模拟调制系统教学课件.pptVIP

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模拟通信系统模型

主要内容?3.1概述?3.2线性调制?3.3非线性调制?小结

3.1概述–模拟调制:用来自信源的基带模拟信号去调制某载波–载波:确知的周期性波形-余弦波:式中,A为振幅;?为载波角频率;0?为初始相位。已调信号调制信号m(t)调制器0s(t)–定义:?调制信号m(t)-自信源来的信号调制器?已调信号s(t)-调制后的载波称为已调信号?调制器-进行调制的部件

–调制的目的:?频谱搬移-适应信道传输、合并多路信号?可以提高抗干扰性–扩展被传送信号的带宽–模拟调制的分类:?线性调制(幅度调制)–已调信号的频谱结构和调制信号的频谱结构相同,其频谱是调制信号频谱沿频率轴平移的结果。–调幅、单边带、双边带、残留边带…?非线性调制(角度调制):–已调信号的频谱结构和调制信号的频谱结构有很大的不同,除了频谱搬移外,还增加了许多新的频率成分–频率调制、相位调制返回

3.2线性调制?基本概念设载波为:c(t)=Acos?t=Acos2?ft00调制信号:m(t)s?(t)调制信号已调信号s(t)H(f)相乘结果:s?(t)m(t)带通滤波器:H(f)Acos?0t滤波输出:s(t)设调制信号为能量信号m(t),其频谱为M(f)用“?”表示傅里叶变换:

S?(f)M(f)上边带上边带下边带ff0-f00f0(a)输入信号频谱密度(b)输出信号频谱密度–频域上频谱平移,差一个常数因子,线性变换关系?H(f)不同的设计得到不同的调制种类

?振幅调制(AM)–基本原理设:m(t)=[1+m?(t)],|m?(t)|?1,|m?(t)|=m-调幅度,max则有调幅信号:s?(t)=[1+m?(t)]Acos?t0,式中,[1+m?(t)]?0,即s?(t)的包络是非负的。+1=0=?0

–频谱密度?含离散载频分量?当m?(t)为余弦波,且m=100%时,两边带功率之和=载波功率之半。M?(f)?tffm-fm0c(t)s(t)C(f)A??tf0-f0-AS(f)ft02f02fmm

–AM信号的接收:包络检波?原理:整流器低通滤波器包络检波器解调调幅信号?性能:设输入电压为(零均值高斯白噪声)式中,为检波器输入噪声电压y(t)的包络:在大信噪比下:

检波后(已滤除直流分量):输出信号噪声功率比:∵在检波前的信号噪声功率比等于∴检波前后信噪功率比之比为由于m?(t)?1,显然上式比值r/r小于1,即检波后信0i噪比下降了。

?双边带(DSB)调制–原理:调制信号m(t)没有直流分量时,得到DSB信号。–频谱:两个边带包含相同的信息。M(f)S(f)上边带上边带下边带ff-f00f00(b)已调信号频谱密度(a)调制信号频谱密度双边带调制信号的频谱

–解调:需要本地载波r?(t)接收信号s(t)?设接收的DSB信号为基带信号m(t)?H(f)接收端的本地载波为cos?0t双边带信号解调器原理方框图两者相乘后,得到低通滤波后,得到仅当本地载波没有频率和相位误差时,输出信号才等于m?(t)/2。[和调制信号仅差一个常数因子]–优缺点:DSB信号可以节省发送功率,但接收电路较为复杂

?单边带(SSB)调制S?(f)上边带上边带下边带–原理:?两个边带包含相同的信息?只需传输一个边带:上边带或下边带f-f00f0(a)滤波前信号频谱S(f)H(f)特性HH(f)特性?要求m(t)中无太低频率H上边带上边带–解调:需要本地载波?由于若z(t)=x(t)y(t),则有Z(?)=X(?)?Y(?)单边带信号解调时,f-f000(b)上边带滤波器特性和信号频谱H(f)特性S(f)L下边带用载波cos?t和接收信号相0f乘,相当于在频域中载波频谱和信号频谱相卷积。-f0f0(c)下边带滤波器特性和信号频谱单边带信号的频谱

下图以上边带为例,示出用低通滤波器滤出解调后的信号。C(f)f-f00f0(a)载波频谱S(f)上边带上边带-2f0-f00f02f0f(b)上边带信号频谱H(f)LM(f)-2f0-f00f02f0f(c)载波和上边带信号频谱的卷积结果单边带信号的解调–SSB优点:比DSB信号进一步节省发送功率和占用带宽

?残留边带(VSB)调制–VSB调制的优点:解调时可不需要本地载波,容许调制信号含有很低频率和直流分量。s?(t)调制信号m(t)–原理:VSB仍为线性调制。已调信号s(t)H(f)调制信号和载波相乘后的频谱为Acos?0t设调制器的滤波器的传输函数为H(f),则滤波输出的已调信号频谱为

现在,求出为了得到VSB信号,H(f)应满足的条件:r?

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