第三章:模拟调制系统 3.1引言 3.2线性调制的原理 3.3线性调制系统的解调 3.4线性调制系统的抗噪声性能分析 3.5非线性调制系统的原理及抗噪声性能 3.6各种模拟调制系统的比较 《通信原理课件》
《通信原理课件》 第三章：模拟调制系统 3.1 引言 3.2 线性调制的原理 3.3 线性调制系统的解调 3.4 线性调制系统的抗噪声性能分析 3.5 非线性调制系统的原理及抗噪声性能 3.6 各种模拟调制系统的比较
31引言 我们将信息直接转换得到的较低频率的原始电信号称 为基带信号。通常基带信号不宜直接在信道中传输。因此 在通信系统的发送端需将基带信号的频谱搬移(调制)到 适合信道传输的频率范围内,而在接收端,再将它们搬移 解调)到原来的频率范围,这就是调制和解调。 所谓调制就是使基带信号(调制信号)控制载波的某 个(或几个)参数,使这一(或几个)参数按照基带信号 的变化规律而变化的过程。调制后所得到的信号称为已调 信号或频带信号 《通信原理课件》
《通信原理课件》 3.1 引言
调制在通信系统中具有十分重要的作用。一方面,通过 调制可以把基带信号的频谱搬移到所希望的位置上去,从 而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用 的已调信号。另一方面,通过调制可以提高信号通过信道 传输时的抗干扰能力,同时,它还和传输效率有关。具体 地讲,不同的调制方式产生的已调信号的带宽不同,因此 调制影响传输带宽的利用率。可见,调制方式往往决定 个通信系统的性能。 调制的类型根据调制信号的形式可分为模拟调制和数字 调制;根据载波的不同可分为以正弦波作为载波的连续载 波调制和以脉冲串作为载波的脉冲调制;根据调制器频谱 搬移特性的不同可分为线性调制和非线性调制。 《通信原理课件》
《通信原理课件》 调制在通信系统中具有十分重要的作用。一方面，通过 调制可以把基带信号的频谱搬移到所希望的位置上去，从 而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用 的已调信号。另一方面，通过调制可以提高信号通过信道 传输时的抗干扰能力，同时，它还和传输效率有关。具体 地讲，不同的调制方式产生的已调信号的带宽不同，因此 调制影响传输带宽的利用率。可见，调制方式往往决定一 个通信系统的性能。 调制的类型根据调制信号的形式可分为模拟调制和数字 调制；根据载波的不同可分为以正弦波作为载波的连续载 波调制和以脉冲串作为载波的脉冲调制；根据调制器频谱 搬移特性的不同可分为线性调制和非线性调制
3.2线性调制的原理 32幅度调制(AM) 、AM信号的数学模型 幅度调制(AM)是指用调制信号去控制高频载波的幅 度,使其随调制信号呈线性变化的过程。AM信号的数学 模型如图3-1所示。 图中,m(t)为基带信号,它可以是确知信号,也可以是随机 信号,但通常认为平均值为0。载波为 os(@ct+po (32-1) 上式中,A为载波振幅,a为载波角频率,g0为载波的初 始相位 《通信原理课件》
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SAM coS(@ct+po) 图3-1AM信号的数学模型 《通信原理课件》
《通信原理课件》 图3-1 AM信号的数学模型
2、AM信号的时域表达 由图3-1可得AM的时域表达式为 SaM(t)=[A+m(t)]cos(at+o) (3.2-2) 为了分析问题的方便,令q=0,这样假设并不影响我们 讨论的一般性, 3、调制信号为确知信号时AM信号的频谱特性 虽然实际模拟基带信号m(t)是随机的,但我们还是从简单入 手,先考虑m(t)是确知信号时AM信号的傅氏频谱,然后再分 析m(t)是随机信号时调幅信号的功率谱密度。 由式(32-2)可知 Sam(t)=[Ao+ m(t]cos at Ao cos at+ m(t)cos,t 《通信原理课件》
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设m(的频谱为M(o),由傅氏变换的理论可得已调信 号SAM()的频谱SA()为 SAMo)=x4[(-a2)+b(+a)+=[M(-)+M(+a) (32-3) 图3-2所示为AM的波形和相应的频谱图。 由图3-2可以看出,第一:AM波的频谱与基带信号的频谱呈 线性关系,只是将基带信号的频谱搬移到处,并没有产生新 的频率成分,因此AM调制属于线性调制;第二:;AM信号波 形的包络与基带信号成正比,所以AM信号的解调既可采用 相干解调,也可采用非相干解调(包络检波)。第三:AM的 频谱中含有载频和上、下两个边带,无论是上边带还是下边 带,都含有原调制信号的完整信息,故已调波的带宽为原基 带信号带宽的两倍,即 BAM=2fH (3.2-4) 上式中,f为调制信号的最高频率 《通信原理课件》
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m(t) 为+m( --- coset ) .-4----------- SAM(a) 图3-2调幅过程的波形及频谱 《通信原理课件》
《通信原理课件》 图3-2 调幅过程的波形及频谱
4、AM信号的功率分配与调制效率 幅度调制(AM)信号在1电阻上的平均功率应等于SAM( 的均方值。当m(t为确知信号时,S△M()的均方值即为其平 方的时间平均,即 PAM=SAM( LA+m(o]cos o(t (325) Ao coS@t+m(t)cos@t+2m(t)Ao cOS". 前面已假设调制信号没有直流分量,即m(=0,而且m()是 与载波无关的较为缓慢变化的信号 所以 2 《通信原理课件》
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式中P=5为不携带信息的载波功率26) m ( 为携带信息的边带功率 (3.2-7) 可见,AM调幅波的平均功率由不携带信息的载波功率与 携带信息的边带功率两部分组成。所以涉及到调制效率的 概念。 定义边带功率Pn与PAM的比值为调制效率,记为nMa即 P nAM PAM (32-8) +m 显然,AM信号的调制效率总是小于1。 《通信原理课件》
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