线性模拟调制教材.pptx

模拟调制 线性调制 （幅度调制） 非线性调制 （角度调制） AM ——调幅 DSB ——双边带调制 SSB ——单边带调制 VSB —— 残留边带调 制 FM ——调频 PM ——调相 常见模拟调制方式 线性调制的一般原理 调制信号: 正弦载波: A 为载波幅度; ωc为载波角频率; φ0为载波初始相位（设φ0=0） 设 因为 所以 调幅AM的原理 假设调制信号m(t) 的平均值为0，将其叠加一个之流偏量A0 后 与载波相乘，即形成调幅信号 已调信号时域表示式： 若m(t)为确知信号，则频谱为 若m(t)为随机信号，则已调信号的频域表示必须用功率谱描述 调制器模型 波形图 由波形可以看出，当满足条 件： |m(t)|  A0 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（想 干解调） 频谱图 由频谱可以看出，AM信号 的频谱由三部分组成: 载频分量 上边带 下边带 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。

AM信号带宽：它是带有载 波分量的双边带信号，带宽是基带信 号带宽 fH 的两倍 : BAM=2fH 功率： 当m(t)为确知信号时， 若 则 式中 － 载波功率， － 边带功率 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率）占信号总功率的比例称 为调制效率： 当m(t) = Am cos mt时， 代入上式，得到 当|m(t)|max = A0时（100％调制），调制效率最高，这时 max ＝ 1/3 双边带调制 DSB 的原理 时域表示式：无直流分量A0 频谱：无载频分量 曲线： 调制效率：100％ 优点：节省了载波功率 缺点：不能用包络检波，需用相干检波，较复杂 单边带调制 SSB 原理 双边带信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频谱M()的所有频谱成分 ，因此仅传输其中一个边带即可这样既节省发送功率，还可节省一半传输频带， 这种方式称为单边带调制 产生SSB信号的方法有两种：滤波法和相移法 滤波法及SSB信号的频域表示 滤波法的原理方框图 － 用边带滤波器，滤除不要的边带: 图中，H()为单边带滤波器的传输函数， 若 则可滤除下边带； 若 则可滤除上边带。

滤波后的信号频谱 保留上边带的频谱图 滤波法的缺点 1.滤波器很难做到具有陡峭的截止特性 2.当调制信号中含有直流及低频分量时滤波法就不适用 了 相移法和SSB信号的时域表示 SSB信号的时域表示式 设单频调制信号为 载波为 则DSB信号的时域表示式为 若保留上边带，则有 若保留下边带，则有 两式仅正负号不同 将上两式合并： 式中，“－”表示上边带信号，“+”表示下边带信号 希尔伯特变换：上式中Am sinmt可以看作是Am cosmt 相移/2的 结果把这一相移过程称为希尔伯特变换，记为“ ^ ”，则有 这样，上式可以改写为 把上式推广到一般情况，则得到 式中 移相法SSB调制器方框图 优点：不需要滤波器具有陡峭的截止特性 缺点：宽带相移网络难用硬件实现 SSB信号的解调 SSB信号的解调和DSB一样，不能采用简单的 包络检波，因为SSB信号也是抑制载波的已调信号 ，它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以仍 需采用相干解调 SSB信号的性能 SSB信号的实现比AM、DSB要复杂，但SSB 调制方式在传输信息时，不仅可节省发射功率，而 且它所占用的频带宽度比AM、DSB减少了一半。

它 目前已成为短波通信中一种重要的调制方式 残留边带（VSB）调制 原理：残留边带调制是介于SSB与DSB之间的一种折中方式 它既克服了DSB信号占用频带宽的缺点，又解决了SSB信号实现中 的困难在这种调制方式中，不像SSB那样完全抑制DSB信号的一 个边带，而是逐渐切割，使其残留—小部分，如下图所示： 调制方法：用滤波法实现残留边带调制的原理框图与滤波法SBB调制器相同 不过，这时图中滤波器的特性应按残留边带调制的要求来进行设计，而不再 要求十分陡峭的截止特性，因而它比单边带滤波器容易制作 对残留边带滤波器特性的要求 由滤波法可知，残留边带信号的频谱为 为了确定上式中残留边带滤波器传输特性H()应满足的条件，我们来分析一下 接收端是如何从该信号中恢复原基带信号的 VSB信号解调器框图 式中 从而 将 代入上式 得 式中M( + 2c)及M( - 2c)是搬移到+ 2c和 -2c处的频谱，它们可以由 解调器中的低通滤波器滤除于是，低通滤波器的输出频谱为 显然，为了保证相干解调的输出无失真地恢复调制信号m(t)，上式中的传递 函数必须满足 式中，H － 调制信号的截止角频率。

上述条件的含义是：残留边带滤波器的特性H()在c处必须具有互补对称（ 奇对称）特性, 相干解调时才能无失真地从残留边带信号中恢复所需的调制信 号 残留边带滤波器的两种形式 ： 残留上边带——右图(a) 残留下边带——右图(b) 线性调制的一般模型 滤波法模型 在前几节的讨论基础上，可以归纳出滤波法线性调制的一般 模型如下： 按照此模型得到的输出信号时域表示式为： 按照此模型得到的输出信号频域表示式为： 式中， 只要适当选择H()，便可 以得到各种幅度调制信号 移相法模型 将上式展开，则可得到另一种形式的时域表示式，即 式中 上式表明，sm(t)可等效为两个互为正交调制分量的合成 由此可以得到移相法线性调制的一般模型如下： 谢 谢！ 。