复旦大学：《信号与通信系统》教学课件_13 振幅调制

2014-06-18 §42振幅调制 调制后的信号一般为一窄带信号 任一窄带信号x(可以表示为低通信号x(0和x、(的函数 连续时间信号的模拟调制常以正弦被为载波对信号进行调制 频率(或相位上 x(=x()cos@ t+x(t)sino 的信号 x()+x:(O coso t x2()+x( sin o t a(t)coso+o(o) 载波信号c()的频率m一般远大于mn(a>>n 其中a()=x0+x20),()=-m23Q x() 两类调制方式 为常数 、双边带(DSB)调制 调制在上, l、DSB调制的定义 a为常数 DSB调制:将被调制信号m( x()=a() oI+ p() (0=m(oxc(0=m(coset PM or FM丿 Ampliude Modulation Frequency Modulation 删hHHh删Hh DSB调制信号s(的包络与被调信号m(n的绝对值成正比 s()=m(1)cosa→ :L4 S(O=M(o)'IF(cos o r) DSB调制信号包含两个边带 1(M()*z(+a2)+(a-a. ◆位于a的部分称为上边带( Upper Side Band,USB) 位于|a<a的部分称为下边带( Lower Side Band,LSB =[M()*d(+O2)+M(o)*(O-@2 DSB调制信号的上下边带对称 ·DSB调制信号的带宽为2a M(o+2)+M(a-o2) ·DSB调制信号没有载频分量,严格来说称为载波抑制双边带

2014-06-18 1 §4.2 振幅调制  连续时间信号的模拟调制常以正弦波为载波对信号进行调制  信号一般可调制在载波(carrier)的振幅、频率(或相位)上  被调制的信号m(t)一般被视为有限频带的信号  信号m(t)的频谱记为M()，最高频率设为m 53 1  载波信号c(t)的频率c一般远大于m ( c>>m)  调制后的信号一般为一窄带信号  任一窄带信号x(t)可以表示为低通信号xc(t)和xs(t)的函数： cos ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )cos ( )sin 2 2 2 2 t x t x t x t x t x t x t x t t x t t c c s c c s c c s c              53 2 其中 ( )cos[ ( )] sin ( ) ( ) ( ) 2 2 t t t t x t x t x t c c c s s             ( ) ( ) ( ) ( ) ( ), ( ) tan 2 2 1 x t x t t x t x t t c s c s         两类调制方式  振幅调制：信号m(t)调制在(t)上，(t)为常数  角调制(频率调制、相位调制)：信号m(t)调制在(t)上， (t)为常数                   PM or FM AM x t t cos t t  c  53 3 一、双边带(DSB)调制 1、DSB调制的定义  DSB调制：将被调制信号m(t)和载波信号c(t)相乘 s t m t c t m t t c ( )  ( ) ( )  ( ) cos 0 m(t) 53 4 0 0 c(t) 2、DSB调制信号的频谱和带宽 1 { ( )*[F(cos )]} 2 1 ( ) c S M   t     DSB调制信号s(t)的包络与被调信号m(t)的绝对值成正比 s(t)  m(t) cosct  53 5 ( ) 2 1 ( ) 2 1 [ ( )* ( )] 2 1 [ ( )* ( )] 2 1 { ( )* [ ( ) ( )]} 2 1 c c c c c c M M M M M                                   DSB调制信号包含两个边带： 53 6  位于||>c的部分称为上边带(Upper Side Band, USB)  位于||<c的部分称为下边带(Lower Side Band, LSB)  DSB调制信号的上下边带对称  DSB调制信号的带宽为2m  DSB调制信号没有载频分量，严格来说称为载波抑制双边带 信号(DSB-SC)

2014-06-18 ·T为低频变压器,T为高频变压器(且起高频带通滤波作用 被调信号m(n与载被信号c(相乘 二极管导通与否取决于c(的极性条件:c(足够大) s(r) c(r0 eot(0)=K=[Acos @f+g1(0)]+=cos o, ![Acos O//+g(01 A cost< 0 LAcoso 1+g(OJP() +0u4o+g8)=k4eo+2g0 其中P为周期开关信号 +=Acoso/+=g(0)cos0 (+4(0)+(o P(1)= K+nt<t<-+nT, T (2n+Dz cos(2n+1)o)! P(可以用傅里叶级数表示 40=411m n+1 中(r)=g1(n)p() g,(r)cos(2n+D)o)r 对于平衡调制器的下半部分,其输入电压为 A(各分量的频率均远大于a ea(t)=c(0)8,(0)=Acos@/,(o) ·变压器T起带通滤波作用,只取出附近的分量 ·类似地,其输出电压为 e,(n=K.-m(o)cos@ f=k m(t)coso,r ea2(1)=K÷ Acoso t-÷g1(1)+=Acos2ot 4、DSB信号的解调 ·DSB调制信号的包络与m成正比,不与m成正比 g,(r)cos@f+A(0)-(OI 不能用包络检波的方法进行解调 需用相干解调的方法:本地振荡器产生一个频率和相位与载 压器T2的初级输入为: 波一致的信号与接收信号相乘,再用低通滤波取出调制信号 ea()-e2()=Kg()+-g1() cos@ t+2() H(o) 变压器T的作用:g()=m( 53 cosEl

2014-06-18 2 3、DSB信号的调制  被调信号m(t)与载波信号c(t)相乘  可通过平衡调制器实现 53 7  平衡调制器：使两信号相乘，且因对称性平衡掉载波频率项 m(t) T1 T2 s(t) + + - - g1 (t) g2 (t) c(t) e2 e1  T1为低频变压器，T2为高频变压器(且起高频带通滤波作用)  二极管导通与否取决于c(t)的极性(条件：c(t)足够大)  c(t)>0，二极管导通，内阻为Ri (负载设为RL)  c(t)<0，二极管截止  平衡调制器的单边等效电路为： Ri g(t) 53 8  加在二极管上的电压为： RL g(t) c(t) ei e0 e (t) c(t) g(t) Acos t g(t) i    c   输出电压为： [ cos ( )] ( ) 0 cos 0 ( ) ( ) cos 0 ( ) A t g t P t A t e t Ke t A t R R R e t c c i i c i L L o                其中P(t)为周期开关信号： 53 9            0 else 2 , ( ) 4 4 c nT T T nT t T K - P t    P(t)可以用傅里叶级数表示：                  0 cos(2 1) 2 (2 1) 2 1 ( ) n c n t n P t K Sa    平衡调制器上半部分的输出电压为：  ( ) cos ( ) ( ) 2 cos 2 ( ) 2 1 cos 2 1 ( )[ cos ( )] cos [ cos ( )] 2 [ cos ( )] 2 1 ( ) 1 1 2 2 1 1 1 1 1 A t g t t t t t A t g t K A t g t e t K A t g t t A t g t c c c c o c c c                              53 10 ( ) ( ) ( ) 1 1 2 g c c      其中 g t n t n t g t t Sa A t n t n t A t t Sa n t n t Sa c n c c n c c n              ( ) cos(2 1) 2 (2 1) ( ) ( ) ( ) cos cos(2 1) 2 (2 1) ( ) cos ( ) cos(2 1) 2 (2 1) ( ) 1 1 2 1 1 1 1                                        对于平衡调制器的下半部分，其输入电压为： ( ) cos ( ) ( ) 2 cos 2 ( ) 2 1 cos 2 1 ( ) 2 2 1 g t t t t e t K A t g t A t o c c               类似地，其输出电压为： ( ) ( ) ( ) cos ( ) 2 2 1 e t c t g t A t g t i    c  53 11 ( ) cos ( ) ( ) 1 1 2 g t t t t c        变压器T2的初级输入为：          ( ) cos  2 ( ) 4 ( ) ( ) ( ) 1 2 1 1 2 e t e t K g t g t t t o o c    变压器T1的作用： ( ) ( ) 1 g t  m t  2(t)各分量的频率均远大于c  变压器T2起带通滤波作用，只取出c附近的分量 e t K m t t k m t t o c c  ( ) cos ( ) cos 4 ( )     4、DSB信号的解调  DSB调制信号的包络与|m(t)|成正比，不与m(t)成正比  不能用包络检波的方法进行解调 53 12  需用相干解调的方法：本地振荡器产生一个频率和相位与载 波一致的信号与接收信号相乘，再用低通滤波取出调制信号

2014-06-18 设接收的调制信号为:s(1)=m(n)cos(o+日) 观察一下频谱的变化 s(n=m(t)cos@I =S(o)==[M(o r(r)=s(n)cos@f+Bo)=m(t)cos(@ t+e )cos(@of +eo) m(1)cos(a2-0+64-6+m(1)cosa2+c+2+6 若本地产生的信号的频率和相位与载波信号相同 4=00,b=66 →r(1)=m()+m(1)cos(20t+26) A/2 经过低通滤波,得到: v()∝m() r(o=s(o)cos@I=[m(t)cos@r]cosar R()=S(o)·[o(o+2)+o(-2)=S(a+2) +S(O-2)=M(o)+M(O+2o2)+M(O-2m2) +M()=-M(a)+-M(o+20)+M(O-2o,) (o)=R(o)H(o)=M() ·解调中仍可用平衡调制器,只是T为高频变压器(传输DSB 常规双边带调制 Amplitude Modulation,AM) 调制信号),T为低频变压器(且起低通滤波作用 ·当本地信号和载波存在频率误差和或相位误差 M是无线电广播所釆用的振幅调制方式 l、AM定义 解调相乘、低通滤波)后的信号为 v()=m(n)cos(△ot+△6) (D=A[I+K m(o]c(0=A[1+K m(o]@ I 无法准确恢复信号 ·为保证已调信号(n的包络随被调信号mn变化,应有 相干解调对本地 号的频率和相位有严格要求 方法:各种频率稳定系统/DSB信号中传输一定载波分量作 l+Km()20→Kn[m()m)ol≤l 为导频,以产生本地振荡信号 ·DSB调制不是一种实用的通信制式(带宽、解调) if m(mi /m(0)o] 53 then K|m()l≤1

2014-06-18 3 ( ) ( ) cos( ) c c  设接收的调制信号为： s t  m t  t   本地产生的信号为： ( ) cos( ) 0  0  0 c t t ( )cos[( ) ] 2 1 ( )cos[( ) ] 2 1 ( ) ( ) cos( ) ( )cos( ) cos( ) 0 0 0 0 0 0 0 0                            c c c c c c m t t m t t r t s t t m t t t  若本地产生的信号的频率和相位与载波信号相同： 53 13 0 0 c  , c  ( )cos(2 2 ) 2 1 ( ) 2 1 ( ) c c  r t  m t  m t  t    经过低通滤波，得到： v(t)  m(t) [ ( ) ( )] 2 1 ( ) s(t)  m(t)cosct  S   M  c  M  c  观察一下频谱的变化 53 14 1 1 r t s t t m t t t c c c ( )  ( )cos  [ ( )cos ]cos 53 15 ( 2 ) 4 1 ( 2 ) 4 1 ( ) 2 1 ( ) 4 1 ( 2 ) 4 1 ( 2 ) 4 1 ( ) 4 1 ( ) 2 1 ( ) 2 1 ( )* [ ( ) ( )] 2 1 ( ) c c c c c c c c M M M M S M M M R S S                                              V ()  R()H()  M () 53 16  解调中仍可用平衡调制器，只是T1为高频变压器(传输DSB 调制信号)，T2为低频变压器(且起低通滤波作用)  当本地信号和载波存在频率误差和/或相位误差：  0 c  0 c ,  解调(相乘、低通滤波)后的信号为： v(t)  m(t)cos(t   ) 53 17 无法准确恢复信号m(t)  相干解调对本地振荡信号的频率和相位有严格要求  方法：各种频率稳定系统/DSB信号中传输一定载波分量作 为导频，以产生本地振荡信号  DSB调制不是一种实用的通信制式(带宽、解调) 二、常规双边带调制(Amplitude Modulation, AM) 1、AM定义  AM：使已调信号s(t)的包络随被调信号m(t)变化 s t A K m t c t A K m t t m m c ( )  [1 ( )] ( )  [1 ( )]cos  AM是无线电广播所采用的振幅调制方式 53 18 其中常数Km>0称为调幅指数  为保证已调信号s(t)的包络随被调信号m(t)变化，应有： [1 K m(t)]  0 m  Km   m(t)min m(t)  0 1 if m(t)min m(t)  0    m(t)max m(t)  0 then Km | m(t)| max1

2014-06-18 上述条件不满足,已调信号包络与被调信号不同:过调制 2、AM调制信号的频谱和带宽 s(0=Al+k m(lcos o f= Acoso t+ AK m(O)coso I S(a)=A6(-2)+zAd( +-AKmM(o-O)+-AKmM(o+o) M (a) 过调制 AK AN信言号的频谱比DSB信号多一个载波频率项 AM信号的带宽为2an 3、AM调制信号的功率分配问题 功率利用率η:边带功率Ps与平均功率P之比 s(t=Acos@ I+AK, m(r)cos o t= Acos @_t+f(r)cos@. P+PsR 其中AKmm()=f()且满足A+f()≥0 当被调信号为单频信号时:m(1)= A coso ·AM信号的平均功率(信号平方的时间平均为 ·若实现百分之百的调制:KmAn=1 P=S(1)=[A+f(r)] cos"@r s(t)=Acos@ t+Ak m(t)cos@ /= Acos@I+f(ncos A'coS'O1+f(I)cos @r+2Af(rcos'or 假设八n没有直流分量:f(1)=0 f(r)coso f=-Acos(o-O )+-Acos(@ +O ) coso=-+-c0s 201. cos 2o=0 A2+f2()=P+P P==A 21 A2/41 PsR PsR PP+PA212+A2/43 A2136≈0053 载波功率占了23 载波功率约占95% ◆若调制指数取得很小,如:K。An=1/3 4、AM倍号的调制 s(t)=Acoso I+ Ak m(r)cos@ I= Acos@ f+f(r)@ t 被调信号m(加上一个固定电平,再进行DSB调制 f(=AK A cos@f=-Acos@I s() /()cos) 1=64 cos(o -om)+6Acos(o. +om)r P==A P 2(64)26 A

2014-06-18 4 0 t 0 t m(t) c(t)  上述条件不满足，已调信号包络与被调信号不同：过调制 53 19 0 t 0 s(t) t s(t) 过调制 2、AM调制信号的频谱和带宽 s t A K m t t A t AK m t t m c c m c ( )  [1 ( )]cos  cos  ( ) cos ( ) 2 1 ( ) 2 1 ( ) ( ) ( ) m c m c c c AK M AK M S A A                       53 20  AM信号的频谱比DSB信号多一个载波频率项  AM信号的带宽为2m 3、AM调制信号的功率分配问题  AM信号可以写成： s t A t AK m t t A t f t t c m c c c ( )  cos  ( ) cos  cos  ( ) cos 其中 AK m(t) f (t) m  且满足 A f (t)  0  AM信号的平均功率(信号平方的时间平均)为： P s t A f t  t 2 2 2  ( )  [  ( )] cos 53 21 A t f t t Af t t P s t A f t t c c c c     2 2 2 2 2 cos ( ) cos 2 ( ) cos ( ) [ ( )] cos        假设f(t)没有直流分量： f (t)  0 cos 2 , cos 2 0 2 1 2 1 cos2ct   ct ct  Pc PSB  P  A  f (t)   2 1 2 1 2 2  功率利用率：边带功率PSB与平均功率P之比 c SB SB SB P P P P P      当被调信号为单频信号时： m t A t m  m ( )  cos  若实现百分之百的调制： Km Am 1 s(t) Acos t  AK m(t) cos t Acos t  f (t) cos t 53 22 f t t A t A t f t AK A t A t s t A t AK m t t A t f t t c c m c m m m m m c m c c c cos( ) 2 1 cos( ) 2 1 ( ) cos ( ) cos cos ( ) cos ( ) cos cos ( ) cos                      2 2 2 2 4 1 2 1 2 1 2 1 2 1 , 2 1 Pc A PSB A A  A                3 1 / 2 / 4 / 4 2 2 2        A A A P P P P P c SB SB SB  载波功率占了2/3  若调制指数取得很小，如： Km Am 1/ 3 s t A t AK m t t A t f t t c m c c c ( )  cos  ( ) cos  cos  ( ) cos 53 23 f t t A t A t f t AK A t A t c c m c m m m m m cos( ) 6 1 cos( ) 6 1 ( ) cos cos 3 1 ( ) cos              2 2 2 2 36 1 6 1 2 1 6 1 2 1 , 2 1 Pc A PSB A A  A                0.053 / 2 / 36 / 36 2 2 2        A A A P P P P P c SB SB SB  载波功率约占95％ 4、AM信号的调制  被调信号m(t)加上一个固定电平，再进行DSB调制 53 24

2014-06-18 实际上常用非线性器件来调制 ·对DSB调制的平衡调制器只取单边电路 s(0=Acos@ t+--m(r)cos o t 丙类功放 前面推导已得出 音频信号 放大器 0w45 kHz +二m( )cos@t+()+() 5、AM信号的解调 ·AM广播接收机框图 ·通过包络检波器进行解调 射频放大器混频器 中频放大器 465±45kHz f=465 kHz 大器 RC电路的时间常数应满足 单边带(SSB)调制 ·设被调信号mn的频谱为M(,它对轭对称 ·AM和DSB均发射信号的上、下边带 将M(的a0部分记为M(叫,a-部分记为M(a SSB调制:只发送信号的 带→信号频带宽度减小一半 SB调制可用于有线长途载波通信和远距短波通信 「M、o)=M(o)(a)0<o≤on LM(a)=M(o(-0)-on≤0<0 上边带调制:S(o)=M,(o-2)+M(o+o) 下边带调制:S2(O)=M(a-a2)+M,(+o) ·SSB调制信号的频谐带宽为an 2、SsB调制信号的时表达式 S(a)=M,(-2)+M(+2) =M,()*6(0-)+M(O)*o(a+o2) =[M(o(o)*o(-2)+[M(o)(-o)*b(o+o2)

2014-06-18 5  实际上常用非线性器件来调制  对DSB调制的平衡调制器只取单边电路： m(t) T1 T2 s(t) + - g(t) e 53 25 c(t) ( ) cos ( ) ( ) 2 cos 2 ( ) 2 1 cos 2 1 ( ) 1 2 2 m t t t t e t K A t m t A t c c c                  前面推导已得出：  取出c周围的频率成份(带通滤波器)： s t A t m t t c c   ( ) cos 2 cos 2 1 ( )    广播发射机框图 载波振荡 fc 射频放大器 fc 53 26 丙类功放 fc4.5 kHz 功放 0～4.5 kHz 音频 放大器 音频信号 5、AM信号的解调  通过包络检波器进行解调 53 27 c m RC    1  RC电路的时间常数应满足：  AM广播接收机框图 射频放大器 混频器 fc 包络 检波器 中频放大器 4654.5 kHz 本振 fc465 kHz 53 28 检波器 音频 放大器 fc465 kHz 三、单边带(SSB)调制  AM和DSB均发射信号的上、下边带  SSB调制：只发送信号的一个边带  信号频带宽度减小一半  SSB调制可用于有线长途载波通信和远距短波通信 1、SSB调制的频谱和带宽 53 29  设被调信号m(t)的频谱为M()，它对共轭对称  将M()的>0部分记为M+()，<0部分记为M- ()               ( ) ( ) ( ) 0 ( ) ( ) ( ) 0 ( )            m m M M U M M U M  上边带调制： ( ) ( ) ( ) U M c M c S           下边带调制： ( ) ( ) ( ) L M c M c S          53 30 ( ) ( ) ( ) L  c  c  SSB调制信号的频谱带宽为m 2、SSB调制信号的时域表达式 [ ( ) ( )] ( ) [ ( ) ( )] ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) c c c c U c c M U M U M M S M M                                            

2014-06-18 U(a)→0(-~7 类似地,对下边带信号,有: si(t)=m(n)cos@ f +m(o)sin@t S(m)=[M(o)U(o)(0-2)+[M(o)U(-)*b(a+m2)→ 3、SSB的调制方法 方法一:采用带通滤波器 m(1)+:6(1) 0)-|÷()+ m(n)cos@ 1-m(r)* cos.t m(r)cos@f-m(r)sin @ r H(o)= o oko+om m()←→m(t) 采用带通滤波器实现SSB调制的谱分析 带通滤波器法要求H(ω的截止特性十分陡峭,很难实现 ·实际滤波器存在过渡带,常釆用多次频移及多次滤波的方法 S(o)=3IM(+0)+M(0-0)S,(o)=S(o).H(o) c0s吗r 方法二:利用希尔伯特 Hilbert)变换 析 利用希尔伯特变换实现SSB调制的谱分 利用希尔伯特变换SSB调制的频谱 S1()=m()coso→ S(o)=[M(+2)+M(-2) MAO)=M(OH(o=-iSgn(o)M(o) 4S2(e) ki)M(o-o)-Sgn(o+o)M(@+O H =[Sgm(+e2)M(+o2)-Sgm(-2)M(-2 S1()+S2(o)=S2() 6

2014-06-18 6 j t U t F    2 1 ( ) 2 1  ( )  SU ()  [M()U()] ( c )[M ()U()] ( c )  2 1 ( ) 2 1 ( ) 2 1 ( ) 2 1 ( ) ( ) e j t e m t t j t m t t s t j t j t U c c                                        53 31 ( ) ˆ( ) ( ) cos ˆ( )sin sin 1 ( ) cos ( ) [ ] 2 1 ( )[ ] ( ) 2 1 m t m t m t t m t t t t m t t m t e e j t m t e e m t H c c c c j t j t j t j t c c c c                                     类似地，对下边带信号，有： 3、SSB的调制方法 s t m t t m t t L c c ( )  ( ) cos  ˆ( )sin 方法一：采用带通滤波器 53  32       0 else 1 | | ( ) c c m H      采用带通滤波器实现SSB调制的谱分析 s t m t t c ( )  ( )cos [ ( ) ( )] 2 1 ( ) M c M c S        S () S() H() U   53 33  带通滤波器法要求H()的截止特性十分陡峭，很难实现  实际滤波器存在过渡带，常采用多次频移及多次滤波的方法 m(t) 乘法器 cos1t 滤波器 I 乘法器 cos2t 滤波器 II s(t) 方法二：利用希尔伯特(Hilbert)变换 53 34 方法二：利用希尔伯特(Hilbert)变换 利用希尔伯特变换实现SSB调制的谱分析 [ ( ) ( )] 2 1 ( ) ( ) ( ) cos 1 1 c c c S M M s t m t t             ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Mmˆ   M  H    jSgn  M  1 ˆ 53 35 [ ( ) ( ) ( ) ( )] 2 1 { [ ( ) ( ) ( ) ( )]} 2 1 [ ( ) ( )] 2 1 ( ) F[ ˆ( )sin ] 2 ˆ ˆ c c c c c c c c c m c m c Sgn M Sgn M j Sgn M Sgn M j M M j S m t t                                         ( ) ( ) ( )  S1   S2   SL  利用希尔伯特变换SSB调制的频谱 53 36

2014-06-18 滤波器法产生S9倍号的发射机框图4s号的解调 ·与DSB信号的解调一样,采用相干解调的方法:接收信号与 本地相干振荡信号相乘,再用低通滤波取岀被调信号 Sun(n=m(r)coso+m(osin@, 1.5-50.1 MHz 100kHz Sun(t)cos@t=m(t)cos"@ttm(t)sin o t cos@t 滤波器 100.1-103.7 m(1)(1+cos20)±÷m()sin2ot 音频信 振荡器 m(t)+-[m(n)cos 2ottm(t)sin 2o] 3.5-27.5MHz 2-26 MHz SSB信号解调的频谱 单边带接收机框图 1.5 MHz 昆频器 100 kHz r 3.5-275 MHz 自动增益控制 振器 还可釆用载波重插入技术:先加入足够大的载波信号,再用 四、残留边带(VSB)调制 Sun(t)=m(t)cost+m(t)sin@t Sun(t)+Acos@f=Acos@f+(m(t)cos@+m(osin@ t 滤波器法产生SSB信号要求有陡峭截止特性的边带滤波器, 现相当困难 [A+m(D]@t+m(t)sin o t 插入载波后信号的包络为 l、ⅤSB的定义和调制方法 制:不像SSB调制那样完全抑制DSB的一个边带,而 A>>m(t)Imy, A>>m(oI 个边带逐渐截止,另一个边带仍残留一小部分 法:先产生DSB信号,再通过残留边带滤波器,得到 e(1)≈A+m(1)2=A+m() 53

2014-06-18 7 滤波器法产生SSB信号的发射机框图 100kHz 振荡器 平衡 调制器 边带 滤波器 第一 变频器 载波 衰减器 1.6 MHz 振荡器 带通 滤波器 1.50.1 MHz 53 37 音频 放大器 音频信号 100~3700 Hz 100.1~103.7 kHz 第二 变频器 变频 振荡器 3.5~27.5 MHz 功率 放大器 2~26 MHz 4、SSB信号的解调  与DSB信号的解调一样，采用相干解调的方法：接收信号与 本地相干振荡信号相乘，再用低通滤波取出被调信号 ˆ( ) i 2 1 ( )(1 2 ) 1 ( ) cos ( ) cos ˆ( )sin cos ( ) ( ) cos ˆ( )sin 2 / / s t t m t t m t t t s t m t t m t t U L c c c c U L c c           53 38 ( ) [ ( ) cos 2 ˆ( )sin 2 ] 2 1 ( ) 2 1 ˆ( )sin 2 2 1 ( )(1 cos 2 ) 2 1 LPF m t m t m t t m t t m t t m t t c c c c            SSB信号解调的频谱 53 39 单边带接收机框图 1.5 MHz 中放 第 第一 混频器 边带 滤波器 第二 混频器 射频 放大器 2~26 MHz 边带 解调器 音频 放大器 53 40 载波 鉴频器 自动增益控制 100 kHz 第一 本振 1.6 MHz 载波 滤波器 3.5~27.5 MHz 第二 本振 载波放大 限幅器 电机控制 放大器 自动调谐 电机 100 kHz 振荡器  还可采用载波重插入技术：先加入足够大的载波信号，再用 包络检波法来解调 A m t t m t t s t A t A t m t t m t t s t m t t m t t c c U L c c c c U L c c         [ ( )]cos ˆ( )sin ( ) cos cos [ ( ) cos ˆ( )sin ] ( ) ( ) cos ˆ( )sin / /          插入载波后信号的包络为： 53 41 2 2 e(t)  [A  m(t)]  [mˆ (t)] 插入载波后信号的包络为 max max  A | m(t)| , A | mˆ(t) | ( ) [ ( )] ( ) 2 e t  A  m t  A  m t 四、残留边带(VSB)调制  滤波器法产生SSB信号要求有陡峭截止特性的边带滤波器， 实现相当困难  折衷方法：残留边带调制 53 42 1、VSB的定义和调制方法  VSB调制：不像SSB调制那样完全抑制DSB的一个边带，而 是使一个边带逐渐截止，另一个边带仍残留一小部分  调制方法：先产生DSB信号，再通过残留边带滤波器，得到 VSB信号

2014-06-18 R(o) ·ⅤSB信言号频谱为 下边带下边带 上边带 上边带 ·残留下边带时,滤波器传递函数 S,(o) 上边带 上边帮 留上边带时,滤波器传递函数为 残留上边带时,滤波器传递函数还可以为: lay ⅤSB信号的带宽只比SSB略宽,通常为L.1-1.25- m(0)←→M(o)sas()=m(t) cos o t 0(0)=1M(a+0)+M(a-a ·若要求ⅤSB信号解调无失真E0()=kM(o) 残留边带滤波器的传递函数应满足 →S,()=[M(o+o)+M(-2)H(o) H(o+o)+H(o-o)=k(const) e,()=s, ()cost E(o=S(o+o) H(o+o)+H(O-O)=k okso +S(a-a=1M(a+20)+M(o)lH(+o) 以残留下边带为例 5()+→Ea(o)=M(o)H(o+a)+H(o=,月 53 8

2014-06-18 8  残留下边带时 滤波器传递函数为： 2、VSB信号的频谱和带宽 53 43  残留下边带时，滤波器传递函数为： H() 0 c -c   VSB信号频谱为： 53 44 H() 0 c -c   残留上边带时，滤波器传递函数为：  VSB信号频谱为： 53 45  VSB信号的带宽只比SSB略宽，通常为1.1~1.25m H() 0 c -c   残留上边带时，滤波器传递函数还可以为： 53 46 3、残留边带滤波器H()的特性 m t M s t m t t  DSB c ( ) ( ) ( ) ( ) cos F    [ ( ) ( )] ( ) 2 1 ( ) [ ( ) ( )] 2 1 ( ) v DSB            S M M H S M M c c c c                1 1 [ ( ) 2 1 ( ) ( ) cos ( ) d v c d v c e t s t  t E  S   53 47                [ ( ) ( 2 )] ( ) 2 1 [ ( 2 ) ( )] ( ) 2 1 2 1 ( )] c c v c c c M M H S M M H              低通滤波器将滤除M(+2c)和M(-2c)： ( )[ ( ) ( )] 4 1 ( ) ( ) 0 F 0 E M H c H c e t           若要求VSB信号解调无失真 残留边带滤波器的传递函数应满足： ( ) ( ) E0   k M  H ( ) H ( ) k (const.)  c   c  M      m  ( ) 0, | | c c m  H (  )  H (  )  k | |  以残留下边带为例 53 48  ：

2014-06-18 ·条件:滤波器的截止特性关于载频具有互补的对称性 a+吗)+H(a-吗) ·满足互补对称特性的滤波器传递函数的形状很多 其中应用最多的为直线滚降和余弦滚降 对于上边带残留的情况,类似有 需满足H(ata)和H(aa)之和在a<an内为常数的条 53 H(oy →H(o)=H1(o)+H2(o) 对于上边带残留的情况,当残留边带滤被器取为 h,(ay ·只有残留滤波器截止特性满足上述条件,可用相干解调 e(t)human 还可采用加入足够大的载波信号,再用包络检波法来解调 SSB言号可视为ⅤSB信号的特例残留边带为0

2014-06-18 9 53 49 需满足H(+c)和H(-c)之和在||<m内为常数的条件  条件：滤波器的截止特性关于载频具有互补的对称性 53 50  满足互补对称特性的滤波器传递函数的形状很多  其中应用最多的为直线滚降和余弦滚降  对于上边带残留的情况，类似有： 53 51  对于上边带残留的情况，当残留边带滤波器取为： ( ) ( ) ( )  H   H1   H2  53 52 4、VSB信号的解调  只有残留滤波器截止特性满足上述条件，可用相干解调 53 53  还可采用加入足够大的载波信号，再用包络检波法来解调  SSB信号可视为VSB信号的特例(残留边带为0)