文档介绍：幅度调制(线性调制)的原理
线性调制系统的抗噪声性能
非线性调制(角调制)的原理
调频系统的抗噪声性能
各种模拟调制系统的性能比较
第 4 章模拟调制系统
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第 4章模拟调制系统
(线性调制)的原理
幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅,使其按调制信号的规律而变化的过程。幅度调制器的一般模型如图 4 - 1 所示。
设调制信号m(t)的频谱为M(ω),冲激响应为h(t)的滤波器特性为H(ω), 则该模型输出已调信号的时域和频域一般表示式为
s(t)=[m(t) cosωct]*h(t) ( - 1)
S(ω)= [M(ω+ωc)+M(ω-ωc)]H(ω) ( - 2)
式中,ωc为载波角频率,H(ω) h(t)。
由以上表示式可见,对于幅度调制信号,在波形上,它的幅度随基带信号规律而变化;在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱结构在频域内的简单搬移(精确到常数因子)。由于这种搬移是线性的,因此幅度调制通常又称为线性调制。
图 4 - 1 之所以称为调制器的一般模型, 是因为在该模型中,适当选择滤波器的特性H(ω),便可以得到各种幅度调制信号。例如,调幅、双边带、单边带及残留边带信号等。
图 4 - 1幅度调制器的一般模型
(AM)
在图 4 - 1 中,假设h(t)=δ(t),即滤波器(H(ω)=1)为全通网络,调制信号m(t)叠加直流A0后与载波相乘(见图 4 - 2), 就可形成调幅(AM)信号,其时域和频域表示式分别为
sAM(t)=[A0+m(t)]cosωct
=A0cosωct+m(t)cosωct ( - 3)
SAM(ω)=πA0[δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)]+ [M(ω+ωc)+M(ω-ωc)] ( - 4)
式中,A0为外加的直流分量; m(t)可以是确知信号,也可以是随机信号(此时,已调信号的频域表示必须用功率谱描述),但通常认为其平均值m(t) =0。其波形和频谱如图 4 - 3 所示。
图 4 - 2 AM调制器模型
图 4 - 3AM信号的波形和频谱
AM信号在1Ω电阻上的平均功率应等于sAM(t)的均方值。当m(t)为确知信号时,sAM(t)的均方值即为其平方的时间平均, 即
通常假设调制信号没有直流分量, 即=0。因此
PAM=
式中, PC= /2为载波功率,PS= /2为边带功率。
由此可见,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。也就是说,载波分量不携带信息。即使在“满调幅”(|m(t)|max=A0时,也称100%调制)条件下,载波分量仍占据大部分功率,而含有用信息的两个边带占有的功率较小。因此,从功率上讲,AM信号的功率利用率比较低。
(DSB-SC)
双边带信号(DSB)。其时域和频域表示式分别为
sDSB(t)=m(t)cosωct ( - 6)
SDSB(ω)= [M(ω+ωc)+M(ω-ωc)]
其波形和频谱如图 4 - 4 所示。