通信原理模拟调制系统.ppt

1第5章模拟调制系统?基本概念?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?载波调制-用调制信号去控制载波的参数的过程。?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。 2第5章模拟调制系统?调制的目的?提高无线通信时的天线辐射效率。?把多个基带信号分别搬移到不同的载频处,以实现信道的多路复用,提高信道利用率。?扩展信号带宽,提高系统抗干扰、抗衰落能力,还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。?调制方式?模拟调制?数字调制?常见的模拟调制?幅度调制:调幅、双边带、单边带和残留边带?角度调制:频率调制、相位调制 3第5章模拟调制系统? 幅度调制(线性调制)的原理?一般原理?表示式: 设:正弦型载波为式中, A —载波幅度; ? c —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)一般可表示成式中, m(t)—基带调制信号。?? 0 ( ) cos c c t A t ? ?? ?( ) ( ) cos m c s t Am t t ?? 4第5章模拟调制系统?频谱设调制信号 m(t)的频谱为 M(?),则已调信号的频谱为?由以上表示式可见,在波形上,已调信号的幅度随基带信号的规律而正比地变化;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(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。但应注意,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。事实上,任何调制过程都是一种非线性的变换过程。??( ) ( ) ) 2 m c c A S M M ? ????? ??? 5第5章模拟调制系统? 调幅( AM ) ?时域表示式式中 m(t ) -调制信号,均值为 0; A 0 -常数,表示叠加的直流分量。?频谱:若 m(t)为确知信号,则 AM 信号的频谱为若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。?调制器模型 0 0 ( ) [ ( )]cos cos ( )cos AM c c c s t A m t t A t m t t ? ??? ? ?? 01 ( ) [ ( ) ( )] [ ( ) ( )] 2 AM c c c c S A M M ? ???????????? ??????? 6第5章模拟调制系统?波形图?由波形可以看出,当满足条件: |m(t )| ?A 0时,其包络与调制信号波形相同, 因此用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。?否则,出现“过调幅”现象。这时用包络检波将发生失真。但是,可以采用其他的解调方法,如同步检波。 7第5章模拟调制系统?频谱图?由频谱可以看出, AM 信号的频谱由载频分量上边带下边带三部分组成。?上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的镜像。载频分量载频分量上边带上边带下边带下边带 8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 f H的两倍: ?功率: 当m(t)为确知信号时, 若则式中 P c = A 0 2 /2 -载波功率, -边带功率。 H AMfB2? 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 t A t m t t A m t t ?? ??? ??? ?? 0)(?tm Sc AMPP tm AP????2 )(2 2 202/)( 2tmP s? 9第5章模拟调制系统?调制效率由上述可见, 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,载波分量并不携带信息。有用功率(用于传输有用信息的边带功