第4章模拟调制系统 国家重点实验室 4.1概述 4.2幅度调制（线性调制）的原理 4.3线性调制系统的抗噪声性能 4.4非线性调制（角调制）的原理 4.5调频系统的抗噪声性能 4.6各种模拟调制系统的性能比较 4.7频分复用FDM① 返回主且录
4.1 概述 4.2 幅度调制（线性调制）的原理 4.3 线性调制系统的抗噪声性能 4.4 非线性调制（角调制）的原理 4.5 调频系统的抗噪声性能 4.6 各种模拟调制系统的性能比较 4.7 频分复用(FDM) 第 4 章 模拟调制系统 返回主目录
4.1.1概述 1.调制目的 便于信号的传输 实现信道的多路复用 改善系统抗噪声性能 实现带宽与信噪比的互换 2.调制定义 按基带信号的变化规律去改变高频载波某些参 数的过程 3.调制分类 幅度调制 (属线性调制)：AM、DSB、SSB、VSB 角度调制 (非线性调制)：FM、PM
4．1．1 概述 1. 调制目的 便于信号的传输 实现信道的多路复用 改善系统抗噪声性能 实现带宽与信噪比的互换 2. 调制定义 按基带信号的变化规律去改变高频载波某些参 数的过程 3. 调制分类 幅度调制（属线性调制）：AM、DSB、SSB、VSB 角度调制（非线性调制）：FM、PM
几个公式： e1aw'→2πδ(w-w) 国家重点实验室 cosot台π[6(w-m)+δ（ω+w] sin4(@-)-5(@+] eix cosx+jsinx y(t)=x(t)*h(t) y(t)=x(t)h(t) Y(@)=X(o)H(o) Yo)=2元x(o)H(o) sinx= CoSx= 2i 2 sin2 x 1-cos2x cos2 x= 1+cos2x 2 2
( ) 0 2 0 j t e ω ⇔ − πδ ω ω ( ) ( ) ( ) ( ) 0 00 0 00 cos sin t t j ω πδω ω δω ω π ω δω ω δω ω ⇔ −+ + ⇔ −− + = + cos sin jx e xj x sin ; cos 2 2 jx jx jx jx ee ee x x j − − − + = = 2 2 1 cos2 1 cos2 sin ; cos 2 2 x x x x − + = = 几个公式： ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 * 2 ω ωω π = = yt xtht Y XH ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) * ω ωω = = yt xt ht Y XH
国家重点实验室 4.1幅度调制（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()的频谱为M(o),冲激响应为h()的滤波器 特性为H(o),则该模型输出己调信号的时域和频域一般表示式 为 s(t)=[m(t)coso.]*h(1) (4.1-1 s(@)=2[M(o+@.)+M(o-o.)]H(o ）(41-2) 式中，o为载波角频率，H(o)一h(
4.1幅度调制（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 式中，ωc为载波角频率， 。 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) cos 4.1 1 1 4.1 2 2 m c m cc s t mt t ht S M MH ω ω ωω ωω ω = ∗ − = ++ − − H ht (ω) ⇔ ( )
国家重点实验室 m(t) h(t) 产Sm()） coso t 图4-1幅度调制器的一般模型
图 4 - 1幅度调制器的一般模型 m(t) × h(t) s m(t) cosω c t
国家重点实验室 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(©)，便可以得到各种幅度调制信 号。例如，调幅(AM)、双边带(DSB)、单边带(SSB)及残留 边带(VSB)信号，下面分别介绍
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（AM）、双边带(DSB)、单边带(SSB)及残留 边带(VSB)信号,下面分别介绍
国家重点实验室 4.1.1调幅(AM0 在图4-1中，假设h(t)=δ(t),即滤波器(H(o)=1)为全通网络， 调制信号()先叠加直流A后再与载波相乘（见图4-2），就可形成 调幅(A)信号，其时域和频域表示式分别为 Su (t)=Ao +m(t)cos@.t (4.1-3) =Aocos@t +m(t)cosot su(@）=πA,[δ0+a.）+6o-a)] +2Lo+a+K0-a】 (4.1-4) 式中，A为外加的直流分量；()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()=0。其波形和频谱如图4-3所示
4.1.1调幅(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)先叠加直流A0后再与载波相乘(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 (4.1 - 3) (4.1 - 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。 ( ) ( ) ( ) AM 0 c 0 c c s t A m t cos t =A cos t m t cos t ω ω ω = + + AM ( ) 0 c c c c S A( )( ) 1 M( ) M( ) 2 ω π δω ω δω ω ωω ωω = ++ − + ++ −
SAM(t) cos@ct 图4-2AM调制器模型（播放Flash)
图 4 - 2 AM调制器模型(播放Flash) m(t) sAM(t) A cosωct 0
基带信号 国家重点实验室 m(t) 载波分量 Ao+m(t) AM(@) cos SAM(t) 下边带 上边带 图4-3AM信号的波形和频谱
图 4 - 3AM信号的波形和频谱 m(t) O t A0+m(t) O t O O t t cosωct sAM(t) 1 M(ω) πA0 -ωH ωH ω -ωc ωc πA0 SAM(ω) 0 2 1 ω 0 下边带 上边带 载波分量 基带信号
由图4-3的时间波形可知，当满足条件m(tma≤Ao时AM 信号的包络与调制信号成正比，所以用包络检波的方法很容易 恢复出原始的调制信号，否则，将会出现过调幅现象而产生包 络失真。这时不能用包络检波器进行解调，为保证无失真解调， 可以采用同步检波器。 由图4-3的频谱图可知，AM信号的频谱SM(o)由载频分 量和上、下两个边带组成，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。因此，AM信号是带 有载波的双边带信号，它的带宽是基带信号带宽「的两倍，即 BAMF2fH
由图 4 - 3 的时间波形可知，当满足条件|m(t)|max≤A0 时AM 信号的包络与调制信号成正比，所以用包络检波的方法很容易 恢复出原始的调制信号，否则，将会出现过调幅现象而产生包 络失真。这时不能用包络检波器进行解调，为保证无失真解调， 可以采用同步检波器。 由图 4 - 3 的频谱图可知，AM信号的频谱SAM(ω)由载频分 量和上、下两个边带组成，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。因此，AM信号是带 有载波的双边带信号，它的带宽是基带信号带宽fH的两倍，即 BAM =2fH
