第6章调制与解调 6.1幅度调制 6.1.1标准幅度调制 6.1.2抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅 6.1.3正交幅度调制与解调 6.1.4数字信号调幅 62角度调制 62.1角调调制的基本概念 622频率调制信号的性质 623实现频率调制的方法与电路 624调频波的解调方法与电路 62.5数字信号的相位调制
第6章 调制与解调 6.1 幅度调制 6.1.1 标准幅度调制 6.1.2 抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅 6.1.3 正交幅度调制与解调 6.1.4 数字信号调幅 6.2 角度调制 6.2.1 角调调制的基本概念 6.2.2 频率调制信号的性质 6.2.3 实现频率调制的方法与电路 6.2.4 调频波的解调方法与电路 6.2.5 数字信号的相位调制
调制的必要性: 可实现有效地发射,可实现有选择地接收。 调制的方式和分类: 按载波的不同可分为脉冲调制、正弦调制和对光波进行的 光强度调制等。 按调制信号的形式可以分为模拟调制和数字调制。调制信 号为模拟信号的称为模拟调制,调制信号为数字信号的称 为数字调制。 正弦波调制有幅度调制、频率调制和相位调制三种基本方 式,后两者合称为角度调制。 调制是一种非线性过程。载波被调制后将产生新的频率分量, 通常它们分布在载波频率的两边,并占有一定的频带
2 调制的必要性： 可实现有效地发射，可实现有选择地接收。 调制的方式和分类： 按载波的不同可分为脉冲调制、正弦调制和对光波进行的 光强度调制等。 按调制信号的形式可以分为模拟调制和数字调制。调制信 号为模拟信号的称为模拟调制，调制信号为数字信号的称 为数字调制。 正弦波调制有幅度调制、频率调制和相位调制三种基本方 式，后两者合称为角度调制。 调制是一种非线性过程。载波被调制后将产生新的频率分量， 通常它们分布在载波频率的两边，并占有一定的频带
6.1幅度调制 幅度调制(AM)是指载波的幅度随调制信号的变化规律而 变化,而其角频率和初相位均为常数。 幅度调制有如下方式: 标准幅度调制( Standard AM) 双边带幅度调制( Double sideband AM,记为 DSB AM) 这种调幅方式又称抑制载波调幅( Suppressed Carrier AM, 简记为SCAM)。 单边带幅度调制( Single Sideband AM,记为 SSB AM)。 残留边带幅度调制( Vestigial Sideband AM,简记为 VSB AM)。 正交幅度调制( Quadrature AM) 数字信号调幅(ASK,幅度键控)
3 6.1 幅度调制 幅度调制（AM）是指载波的幅度随调制信号的变化规律而 变化，而其角频率和初相位均为常数。 幅度调制有如下方式： 标准幅度调制（Standard AM）。 双边带幅度调制（Double Sideband AM，记为DSB AM）， 这种调幅方式又称抑制载波调幅（Suppressed Carrier AM， 简记为SC AM）。 残留边带幅度调制（Vestigial Sideband AM，简记为 VSB AM）。 正交幅度调制（Quadrature AM）。 单边带幅度调制（Single Sideband AM，记为SSB AM）。 数字信号调幅（ASK，幅度键控）
6.1.1标准幅度调制 6.1.1.1标准调幅波的基本特性 标准幅度调制是各种幅度调制中最基本的一种。在关于幅度 调制的性质以及调制与解调技术原理等方面,它还是最基本 的。所以,将幅度调制的共同问题,集中在这一节里说明。 标准调幅波信号的性质: 信号的数学表示式。 波形图。 频谱函数与频谱。 信号所具有的功率在各频率分量之间的分配关系等
4 6.1.1 标准幅度调制 6.1.1.1 标准调幅波的基本特性 标准幅度调制是各种幅度调制中最基本的一种。在关于幅度 调制的性质以及调制与解调技术原理等方面，它还是最基本 的。所以，将幅度调制的共同问题，集中在这一节里说明。 标准调幅波信号的性质： 信号的数学表示式。 波形图。 频谱函数与频谱。 信号所具有的功率在各频率分量之间的分配关系等
(1)标准调幅波信号的数学表示式 假定调制信号为:v/()= cos Qt 载波信号为:v()= coso t 进行标准调幅后的表示式为: vAM(t=(Vcm+KyOm cos S2t)cost 从定义角度 =Vcm(1+m cos 2t)cos,t 从画波形角度 =1 coso t+ m,y cos t cos a2t从调幅波产生 K 与频谱角度 式中,m4 Q 称为调幅指数,在标准幅度调制中,为保证不岀现过调制, 要求m,<1
5 （1）标准调幅波信号的数学表示式： 假定调制信号为： 载波信号为： v t V t c cm c ( ) = cos v t V t f ( ) = m cos 进行标准调幅后的表示式为： V t m V t t V m t t v t V K V t t cm c A cm c cm A c A M cm A m c cos cos cos (1 cos ) cos ( ) ( cos ) cos = + = + = + 从定义角度 从画波形角度 从调幅波产生 与频谱角度 式中， cm A m A V K V m = 称为调幅指数，在标准幅度调制中，为保证不出现过调制， 要求 1 。 mA
(2)标准调幅波信号的波形与频谱: 返回 单频余弦波调幅(讲义下册5) 0 g09 18 0 0204060.8 1416182 02 08 161.82 - +o 下边频上边频
6 （2）标准调幅波信号的波形与频谱： 单频余弦波调幅（讲义下册5）： 0 0 0 −c c − −c c − c + c 下边频 上边频 返回
任意波形调幅(讲义下册3): 上图 上边频 -05 0608 121416182 上边带 now wwii 下边频 06 08 121416182 2 下边带 04
7 任意波形调幅（讲义下册3）： 上边频 下边频 上边带 下边带 上图
(3)标准调幅波信号的功率(设在单位电阻上)分配关系: VAM (t)=vm coso t +mam cos(o +Q2)t+ym cos(oc-Q2)t 载波占有功率为: P 2 cn 边带所占有的功率为: A cm P 调幅波所具有的总功率为: PM=P+P=(1+-4)P 2 8
8 c A AM c s P m P P P ) 2 (1 2 = + = + （3）标准调幅波信号的功率（设在单位电阻上）分配关系： m V t m V t v t V t A cm c A cm c A M cm c cos( ) 2 1 cos( ) 2 1 ( ) cos + + + − = 载波占有功率为： 2 2 1 Pc = Vcm 边带所占有的功率为： c A cm A s P m V m P 4 2 ( ) 2 2 = = 调幅波所具有的总功率为：
(4)讨论标准调幅波的性质: 已调信号的幅度随调制信号而变化。因此,调幅信号幅度的 包络线近似为调制信号的波形。只要能取出这个包络信号就可 实现解调。 调幅波的频谱由两部分组成。一部分是未调载波的频谱,另 部分是分别平移至土O处的调制信号的频谱,幅度减半。 标准调幅信号所占的频带宽度为2(,即它是调制信号频带 宽度的两倍。但从传递信息的角度看;标准调幅信号所占的频 带宽度中有一半是多余的,因此,这种调幅方式在频率资源利 用上是有缺点的 幅度调制是一种非线性过程,因为它将调制信号的各频率分 量变换为载波频率与这些频率的和频和差频分量。但都是将信 号的频谱在频率轴上平移。因此,又称幅度调制为线性调制。 在调幅波中,欲传送的信息包含在边带内,载波分量并不包 含欲传送的信息。而它所占有的功率却为总功率的一半以上。 因此,从有效地利用发射机功率的角度考虑,标准幅度调制是 有缺点的
9 （4）讨论标准调幅波的性质： 已调信号的幅度随调制信号而变化。因此，调幅信号幅度的 包络线近似为调制信号的波形。只要能取出这个包络信号就可 实现解调。 调幅波的频谱由两部分组成。一部分是未调载波的频谱，另 一部分是分别平移至 处的调制信号的频谱，幅度减半。 标准调幅信号所占的频带宽度为 ，即它是调制信号频带 宽度的两倍。但从传递信息的角度看，标准调幅信号所占的频 带宽度中有一半是多余的，因此，这种调幅方式在频率资源利 用上是有缺点的。 c 2 m 幅度调制是一种非线性过程，因为它将调制信号的各频率分 量变换为载波频率与这些频率的和频和差频分量。但都是将信 号的频谱在频率轴上平移。因此，又称幅度调制为线性调制。 在调幅波中，欲传送的信息包含在边带内，载波分量并不包 含欲传送的信息。而它所占有的功率却为总功率的一半以上。 因此，从有效地利用发射机功率的角度考虑，标准幅度调制是 有缺点的
6.1.1.2实现标准调幅的方法 aM(t)=(+Kyom cos S2t )cosoct =m(1+m cos Q2t)coso.t v. cos t+myom cos Qt cos@ t 它是由载波和载波与调制信号相乘的两部分组成。据此,可以 得到实现标准调幅的两种方案,如下图所示。 /(O)(讲义下册 5) coSo t vaM(t) AM(t coso t K=k 实现两个信号的相乘,可以应用第4章中讨论的时变参量线性 电路或相乘器,这里不再详述。 10
10 6.1.1.2 实现标准调幅的方法 V t m V t t V m t t v t V K V t t cm c A cm c cm A c A M cm A m c cos cos cos (1 cos ) cos ( ) ( cos ) cos = + = + = + 它是由载波和载波与调制信号相乘的两部分组成。据此，可以 得到实现标准调幅的两种方案，如下图所示。 （讲义下册5） v (t) f v (t) f v (t) AM v (t) Vcm AM K =Vcm t c cos t c cos 实现两个信号的相乘，可以应用第4章中讨论的时变参量线性 电路或相乘器，这里不再详述