笫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 6.14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 62.4调频波的解调方法与电路 625数字信号的相位调制 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 1 笫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
引言 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 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 2 引言 ▪ 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) 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 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 611.1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。 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 4 6.1.1 标准幅度调制 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。 6.1.1.1 标准调幅波的基本特性
(1)标准调幅波信号的数学表示式 假定调制信号为:v(m)= V cos!t 载波信号为: t)=Vm t C 进行标准调幅后的表示式为: VAM(t)=(cm +Kom cos Qt)cos@t 从定义角度 Vm(1+m, cos 2t)cos@t 从画波形角度 cosa t+ m,y cos t cosa,t从调幅波产生 与频谱角度 式中,m,=9m 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m,<1。 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 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) 05 Q09 06 1.6 0 02 06 08 2 1.6 +Q 06 下边频上边频 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 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）： 下边频 上边频 返回 0 0 0 −c c − −c c c − c +
(2)标准调幅波信号的波形与频普(续)上图 任意波形调幅(讲义下册3): 上边频 02040.608 16 1.8 上边带 -1 0.4 1416 下边频 下边带 02 0.6 141618 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 7 （2）标准调幅波信号的波形与频谱（续） ▪ 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(单位电阻上)分配关系 VAM (t)=cm cos@ t +mcm cos(o+2)t+mm cos(@c -Q2)t 2 载波占有功率为: P 2 2 c 边带所占有的功率为: p-(my 调幅波所具有的总功率为 PAM=P+P=(1+)P 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 8 （3）标准调幅波信号的功率（单位电阻上）分配关系 c A AM c s P m P P P ) 2 (1 2 = + = + 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 部分是分别平移至士C2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2Ω,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 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 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
6112实现标准调幅的方法 VAM(t)=(cm+Km cos S2t)cost Vm(1+mA cos Q2t)cos@t =Vm cost+mVm cos Q2t 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 (讲义下册5) coso t n AM cOSO K=7 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。 2001年9月-12月 《通信电路原理》-无九
2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 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