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通信原理:第5章 模拟调制.pdf
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通信原理:第5章 模拟调制.pdf
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模拟调制系统
第5章
南京理工大学通信工程系
Nanjing University of Science and Technology
Department of Communication Engineering
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
调制简介—定义 目的 分类
线性调制(幅度调制)原理
线性调制系统的抗噪声性能
非线性调制(角度调制)原理
各种模拟调制系统的性能比较
频分复用(FDM)
本章内容:
第5章 模拟调制
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
调制简介
调制定义 调制定义
比喻——货物运输:
将 货物 装载到 飞机/轮船 的某个仓位上
比喻——货物运输:
将 货物 装载到 飞机/轮船 的某个仓位上
何谓
调制?
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
调制简介
调制定义 调制定义
调制:把 消息信号 搭载到 载波 的某个参数上。即
按调制信号的变化规律去改变载波某些参数的过程。
调制:把 消息信号 搭载到 载波 的某个参数上。即
按调制信号的变化规律去改变载波某些参数的过程。
比喻——货物运输:
将 货物 装载到 飞机/轮船 的某个仓位上
比喻——货物运输:
将 货物 装载到 飞机/轮船 的某个仓位上
载波:一种高频周期振荡信号,如正弦波。
受调载波称为已调信号,含有消息信号特征。
载波:一种高频周期振荡信号,如正弦波。
受调载波称为已调信号,含有消息信号特征。
解调:调制的逆过程,从已调信号中恢复消息信号。解调:调制的逆过程,从已调信号中恢复消息信号。
何谓
调制?
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
进行频谱搬移,匹配信道特性,减小天线尺寸;
实现多路复用,提高信道利用率;
改善系统性能(有效性、可靠性);
实现频率分配
进行频谱搬移,匹配信道特性,减小天线尺寸;
实现多路复用,提高信道利用率;
改善系统性能(有效性、可靠性);
实现频率分配
看来,调制在通信系统中
起着至关重要的作用!
对呀,不同的调制方式,
具有不同的特点和性能!
调制目的 调制目的
为什么要
进行调制?
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
调制信号 载 波 已调信号调制信号 载 波 已调信号
调制分类 调制分类
()
m
st
()mt
()ct
()mt
()
m
s
t
先认识一下
调制过程
所涉及的
三种信号
同义词
运载工具 多种形式
消息信号
基带信号
正弦波
脉冲序列
受调载波
含有m(t)信息
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
模拟调制
数字调制
连续波调制
脉冲调制
幅度调制
频率调制
相位调制
按调制信号
m(t)的类型分
按载波信号
c(t)的类型分
按载波信号
c(t)的类型分
线性调制
非线性调制
按正弦载波
的受调参量分
按正弦载波
的受调参量分
按已调信号
的频谱结构分
()
m
s
t
()mt
()ct
可从不同角度分类
都有哪些
调制方式?
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
幅度调制(线 性): AM、DSB
SSB、VSB
角度调制(非线性):FM、PM
幅度调制(线 性): AM、DSB
SSB、VSB
角度调制(非线性):FM、PM
() cos( )
c
ct A t
本章研究的模拟调制方式:
——是以正弦信号 作为载波的
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度,
使之随调制信号作线性变化个过程。
§5.1 幅度调制(线性调制)的原理
t
ts
AM
t
0
m
tm
tm
t
t
c
cos
0
m
如何实现?
QA
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
时域
AM
S
c
c
0
m
0
m
t
ts
AM
t
0
m
tm
tm
注意:线性并非意味着已调信号和调制信号间满足线性变换关系。事实上,所有调制过
程都是非线性变换过程。
频域
M
H
H
0
载波信号的幅度随调制信号呈正比例变化载波信号的幅度随调制信号呈正比例变化
调制信号的频谱进行了简单搬移,结构没有变化调制信号的频谱进行了简单搬移,结构没有变化
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
一般模型
mt
m
s
t
cos
c
t
ht
() [ ()cos ] ()
mc
st mt t ht
1
() [ ( ) ( )] ()
2
mcc
SM MH
边带滤波器
() ( )ht H
适当选择合适的边带滤波器,
可以得到不同的调制信号!
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
§5.1.1 常规 调幅(AM)
0
AM c
c
0
co
co
scos
s
c
st Amt t
mA tt t
0 cAM cc c
1
2
A MMS
mt
AM
st
c
cos t
0
A
0
max
0mt mt A和
AM表达式 AM表达式 AM调制器 AM调制器
条件:
边带项载波项
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
AM波形和频谱 AM波形和频谱
如何解调?
QA
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
AM信号的特点 AM信号的特点
时,AM波的包络正比于调制信号m(t),
故可采用包络检波或相干解调。
AM的频谱由载频分量、上边带和下边带组成。
AM传输带宽是调制信号带宽的两倍:
AM的优势在于接收机简单,广泛用于中短调幅广播。
时,AM波的包络正比于调制信号m(t),
故可采用包络检波或相干解调。
AM的频谱由载频分量、上边带和下边带组成。
AM传输带宽是调制信号带宽的两倍:
AM的优势在于接收机简单,广泛用于中短调幅广播。
AM
2
H
Bf
0
max
mt A
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
AM信号的功率 AM信号的功率
0
max
()mt A
0AM c
coscos
c
t t mt ts A
2
s
AM
22
AM
0
()
()
P
mt
P
A
mt
AM功率利用率低!
ttmAttmtA
ttmAtsP
ccc
cAMAM
2
0
2222
0
2
2
0
2
cos)(2cos)(cos
cos)(
0
sc
PP
tmA
2
)(
2
22
0
载波功率载波功率
边带功率边带功率
调制效率(功率利用率) 调制效率(功率利用率)
2
0
2
)( Atm
%50
AM
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
---不含有用信息 ,却“浪费”大部分的发射功率。---不含有用信息 ,却“浪费”大部分的发射功率。
---包含有用信息m(t), 满调幅时,边带功率最大。---包含有用信息m(t), 满调幅时,边带功率最大。
定义调幅系数 m(用百分比表示时,又称调幅度)
——反映基带信号改变载波幅度的程度:
定义调幅系数 m(用百分比表示时,又称调幅度)
——反映基带信号改变载波幅度的程度:
max
0
()
m
mt
A
m<1 正常调幅
m=1 临界状态,满调幅(100)
m>1 过调幅
载波
边带
当然,
AM正是利用这种“浪费”去换取解调的 便宜,即包检。
0AM c
coscos
c
t t mt ts A
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
t
()
A
mt
A
0
t
0
t
()
A
mt
A
0
t
()
A
mt
A
0
t
t
1m
1m
1m
AM
()st
AM
()st
AM
()st
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
2
s
AM
22
AM
0
()
()
P
mt
P
A
mt
max
0
()
m
mt
A
222
2
0
AM
22 22 2
00
/
22/2
mm
mm
AAA
m
AA AA m
() cos
mm
mt A t
设 (单音正弦),
22
() /2
m
mt A则
当m=1(满调幅)时,AM调制效率的最大值仅为1/3,
可见,AM的功率利用率很低。
高调幅度的重要性!
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
0
AM c
c
0
co
co
scos
s
c
st Amt t
mA tt t
0 cAM cc c
1
2
A MMS
mt
m
st
c
cos t
0
A
0
max
0mt mt A和
条件:
如何提高调制效率?
——抑制载波!
QA
南京理工大学 通信工程系
RUI YiBin
0
AM c
c
0
co
co
scos
s
c
st Amt t
mA tt t
0 cAM cc c
1
2
A MMS
mt
m
st
c
cos t
0
A
0
max
0mt mt A和
条件:
如何提高调制效率?
——抑制载波!
QA
DSB信号
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