文档介绍：模拟调制系统
定义
调制与解调:基带信号不易在信道中直接传输。因此在发端需将基带信号的频谱搬移到适合在信道传输的频率范围;而在收端,再将它们搬回到原来的频率范围。这就是调制和解调。
:所谓调制是使信号f(t)控制载波的某一个(或N个)参数,使这个参数按照信号f(t)的规律变化的过程。
调制的分类
调制可分为两大类:正弦波调制和脉冲调制。
正弦波调制:用正弦高频信号作为载波
按调制信号不同可分为:
模拟(连续)调制 AM FM
数字调制 ASK FSK PSK
: 用脉冲串构成一组数字信号作为载波。
脉冲模拟调制 PAM PDM PPM
脉冲编码调制(脉冲数字调制) PCM DM DPCM
对于连续波调制,已调信号可以表示为:
它由振幅A(t)、频率ω0和相位j(t)三个参数构成。改变三个参数中的任何一个都可能携带同样的消息。因此,连续波调制可分为调幅、调频和调相。本章主要讨论正弦信号作载波的模拟调制。
幅度调制
一、标准调幅(AM)
:是指用信号f(t)去控制载波C(t)的振幅,使已调波的包络按照f(t)的规律线性变化。
解析分析:
设f(t)是单频余弦波
调制信号:f(t)=Amcos(ωmt+qm) 载波信号:
则已调信号:
其中 A 0-未调载波的振幅;
ω0-载波角频率;
q0-载波起始相位。
设调制信号初始相位 qm=0
其中称为调幅度系数在0—1之间变化。m越大,说明调制越深。
由上式可以看出:单一频率已调波包括三个频率分量:载波,上边频和下边频。
其带宽B=2fm
(2) f(t)是包括一定带宽的多频信号
设f(t)为调制信号,载波为
则,AM信号可以表示为
AM的波形和频谱的对应关系为
调制信号
载波信号
已调波信号
(设 q0=0)
f(t)
t
0
Wm
–Wm
ω
0
F(ω)
f(t)
t
0
A0
Wm
–Wm
ω
0
2πA0δ(ω)+F(ω)
–ω0
ω
0
ω0
πδ(ω-ω0)
πδ(ω+ω0)
cosω0t
t
0
SAM(t)
t
0
ω
0
ω0
–ω0
SAM(ω)
USB
USB
LSB
LSB
2Wm
2Wm
结论:(1)调制过程使基带信号的频谱搬移到±ω0处;
(2)AM的频谱中含有载频和上、下两个边带;
已调波带宽为原基带信号带宽的两倍,即WAM=2Wm 。
AM调制是属于线性调制。
SAM(t)
cos(ω0t + θ0)
A0
∑
×
f(t)
+
+
实现标准调幅主要是利用加法运算和乘法运算。故标准调幅AM产生的数字模型如图所示。
二、抑制载波双边带调幅(DSB)
解析分析
为了提高调制的效率,而仅传输携带消息的两个边带。这就是抑制载波双边带调幅(DSB)。
DSB的时域表达式为
(q0 = 0)
其对应频谱为
f(t)
t
0
ω
0
Wm
–Wm
F(ω)
–ω0
ω
0
ω0
πδ(ω-ω0)
πδ(ω+ω0)
cosω0t
t
0
ω
0
ω0
–ω0
SDSB(ω)
USB
USB
LSB
LSB
2Wm
SDSB(t)
t
0
反相点
结论:(1)载波被抑制;
(2)波形有反向点;
(3)频谱中只有上、下边带,WDSB=2Wm;
(4)h=100%
cos(w0t+q0)
SDSB(t) = f(t)cos(w0t+q0)
f(t)
三、单边带调制(SSB)
频谱分析
只传送一个边带的调制方式称为单边带调制,下图所示为SSB的上边带和下边带频谱图。
ω
0
ω0
–ω0
SDSB(ω)
USB
USB
LSB
LSB
2Wm
ω
0
Wm
–Wm
F(ω)
ω
0
ω0
–ω0
SSSB下(ω)
Wm
ω
0
ω0
–ω0
SSSB上(ω)
Wm
SSB信号的带宽比AM和DSB带宽减小一倍,因而提高了信道利用率。同时由于抑制载波并仅发送一个边带,故又节省功率。
SSB的产生
(1)滤波法
cos(w0t + q0)
SSSB(t)
f(t)
×
HSSB(w)
(2)相移法产生SSB
由于
cosw0t
SSSB(w)
f(t)
-p/2
-p/2
sinw0t
å
- USB
+ LSB
四、残留边带