42幅度调制原理及抗噪性能 重点掌握: 1.基本原理:幅度调制(AM、DSB、 SSB、ⅤSB)调制与解调的基本原理 2.时域及频域表示式 3.浪形与频谱; 4.抗噪性能:信号功率、噪声功率、信 噪比、调制度增益。 2021/2/23 海南大学信息学院 Return Next
2021/2/23 海南大学 信息学院 4.2 幅度调制原理及抗噪性能 Return Next 重点掌握： 1. 基本原理：幅度调制（AM、DSB、 SSB、VSB）调制与解调的基本原理； 2. 时域及频域表示式； 3. 波形与频谱； 4. 抗噪性能：信号功率、噪声功率、信 噪比、调制度增益
42幅度调制原理及抗噪性能 幅度调制的一般概念:幅度调制是正弦载波的幅度随调 制信号线性变化的过程 设载波为:S(t)= Acoso t(4-1) 式中,a—载波频率;A——载波的幅度。 双边带调制 1.双边带调制(DSB)的一般模型 DSB × h(t) A cos o t 图4-1双边带调制的一般模型 2021/2/23 海南大学信息学院 Return Back Next
2021/2/23 海南大学 信息学院 图 4－1 双边带调制的一般模型 h(t) m(t) A t c cos S (t) DSB 4.2 幅度调制原理及抗噪性能 Return Back Next 一、双边带调制 1．双边带调制（DSB）的一般模型 幅度调制的一般概念：幅度调制是正弦载波的幅度随调 制信号线性变化的过程。 设载波为： S(t) = Acos t (4−1) c 式中，c —— 载波频率；A —— 载波的幅度
42幅度调制原理及抗噪性能 各种滤波器冲击响应h()的传递函数如图所示。 H(O (a)带通滤波器 B一 B ↑H(O) (b)高通滤波器 H() (c)低通滤波器 0 2021/2/23 海南大学信息学院 Return Back Next
2021/2/23 海南大学 信息学院 4.2 幅度调制原理及抗噪性能 各种滤波器冲击响应h(t) 的传递函数如图所示。 (a) 带通滤波器 0 c B − c B H () (b) 高通滤波器 0 c − c H () (c) 低通滤波器 − c 0 c H () Return Back Next
42幅度调制原理及抗噪性能 2.DSB调生 式中m0入()()+)+6(-m) coso t分m(O 3[F()*F2(cO) 3.DSB调影 SDsR(O) S()*M() 2丌 1×An[(o-a)+6(0+0小M(o) 2兀 MM(o-o)+M(a+o) (4-3) 2 4.DSB信号的浪形及频谱 2021/2/23 海南大学信息学院 Return Back Next
2021/2/23 海南大学 信息学院 4. DSB 信号的波形及频谱 4.2 幅度调制原理及抗噪性能 Return Back Next 2. DSB 调制的时域表示式 S (t) = Am(t)cos t (4− 2) DSB c 式中m(t) 为基带调制信号。 3. DSB 调制的频域表示式 ( ) ( ) (4 3) 2 ( ) ( ) ( ) 2 1 ( ) ( ) 2 1 ( ) = − + + − = − + + = c c c c DSB M M A A M S S M cos [ ( ) ( )] c c c t + + − [ ( ) ( )] 2 1 ( ) ( ) 1 2 1 2 f t f t F F
42幅度调制原理及抗噪性能 SIt S(O) A 0 m(t) M IM 020g 4 SpsB(t) 反相 兀AM/2 DSB(O 0 Q-0.+9-g.+g2 图4-3DSB信号的波形 图4-4DSB信号的频谱 2021/2/23 海南大学信息学院 Return Back Next
2021/2/23 海南大学 信息学院 4.2 幅度调制原理及抗噪性能 图 4-3 DSB 信号的波形 S(t) A m(t) M SDSB(t) 反相 图 4-4 DSB 信号的频谱 c 0 c − S() A A − 0 M () M M −c − − c 0 c () S DSB −c + c − c + AM / 2 Return Back Next
42幅度调制原理及抗噪性能 思考题:若调制信号为多音频信号(如图所示调制信号频 谱),DSB信号的频谱图如何? S(O) 4 0 0 DSB -/O+n 0 0 +o Qc-0-o+O C-@10.+O 图4-4多音频调制时DSB信号的频谱图 2021/2/23 海南大学信息学院 Return Back Next
2021/2/23 海南大学 信息学院 4.2 幅度调制原理及抗噪性能 Return Back Next 思考题：若调制信号为多音频信号（如图所示调制信号频 谱），DSB信号的频谱图如何？ −c 0 c S () A A 0 l h M () − h − l 图 4-4 多音频调制时 DSB 信号的频谱图 − c 0 c () DSB S c −l c +h c +l c −h −c −l −c +h −c +l −c −h h 2
42幅度调制原理及抗噪性能 5.DSB信号的带宽 从频谱图上看,DSB已调波信号的带宽为 B DSB 2 以频率表示,则 B DSB f 即为基带信号最高频率的两倍。 6.DSB信号的解调 DSB信号的解调方式为同步解调(相干解调): 同步解调框图 DSB m,(t L LPF,(t) cos o t 2021/2/23 海南大学信息学院 Return Back Next
2021/2/23 海南大学 信息学院 4.2 幅度调制原理及抗噪性能 从频谱图上看，DSB已调波信号的带宽为： 5. DSB 信号的带宽 = 2 (4− 4) BDSB h 以频率表示，则 = 2 (4− 5) DSB h B f 即为基带信号最高频率的两倍。 Return Back Next 6. DSB 信号的解调 同步解调框图 S (t) DSB n (t) i t c cos LPF m (t) o n (t) o DSB 信号的解调方式为同步解调（相干解调）：
42幅度调制原理及抗噪性能 7.DSB信号的解调器的抗噪性能 DSB解调器的输入信号为(设载波信号幅度为1) SpsB(t)=m(t)cost (4-6) 其平均功率为: S=Sy(=lim「3m()coso? limIT 2 m(t) 1+ cos 2a]dt (4-7) 2 2021/2/23 海南大学信息学院 Return Back Next
2021/2/23 海南大学 信息学院 4.2 幅度调制原理及抗噪性能 7. DSB 信号的解调器的抗噪性能 DSB 解调器的输入信号为 （设载波信号幅度为1）： S (t) = m(t)cos t (4− 6) DSB c 其平均功率为： ( ) 2 1 ( )[1 cos 2 ] (4 7) 2 1 ( ) [ ( )cos ] 2 2 2 2 2 2 2 2 lim lim m t m t t dt S S t m t t dt T T c T T T c T i DSB = = + − = = − → − → Return Back Next
42幅度调制原理及抗噪性能 经过同步解调相乘器的输出信号为: yo(t)=spsB(t)cost=Im(t)cos a t]cost m()|1+cos22) (4-8) 2 经过LPF后,输出有用信号为: mn(1)==m(t) 于是,解调器输出端的有用信号的平均功率为: S。=m(t) (4-10) 2021/2/23 海南大学信息学院 Return Back Next
2021/2/23 海南大学 信息学院 4.2 幅度调制原理及抗噪性能 经过同步解调相乘器的输出信号为： Return Back Next ( )[1 cos 2 ) (4 8) 2 1 ( ) ( )cos [ ( )cos ]cos = + − = = m t t y t S t t m t t t c o DSB c c c 经过LPF后，输出有用信号为： ( ) (4 9) 2 1 mo (t) = m t − 于是，解调器输出端的有用信号的平均功率为： ( ) (4 10) 4 1 2 So = m t −
42幅度调制原理及抗噪性能 采用同步解调,则经过相乘器后的输出噪声为: n, (t)cost=n(t)cosat-n(tsina t coso t n(t)+-n(t)cos 2at-n(t)sin 2o t (4-10) 其中,n2()及n,()为高斯窄带噪声n2()的同相分量及正 交分量(见P22) 经过LPF后,输出噪声为:n()=n2()(4-11) 于是,解调器输出端的噪声的平均功率为: N_10=n20=~1=1nB(4-12) 2021/2/23 海南大学信息学院 Return Back Next
2021/2/23 海南大学 信息学院 4.2 幅度调制原理及抗噪性能 Return Back Next 采用同步解调，则经过相乘器后的输出噪声为： [ ( )cos 2 ( )sin2 ] (4 10) 2 1 ( ) 2 1 ( )cos [ ( )cos ( )sin ]cos = + − − = − n t n t t n t t n t t n t t n t t t c c c s c i c c c s c c 其中，nc (t) 及 ns (t) 为高斯窄带噪声ni (t) 的同相分量及正 交分量（见P22）。 经过LPF后，输出噪声为： ( ) (4 11) 2 1 no (t) = nc t − 于是，解调器输出端的噪声的平均功率为： (4 12) 4 1 4 1 ( ) 4 1 ( ) 4 1 2 2 No = nc t = ni t = Ni = no B −