正弦幅度调制和相干解调.docx

如果同频同相位的条件得不到满足，则会破坏原 始信号的恢复<2）包络检波法. .由 的波形可见，AM信号波形的包络与输入基带信号 ；r ■'1成正比，故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号包络检波器一般由半波或全波整流器和低通滤波器组 成，如图10-5所示图10-5包络检波器一般模型4为串联型包络检波器的具体电路及其输出波形，电路由二极管RC满足条D、电阻R和电容C组成当 件时，包络检波器的输出与输入信号的包络十分相近，即 "叫①岀4）+™（0包络检波器输出的信号中，通常含有频率为的波纹，可由LPF滤除包络检波法属于非相干解调法，其特点是：解调效率高，解调器输出近似为相干解调的 <10-9）图10-6串联型包络检波器电路及其输出波形2倍 ;解调电路简单，特别是接收端不需要与发送端同频同相位的载波信号，大大降低实现难度故几乎所有的调 幅〈AM ）式接收机都采用这种电路综上所述，可以看出，采用常规双边带幅度调制传输信息的好处是解调电路简单，可采用包络检波法缺点是 调制效率低，载波分量不携带信息，但却占据了大部分功率，白白浪费掉如果抑制载波分量的传送，则可演 变出另一种调制方式，即抑制载波的双边带调幅 〈DSB-SC）。

10.1.3 抑制载波的双边带调幅 vDSB-SC1. DSB信号的表达式、频谱及带宽.在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络 〈」」- =1），调制信号 '中无直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号，或称抑制载波双边带 〈DSB-SC ）调制信 号，简称双边带 〈DSB ）信号DSB调制器模型如图3-7所示可见DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，其时域和频域表示式分别为稱（f） S妙⑴r cm砂图10-7 DSB调制器模型■, '：1 -1-1- 〈10-10a）%£创=（朮+叭）+曲（皿-叫）］DSB信号的包络不再与 ，一成正比，故不能进行包络检波，需采用相干解调；除不再含有载频分量离散谱外， DSB信号的频谱与AM信号的完全相同，仍由上下对称的两个边带组成故 DSB信号是不带载波的双边带信号，它的带宽与AM信号相同，也为基带信号带宽的两倍， 即式中， -r为调制信号带宽， 为调制信号的最咼频率2.DSB信号的功率分配及调制效率由于不再包含载波成分，因此，，即DSB信号的功率就等于边带功率，是调制信号功率的一半二耳二 ©/（（）〈10-12 )式中，「.为边带功率工为调制信号功率。

显然， DSB信号的调制效率为100%3. DSB信号的解调DSB信号只能采用相干解调，其模型与 AM信号相干解调时完全相同，如图 3-4所示此时，乘法器输出2,0 COS G / =廉（畫）COSs 曲'二 + cos〈10-13）经低通滤波器滤除高次项，得〈10-14 )即无失真地恢复出原始电信号抑制载波的双边带幅度调制的好处是，节省了载波发射功率，调制效率高；调制电路简单, 仅用一个乘法器就 可实现缺点是占用频带宽度比较宽，为基带信号的 2倍3.1.4 单边带调制 VSSB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部信息，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 一-单边带调制V SSB）1. SSB信号的产生产生SSB信号的方法很多，其中最基本的方法有滤波法和相移法V1）用滤波法形成SSB信号用滤波法实现单边带调制的原理图如图 10-9所示，图中的 匸丄」 为单边带滤波器产生SSB信号最直观方法的是，将 设计成具有理想高通特性 二「门 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10-9 SSB信号的滤波法产生鼻（沪）=尺彌9）仏9）表示把的希尔伯特变换 图中， •r 3 :，称 用⑴是 r ?'SSB信号的一般模型，如图 是？显然，SSB信号的频谱可表示为[MO +吧）+ 2/（® —化）]卫彌（e）<10-15）用滤波法形成SSB信号，原理框图简洁、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 对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般调制信号都具有丰富 的低频成分，经过调制后得到的 DSBn 号的上、下边带之间的间隔很窄，要想通过一个边带而滤除另一个，要求单边带滤波器在附近具有陡峭的截止特性一一即很小的过渡带，这就使得滤波器的设计与制作很困难，有时甚至难以实现为 此，实际中往往采用多级调制的办法，目的在于降低每一级的过渡带归一化值，减小实现难度限于篇幅，本 书不作详细介绍〈2）用相移法形成SSB信号 可以证明，SSB信号的时域表示式为<10-16)式中，-”对应上边带信号，“+对应下边带信号；的所有频率成 分均相移根据上式可得到用相移法形成7Vfh'图10-12 I移法形成SSBH号的模型为希尔伯特滤波器，它实质上中- r/.i： I-I - .的任意频率分量均相移"*^乂 J sii ta^.i10-12所示。

相移法形成SSB信号的困难在于宽带相移网络的制作，该网络要对调制信号的所有频率分量严格相移-汗二 ，这一点即使近似达到也是困难的2. SSB信号的带宽、功率和调制效率从SSB信号调制原理图中可以清楚地看出，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<10-17)式中，存为调制信号带宽，二为调制信号的最高频率由于仅包含一个边带，因此SSB信号的功率为DSB 信号的一半，即显然，因SSB信号不含有载波成分，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信号的包络不再与调制信号成正比，因此SSB信号的解调也不能采用简单的包络检波，需采用相干解调，如图 10-14所示FT匚呼图10-14 SSB信号的相干解调此时，乘法器输出=—cos2 干一谥J L—I二丄战(t)十丄战CO畀也工干丄厉⑴SIM亦」4 4 * 彳经低通滤波后的解调输出为<10-19)因而可得到无失真的调制信号综上所述，单边带幅度调制的好处是，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。

3.1.5残留边带调制〈VSB残留边带信号的产生1残留边带调制是介于单边带调制与双边带调制之间的。