10.3单边带正弦幅度调制.docxVIP

§ 单边带调幅（SSB） 由于DSB信号的上、下两个边带是完全对称的，皆携带了调制信号的全数信息，因此，从信息传输的角度来考虑，仅传输其中一个边带就够了。这就又演变出另一种新的调制方式――单边带调制（SSB）。 1. SSB信号的产生 产生SSB信号的方式很多，其中最大体的方式有滤波法和相移法。 用滤波法实现单边带调制的原理图如图10-3-1所示，图中的为单边带滤波器。产生SSB信号最直观方式的是，将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器，从而只让所需的一个边带通过，而滤除另一个边带。产生上边带信号时即为，产生下边带信号时即为。 图10-3-1 SSB信号的滤波法产生 显然，SSB信号的频谱可表示为 （式10-3-1） 用滤波法形成SSB信号，原理框图简练、直观，但存在的一个重要问题是单边带滤波器不易制作。这是因为，理想特性的滤波器是不可能做到的，实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带。滤波器的实现难度与过渡带相关于载频的归一化值有关，过渡带的归一化值愈小，分割上、下边带就愈难实现。而一样调制信号都具有丰硕的低频成份，通过调制后取得的DSB信号的上、下边带之间的距离很窄，要想通过一个边带而滤除另一个，要求单边带滤波器在周围具有峻峭的截止特性――即很小的过渡带，这就使得滤波器的设计与制作很困难，有时乃至难以实现。为此，实际中往往采纳多级调制的方法，目的在于降低每一级的过渡带归一化值，减小实现难度。这种方式的具体实现和“相移法”在“高频电子”中均已详细介绍，咱们就不重复讲了。 2. SSB信号的带宽、功率和调制效率 从SSB信号调制原理图中能够清楚地看出，SSB信号的频谱是DSB信号频谱的一个边带，其带宽为DSB信号的一半，与基带信号带宽相同，即 ???????????????????? ????? （式10-3-2） 式中，为调制信号带宽，为调制信号的最高频率。 由于仅包括一个边带，因此SSB信号的功率为DSB信号的一半，即 ??????????? ?????????????? （式10-3-3） 显然，因SSB信号不含有载波成份，单边带幅度调制的效率也为100%。 3. SSB信号的解调 从SSB信号调制原理图中不难看出，SSB信号的包络再也不与调制信号成正比，因此SSB信号的解调也不能采纳简单的包络检波，需采纳相干解调，如图10-3-2所示 图10-3-2 SSB信号的相干解调 现在，乘法器输出 经低通滤波后的解调输出为 ?????????????? ????????????????????? （式10-3-4） 因此可恢复调制信号。 综上所述，单边带幅度调制的益处是，节省了载波发射功率，调制效率高；频带宽度只有双边带的一半，频带利用率提高一倍。缺点是单边带滤波器实现难度大。 4. SSB调制系统的性能 （1）求――输入信号的解调 关于SSB系统，解调器输入信号 与相干载波相乘，并经低通滤波器滤除高频成份后，得解调器输出信号为 （式10-5-5） 因此，解调器输出信号功率为 （式10-5-6） （2）求――输入噪声的解调 由于SSB信号的解调器与DSB信号的相同，故计算SSB信号输入及输出信噪比的方式也相同。 （式10-5-7） 只是那个地址，为SSB信号带宽。 （3）求 解调器输入信号平均功率为 因为与的所有频率分量仅相位不同，而幅度相同，因此二者具有相同的平均功率。由此，上式变成 （式10-5-8） 解调器的输入信噪比为 （式10-5-9） 解调器的输出信噪比为 （式10-5-10） 因此调制制度增益为 （式10-5-11） 由此可见，SSB调制系统的制度增益为1。这说明，SSB信号的解调器对信噪比没有改善。这是因为在SSB系统中，信号和噪声具有相同的表示形式，因此相干解调进程中，信号和噪声的正交分量均被抑制掉，故信噪比可不能取得改善。 DSB解调器的调制制度增益是SSB的二倍。但不能因此就说，双边带系统的抗噪性能优于单边带系统。因为DSB信号所需带宽为SSB的二倍，因此在输入噪声功率谱密度相同的情形下，DSB解调器的输入噪声功率将是SSB的二倍。不难看出，若是解调器的输入噪声功率谱密度相同，输入信号的功率也相等，有 即，在相同的噪声背景和相同的输入信号功率条件下，DSB和SSB在解调器输出端