《信号与系统》课程教学课件（PPT讲稿）幅度调制

幅度调制 基本概念 1. 调制的定义 调制一就是用待传送信号去控制某个高频信号的幅度、相位、 频率等参量变化的过程，即用一个信号去装载另一信号。 这里：控制信号称为调制信号，被控制信号称为载波。 对信号进行调制的方式有很多种，我们仅讨论幅度调制。 幅度调制的模型 x(t) x( x(t)=x(t)●c(t) c(t)

幅度调制 一、基本概念 x(t)  c(t) x (t) c x (t) x(t) c(t) c = • 1. 调制的定义 调制－就是用待传送信号去控制某个高频信号的幅度、相位、 频率等参量变化的过程，即用一个信号去装载另一信号。 这里：控制信号称为调制信号，被控制信号称为载波。 对信号进行调制的方式有很多种，我们仅讨论幅度调制。 2. 幅度调制的模型

3. 幅度调制的分类 双边带(DSB)* 幅度调制(AM)* 单边带(SSB)* 正弦幅度调制频率调制(M) 残留边带(VSB) 相位调制PM) 分类 脉冲幅度调制一PAM* 注：带*的为本文所讲内容

3. 幅度调制的分类                      注：带*的为本文所讲内容。 双边带（DSB)* 幅度调制(AM)* 单边带（SSB)* 正弦幅度调制 频率调制(FM) 残留边带(VSB) 相位调制(PM) 分类 脉冲幅度调制－PAM*

4. 调制的必要性 A.便于发送 对无线传输信号而言，信号需要通过发射天线发送出去。 根据天线理论，发射天线的尺度与信号的波长满足一定的 关系式时，信号才能得到有效的发射， 即 C 10 如： f=3K,= 3×108 =105,1=104m 3×103 f。=30ME,入= 3×108 3×107 =10,1=1m GSM手机的工作频段为900/1800MHz

4. 调制的必要性 A. 便于发送 10  l = 对无线传输信号而言，信号需要通过发射天线发送出去。 根据天线理论，发射天线的尺度与信号的波长满足一定的 关系式时，信号才能得到有效的发射， 即 如： GSM手机的工作频段为 900/1800MHz f MHz l m f KHz l m c 10, 1 3 10 3 10 30 , 10 , 10 3 10 3 10 3 , 7 8 5 4 3 8 = =   = = = =   = =   f c  =

B.提高信道的利用率 比如，语音信号的频率范围为300~3400Hz. 微波信道的频率范围为300M~300GHz 300 3400 300M 300G 以无线电广播的中波波段为例： 波段范围为530KHz1600KHz,每一个广播电台的频段为9K 在这一中波波段中就均匀分布着多个电台。 上述即为频分复用，它是通过采用不同载波频率的调制完成的

B. 提高信道的利用率 比如，语音信号的频率范围为300～3400Hz. 微波信道的频率范围为 300M~300GHz 300M 300G 以无线电广播的中波波段为例： 300 3400 波段范围为 530KHz~1600KHz, 每一个广播电台的频段为9K, 在这一中波波段中就均匀分布着多个电台。 上述即为频分复用，它是通过采用不同载波频率的调制完成的

二、DSB调制与同步解调 1.DSB调制 0⑧0 xe(t)=x(t)●c(t) c(t)=cos(2t+0) 频域： X2)=X2)*C2 2π 当0=0时， C(2)=π[6(2-2)+6(2+2)] x.(Q)=XQ)*6Q-2,)+dQ+0,】 悉 2π 33 DSbTZ.swi X.(2)=[X(2-2)+X(2+2】

二、DSB调制与同步解调 1. DSB调制 x (t) x(t) c(t) c  = • x(t) ( ) cos( ) = 0 +1 c t t x (t) c 频域： ( ) ( ) 2 1 X () = X  C   当1 ＝0时， ( ) [ ( ) ( )] C  =    −0 +  + 0 ( )* [ ( ) ( )] 2 1 ( )  =     − 0 +  + 0  Xc X [ ( ) ( )] 2 1 ( ) Xc  = X  − 0 + X  + 0

2.解调 x(t) c(t)=cos(2t+0,) x((G) 当02=0时，C(2)=π[6(2-2)+6(2+2)】 ∴.R(2)=[X.(2-2)+X.(2+2】 -xa+x0-20)+x0+2n,】 dsb预谱.swf

2. 解调 ( ) cos( ) 1 = 0 + 2 c t t ( ) ( ) ( ) 1 r t x t c t = c [ ( ) ( )] 2 1 ( ) R  = Xc  − 0 + Xc  + 0 ( )* ( ) 2 1 ( ) R  = Xc  C1   ( ) [ ( ) ( )] 当2 ＝0时, C1  =  −0 + +0 [ ( 2 ) ( 2 )] 4 1 ( ) 2 1 = X  + X  − 0 + X  + 0 x (t) c r(t) x(t)

讨论： a.若c(t)与c2(t)的频率不相同，则 x(t)=x(t)cost r(t)=x(t)cos,t =x(t)cos tcoss2t. 分离不出来x(),无法解调。 b. 频率相同，相位不同，且0≠0,0，≠0， x(t)=x(t)cos(t+0) r(t)=x(t)cos(20t+e2)=x(t)cos(St+0)cos(2t+0) 0eoa-a+0cox2n/+9+a = 只要8-6=c,且0-8，≠7 即可实现解调。 要求：同步解调。收发两端的载波必须做到频率相等，相位 同步。须采用频率合成技术和锁相环技术来保证。这种调制 方式只适用于点对点通信

讨论： x t x t t c 1 ( ) = ( )cos ( ) 1 c t ( ) 2 c t 分离不出来 x(t) ，无法解调。 0, 0, 1  2  ( ) ( )cos( ) = 0 +1 x t x t t c 只要 ，且 ，即可实现解调。 要求：同步解调。收发两端的载波必须做到频率相等，相位 a. 若 与 的频率不相同，则 b. 频率相同，相位不同，且 同步。须采用频率合成技术和锁相环技术来保证。这种调制 方式只适用于点对点通信。 ( ) ( )cos( ) ( )cos( )cos( ) = 0 +2 = 0 +1 0 +2 r t x t t x t t t c ( )cos(2 ) 2 1 ( )cos( ) 2 1 = 1 − 2 + 0 +1 + 2 x t x t t ( ) ( )cos ( )cos cos . 2 1 2 r t x t t x t t t = c  =   − = c 1 2 2 1 2   − 

三、AM调制与包络检波 1.调制 X(t) Xc(t) ☒ A lc(t)=cost x(t)=(x(t)+4)cost=A(1+mx(t))cosot m=l0》ml<1 调制指数 am调制.swf 4 2.包络检波 x(t) r(t) baolua.sw R

三、AM调制与包络检波 1. 调制 2. 包络检波 A0 c t t 0 ( ) = cos x t x t A t A mx t t c 0 0 0 0 ( ) = ( ( ) + )cos = (1+ ( )) cos 1, |( ( )) | 0 max =  A x t m 调制指数 x (t) c c R D r(t) m f RC f 1 1 0  

四、频分复用 (FDM) 1.DM的提出 a. 信道都是对某一个特定频率范围的信号才具有最佳传输效果， 而实际要传输的信号并不一定与信道相匹配。 ·信道带宽往往要比信号带宽大很多。 比如：一路光纤可以同时传输1250亿路电话，若用来传电视信号， 可同时传输一亿路电视。这就需要把信道的频率资源充分地利用 起来，即为频分复用。 2.复用与解复用 所谓复用就是用不同的载波来调制多路信号，己将信道充分地利 用，合理的分配，以提高信道地利用率。 所谓解复用就是从复用信道中解调出所需信号的过程

四、频分复用（FDM) 1. FDM的提出 a. 信道都是对某一个特定频率范围的信号才具有最佳传输效果， 而实际要传输的信号并不一定与信道相匹配。 • 信道带宽往往要比信号带宽大很多。 比如：一路光纤可以同时传输1250亿路电话，若用来传电视信号， 可同时传输一亿路电视。这就需要把信道的频率资源充分地利用 起来，即为频分复用。 2. 复用与解复用 所谓复用就是用不同的载波来调制多路信号，已将信道充分地利 用，合理的分配，以提高信道地利用率。 所谓解复用就是从复用信道中解调出所需信号的过程

x(t) cost ☒ cos,t x2(t) x.(t) 厨 颈分复用.5d x(t) ②cos23t x() cost 频分复用的原理图 解复用 解调 cos,t x.(t) x(t) 颜分解发用.5

( ) 1 x t ( ) 2 x t ( ) 3 x t ( ) 4 x t t 1 cos t 2 cos t 3 cos t 4 cos x (t) c x (t) c ( ) 1 x t t 1 cos 频分复用的原理图 解复用 解调