: O)=V[(-O2)+[(m+ 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九

2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 2 6.1.2 抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅 对标准调幅信号的分析曾经得出： ▪ 从传输信息的角度看，载波分量是多余的，而且它还占去了 调幅波总功率的一半以上，这对充分利用发射机功率不利。 ▪ 由于载波分量的存在，有时还会对其它信号形成干扰。 ▪ 从传输信号的角度看，它所占的带宽多一半是多余的，这对 节省频率资源不利。 6.1.2.1 抑制载波调幅 （1）抑制载波调幅的时域表示式： v (t) k v (t)(V cos t) k(V cos t)(V cos t) DSB = f cm c = m  cm c （2）抑制载波调幅的频域表示式： [ ( )] 2 1 [ ( )] 2 1 ( ) DSB f c f c v  = V j  − + V j  +

6.1.2.1抑制载波调幅(续1) 返回 (3)抑制载波调幅信号的波形图:(讲义下册19) 0 0.5 15 AAAAAAAAAAAAAAAMAAAAA 0.5 15 0 0.5 1.5

2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 3 6.1.2.1 抑制载波调幅（续1） （3）抑制载波调幅信号的波形图：（讲义下册19） 返回

6.1.2.1抑制载波调幅(续2) 图 从图中可以看出 抑制载波调幅信号中不含固定的载波分量,若调制信号的平 均值不是零,会产生“载漏”。 调制信号是正值时的载波相位与调制信号是负值时的载波相 位是反相的。 已调信号的幅度仍随调制信号变化,但其包络不能反映调制 信号的形状。 由于抑制载波调幅信号的幅度包络不反映调制信号的波形 因而也不能应用峰值包络检波方法。所以,对这类调幅信号, 只能使用同步解调方法 DsB(t)=kv, (tcm cos a t)=k(om cos Q2t(m coso t 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九

2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 4 6.1.2.1 抑制载波调幅（续2） v (t) k v (t)(V cos t) k(V cos t)(V cos t) DSB = f cm c = m  cm c 从图中可以看出： ▪ 抑制载波调幅信号中不含固定的载波分量，若调制信号的平 均值不是零，会产生“载漏”。 ▪ 调制信号是正值时的载波相位与调制信号是负值时的载波相 位是反相的。 ▪ 已调信号的幅度仍随调制信号变化，但其包络不能反映调制 信号的形状。 ▪ 由于抑制载波调幅信号的幅度包络不反映调制信号的波形， 因而也不能应用峰值包络检波方法。所以，对这类调幅信号， 只能使用同步解调方法。 上图

6.12.1抑制载波调幅(续3) (4)实现抑制载波调幅的电路: vr(t) DSB 带通滤波器 v(t) (5)抑制载波调幅的解调电路: 由于抑制载波调幅信号的幅度包络不反映调制信号的波形, 因而也不能应用峰值包络检波方法。所以,对这类调幅信号 只能使用同步解调方法 'psB(t)o cost=kv(to cos a。)·cosO =kVm V(t(cos a t 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九

2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 5 6.1.2.1 抑制载波调幅（续3） （5）抑制载波调幅的解调电路： 由于抑制载波调幅信号的幅度包络不反映调制信号的波形， 因而也不能应用峰值包络检波方法。所以，对这类调幅信号， 只能使用同步解调方法。 v (t) f v (t) DSB v (t) c 带通滤波器 2 ( )(cos ) ( ) cos ( )( cos ) cos k V V t t v t t k V t V t t cm f c DSB c f cm c c     = • = • （4）实现抑制载波调幅的电路：

6.1.2.1抑制载波调幅(续4) 产生和载频信号同频同相本地载波是相干解调的一个关键 问题: v1() DSB 平方器 带通滤波器 分频器 若输入信号为: DSB f(L cosa t 经平方器后得:(1)=v22()=v2()+v2()cos20t 经带通滤波器取出上式中第二项,即 2()=av()cs20t 将此分量取出,经放大限幅并经2:1分频,即可得所需载波。 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九

2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 6 6.1.2.1 抑制载波调幅（续4） ▪ 产生和载频信号同频同相本地载波是相干解调的一个关键 问题： 平方器 带通滤波器 分频器 v (t) DSB ( ) 1 v t ( ) 2 v t ( ) ' v t c 若输入信号为： v t v t t DSB f c ( ) = ( )cos 经平方器后得： v t v t v t v t t DSB f f 2c ( ) cos 2 1 ( ) 2 1 ( ) ( ) 2 2 2 1 = = + 经带通滤波器取出上式中第二项，即： v t v t t f c ( ) cos 2 2 1 ( ) 2 2 = 将此分量取出，经放大限幅并经 2：1 分频，即可得所需载波

611抑制载波调幅(续5) 举例1:标准幅度调 制和抑制载波调幅。 载波信号入 调制信号入 R 77 68K 15092 5009 500g 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九

2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 7 6.1.2.1 抑制载波调幅（续5） T7 T8 T1 T2 T3 T4 T5 T6 Re T9 ① ④ ③ ② ⑧ ⑩ ⑥ 12 500  500  500  载波信号入 调制信号入 14 5 V− 6.8k 举例 1：标准幅度调 制和抑制载波调幅

6.1.2.1抑制载波调幅(续6) 载波信号入:V2()=1810+1m2CosO02t 调制信号入:v2(t)=V14+ Vo cOS s9t 输出信号为: (t)=kx(14+Vom cos s2t)x(8.1o +lcm cos t 讨论:1.若1,4端和8,10端直流平衡,输出是什么 2若8,10端直流平衡,如何得到标准调幅波形 3载漏是如何产生的? 4若1,4端平衡,而8,10端不平衡,输出是什么波? 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九

2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 8 6.1.2.1 抑制载波调幅（续6） 载波信号入： 调制信号入： v t V V t c cm c ( ) cos = 8,10 + v t V V t  ( ) = 1,4 + m cos 输出信号为： ( ) ( cos ) ( cos ) 1,4 8,1 0 v t k V V t V V t o =  + m   + cm c 讨论：1.若1，4端和8，10端直流平衡，输出是什么调幅波形？ 2.若8，10端直流平衡，如何得到标准调幅波形？ 3.载漏是如何产生的？ 4.若1，4端平衡，而8，10端不平衡，输出是什么波形？

6122单边带调幅 双边带抑制载波调幅方式中,不含固定载波分量,因而可以 有效地利用发射机的功率传递信息。但它是双边带信号,所占 带宽仍为调制信号最高角频率的两倍 而从有效传输信息的角度看,只要传送一个边带就够了, 传送一个边带的调幅信号称为单边调幅,可以选择上边带也可 以采用下边带。 单边带调幅,简记为 SSBAM,显然,它既可充分利用发射 机的功率又节省占有频带。所以,它是传输信息的最佳调幅 方式。 但是实现这种调幅方式的调制和解调技术比较复杂 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九

2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 9 6.1.2.2 单边带调幅 ▪ 双边带抑制载波调幅方式中，不含固定载波分量，因而可以 有效地利用发射机的功率传递信息。但它是双边带信号，所占 带宽仍为调制信号最高角频率的两倍。 ▪ 而从有效传输信息的角度看，只要传送一个边带就够了，只 传送一个边带的调幅信号称为单边调幅，可以选择上边带也可 以采用下边带。 ▪ 单边带调幅，简记为SSBAM，显然，它既可充分利用发射 机的功率又节省占有频带。所以，它是传输信息的最佳调幅 方式。 但是实现这种调幅方式的调制和解调技术比较复杂

6.1.22单边带调幅(续1) 1)单边带调幅的时域表示式 为了求得 SSBAM信号的时域表示式,对 SSBAM信号的频谱 函数进行逆傅立叶变换。令Vsg(0)表示为: Vs8(0)={2 VA(0+0)+2A(0-0no>0 0 并假定调制信号的最高频率Ω<O。根据逆傅立叶变换公式, 可得 SSBAM信号的时域表示式为vsg(t): 个取上边带的 ISSBAM信号的时域表示式可记为: ls()="/() cosa t sin a t 2 称v()为/()的希尔伯特( Hilbert)变换。 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九

2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 10 6.1.2.2 单边带调幅（续1） （1）单边带调幅的时域表示式 ▪ 为了求得SSBAM信号的时域表示式，对SSBAM信号的频谱 函数进行逆傅立叶变换。令 VSSB ( j) 表示为：         +  + −      = c f c f c c SSB V j V j V j 0 [ ( )] 2 1 [ ( )] 2 1 ( ) 并假定调制信号的最高频率 。根据逆傅立叶变换公式， 可得SSBAM信号的时域表示式为 ： m  c v (t) SSB 一个取上边带的SSBAM信号的时域表示式可记为： t v t t v t v t c f c f SSB  sin  2 ( ) cos 2 ( ) ( ) ' = − 称 v ' f (t) 为 v f (t) 的希尔伯特（Hilbert）变换