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1、1,上一章小结,一、主要内容 通信的相关概念：数字信号、模拟信号、模拟通信系统、 数字通信系统及其优缺点； 通信系统的组成与分类； 信道与信道模型：注意电磁波的几种传播方式； 信息及其度量：定义和计算方法。 通信系统的主要性能指标,2,思考题： 1）影响通信系统性能的关键因素 有哪些？,3,第 2 章 模拟调制技术(2.1),4,本章要求,了解调制的目的、定义和分类； 掌握调幅、抑制载波双边带调制、单边带调制、残留边带调制等线性调制的时域和频域表示、调制和解调原理； 熟悉调频和调相的基本概念； 理解单频调制时，宽带调频信号的时域和频域表示、调频指数和频偏的定义和物理意义，调频信号带宽的计算卡森
2、公式； 了解调频信号的产生和解调方法。,5,第2章 模拟调制技术,引言 2.1 模拟线性调制技术 2.3 模拟角度调制技术 2.5 频分复用原理 2.6 模拟调制技术的应用,主要内容,6,引言,调制的定义： 调制就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的过程。 狭义的调制就是指载波调制。 载波调制是用调制信号（原始信号）控制载波的某个（或几个）参数的过程。,什么是调制？,7,引言,调制模型,调制信号,载波,已调信号,8,引言,调制的目的： 将调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输的已调信号（频带信号）； 实现信道的多路复用，提高信道利用率； 扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力；,为什么要
3、对信号进行调制处理？,9,傅立叶变换复习,傅立叶变换,时域卷积定理,频域卷积定理,10,傅立叶变换复习,傅立叶变换的对称特性,本节常用的傅立叶变换对,频移特性,11,第2章 模拟调制技术,引言 2.1 模拟线性调制技术 2.3 模拟角度调制技术 2.5 频分复用原理 2.6 模拟调制技术的应用,主要内容,12,2.1 模拟线性调制技术,线性调制的一般模型,说明：适当选择滤波器的特性，便可 以得到各种线性调制信号。,13,2.1 模拟线性调制技术,线性调制信号的时域表示,式中，A 载波幅度； c 载波角频率； 0 载波初始相位（以后假定00）； m(t) 基带调制信号。,14,2.1 模拟线性调
4、制技术,调制信号的频谱表示 设调制信号m(t)的频谱为M()，则已调信号的 频谱为 已调信号的频谱完全是基带信号频谱在频域内 的简单搬移(精确到常数因子)。由于这种搬移是 线性的，因此，称为线性调制。 注意：这里的“线性”并不意味着已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。,15,2.1 模拟线性调制技术,2.1.1 调幅（AM） 调制器模型 时域表达式：,16,2.1 模拟线性调制技术,波形图 由波形图可以看出，当|m(t)| A0 时，其包络与调制信号波形相同。 当|m(t)| A0时，出现“过调幅”现象。 假设Am表示调制信号的幅度，定义：,调幅指数=Am/A0,17,调幅指数=1/2,调
5、幅指数=1,调幅指数=10/3,18,2.1 模拟线性调制技术,解调原理,（1）包络检波（二极管单向导通性） （2）低通滤波（除去高频成分） （3）隔断直流（恢复基带波形）,利用包络和信号的相似性,19,2.1 模拟线性调制技术,正常调幅的解调波形 过调幅的解调失真,20,2.1 模拟线性调制技术,频谱：若m(t)为确知信号，则AM信号频谱为,21,2.1 模拟线性调制技术,AM信号的特性 带宽：它是带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信号带宽 fH 的两倍： 功率： 当m(t)为确知信号时，,22,2.1 模拟线性调制技术,若 则,调制效率 AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有
6、边带功率才与调制信号有关，载波分量并不携带信息。有用功率（用于传输有用信息的边带功率）占信号总功率的比例称为调制效率：,23,2.1 模拟线性调制技术,当m(t) = Am cos mt 时， 当|m(t)|max = A0时，调制效率最高 max 1/3,2/3的功率都浪费在并不携带信息的载波上！,24,2.1 模拟线性调制技术,例 已知一AM广播电台输出功率为50KW，采用 单频余弦信号进行调制，调幅指数为0.707，计 算调制效率和载波功率。,25,2.1 模拟线性调制技术,2.1.2 抑制载波双边带调制（DSB-SC） 时域表示式：无直流分量A0 频谱：无载频分量,26,2.1 模拟线
7、性调制技术,调制效率：100； 优点：节省了载波功率 缺点：不能用包络检波，需用相干解调，较复杂。,载波反相点,27,2.1 模拟线性调制技术,DSB信号的相干解调原理,（1）带通滤波（Band Pass Filter）滤除带外噪声 （2）乘上同频同相的本地载波 （3）通过低通滤波器（Low Pass Filter）,28,2.1 模拟线性调制技术,原理： 因为DSB上、下边带都包含了M()的所有频谱成分，因此传一个边带即可。这样既节省发送功率，还可节省一半传输频带，这种方式称为单边带调制。 产生SSB信号的方法有两种：滤波法和相移法。,2.1.3 单边带调制（SSB）,29,2.1 模拟线性
8、调制技术,滤波法原理 用边带滤波器，滤除不要的边带:,SSB信号的频谱,30,2.1 模拟线性调制技术,若具有如下理想低通特性： 则可滤除上边带。,H()为单边带滤波器的传输函数， 若它具有如下理想高通特性：,则可滤除下边带。,31,2.1 模拟线性调制技术,上边带频谱图:,32,2.1 模拟线性调制技术,滤波法的技术难点 滤波特性很难做到具有陡峭的截止特性； 当调制信号中含有直流及低频分量时滤波法就不适用了。 工程实践中，可以采用多级（一般采用两级）DSB调制及边带滤波的方法，即先在较低的载频上进行DSB调制，目的是增大过渡带的归一化值，以利于滤波器的制作。再在要求的载频上进行第二次调制。,
9、33,2.1 模拟线性调制技术,34,2.1 模拟线性调制技术,相移法和SSB信号的时域表示 SSB信号的时域表示式 设单频调制信号 则DSB信号的时域表示式为,35,2.1 模拟线性调制技术,若保留上边带，则有 若保留下边带，则有,36,2.1 模拟线性调制技术,将两式合并： 希尔伯特变换：上式中Am sinmt可以看作是Am cosmt 相移-/2的结果。把这一相移过程称为希尔伯特变换，记为“ ”，则有,37,2.1 模拟线性调制技术,将上式推广到一般的情况，则有：,表示m(t)的希尔伯特变换：,38,希尔伯特变换,2.1 模拟线性调制技术,希尔伯特变换器是理想的90度移相器。,希尔伯特滤
10、波器的幅频与相频特性：,39,2.1 模拟线性调制技术,移相法SSB调制器方框图 优点：不需要滤波器具有陡峭的截止特性。 缺点：宽带相移网络难用硬件实现。,相移法,40,2.1 模拟线性调制技术,SSB信号的解调 SSB信号的解调和DSB一样，不能采用简单的包络检波，因为SSB信号也是抑制载波的已调信号，它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以仍需采用相干解调。,41,2.1 模拟线性调制技术,SSB信号的相干解调,42,2.1 模拟线性调制技术,SSB信号的非相干解调：插入强载波,43,2.1 模拟线性调制技术,SSB信号的性能 SSB信号的实现比AM、DSB要复杂，但SSB调制方式在传输信
11、息时，不仅可节省发射功率，而且它所占用的频带宽度比AM、DSB减少了一半。它目前已成为短波通信中一种重要的调制方式。,44,2.1 模拟线性调制技术,2.1.4 残留边带（VSB）调制 原理：残留边带调制是介于SSB与DSB之间的一种折中方式，它既克服了DSB信号占用频带宽的缺点，又解决了SSB信号实现中的困难。 滤波器取一个边带 + 另一边带的残留部分。,45,2.1 模拟线性调制技术,46,2.1 模拟线性调制技术,调制方法：用滤波法实现残留边带调制的原理与滤波法SSB调制器相同。,Q：既没有完整的上边带，又没有完整的下边带，会不会有信息丢失？,47,2.1 模拟线性调制技术,对残留边带滤
12、波器特性H()的要求 残留边带信号的频谱,残留边带滤波器H()的特性应该使得VSB信号进行相干解调以后可以恢复出原始信号。,48,2.1 模拟线性调制技术,VSB信号解调器方框图 根据频域卷积定理可知，乘积sp(t)对应的频谱为,49,2.1 模拟线性调制技术,式中，M( + 2c)及M( - 2c)是搬移到+ 2c和 -2c处的频谱，它们可以由解调器中的低通滤波器滤除。低通滤波器的输出频谱为,50,2.1 模拟线性调制技术,为了保证相干解调的输出无失真地恢复调制信号m(t)，上式中的传递函数必须满足： H 调制信号的截止角频率。 含义：残留边带滤波器的特性H()在c处必须具有互补对称（奇对称）特性, 相干解调时才能无失真地从残留边带信号中恢复所需的调制信号。,51,2.1 模拟线性调制技术,残留边带滤波器特性的两种形式 残留“部分上边带”的滤波器特性：图(a) 残留“部分下边带”的滤波器特性：图(b),52,各种调制方式的性能比较,2.1 模拟调制技术的应用,53,小结,幅度调制（线性调制）的原理：,基本概念： 线性调制；调制效率；调幅指数；包络检波；相干解调。,作业：2-1, 2-2, 2-4, 2-5,54,思考题： 非线性调制和线性调制的区别在哪里？,
