《通信原理》-模擬幅度調(diào)制.ppt

《《通信原理》-模擬幅度調(diào)制.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《通信原理》-模擬幅度調(diào)制.ppt（25頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第3章模擬幅度調(diào)制,調(diào)制：將基帶信號（調(diào)制信號）搬到頻率較高的載波頻率段上，形成已調(diào)制信號。s(t)=A(t)cos(ωct+φ(t)+θ0）幅度調(diào)制：基帶信號f(t)調(diào)制載波信號c(t)的幅度，形成已調(diào)制信號s(t)。幅度調(diào)制分為完全調(diào)幅AM，雙邊帶調(diào)幅DSB，單邊帶調(diào)幅SSB，殘留邊帶調(diào)幅VSB等。3.1完全調(diào)幅（AM）3.1.1完全調(diào)幅的定義完全調(diào)幅是指基帶信號疊加一個直流信號后，再與載波相乘而進行的調(diào)制過程。其表達式為,,3.1.2正常調(diào)幅、滿調(diào)幅和過調(diào)幅,正常調(diào)幅是用基帶信號結(jié)痂一個直流信號后再乘以載波。根據(jù)基帶次信號和疊加直流信號大小關(guān)系不同，又可分為正常調(diào)幅、滿調(diào)幅和過調(diào)幅。如下圖所示為幅度調(diào)制信號波形圖。調(diào)幅系數(shù)（或調(diào)制指數(shù)）的表達式為當β1時，為過調(diào)幅，此時不能從s(t)的包絡(luò)中恢復f(t)。通常，設(shè)置調(diào)幅系數(shù)β為0.3~0.6。如圖所示為過幅度調(diào)制信號波形。,3.1.3完全調(diào)幅信號的頻域特征,如圖所示為完全調(diào)幅信號的頻譜搬移。,設(shè)f(t)是基帶信號，由傅里葉變換可得到其頻域表達式。,直流分量A0的頻域表達式為,載波信號c(t)的頻域表達式為,由信號與系統(tǒng)知識可知,3.1.4完全調(diào)幅信號的解調(diào),包絡(luò)解調(diào)是一種非相干解調(diào)，如圖所示為用保羅檢波器解調(diào)AM信號的模型。完全調(diào)幅信號還可以進行相干解調(diào)，具體內(nèi)容見3.2節(jié)。,3.1.5完全調(diào)幅信號的帶寬和功率,由完全調(diào)幅信號的頻譜搬移圖可知，完全調(diào)幅信號的單邊帶寬是基帶信號f(t)的2倍。實信號功率是指信號在任意時刻的瞬時功率，即信號電平在1歐姆的電阻上的功率等于信號該是可取值的絕對平均值的平方。由此可知信號在1歐姆的電阻上的平均功率為,,,,載波功率、邊帶功率和調(diào)制效率,令，稱為載波功率。，稱為邊帶功率。AM信號的功率是由邊帶功率和載波功率兩部分組成的。定義完全調(diào)幅信號的調(diào)制頻率為有用功率和總功率之比，即,當調(diào)制信號是一個余弦信號時，則可得調(diào)制效率為,3.2抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB）,3.2.1雙邊帶調(diào)幅的定義和波形如果在調(diào)制時不加入直流分量，直接用基帶信號與載波信號相乘，那么得到的已調(diào)制信號中將不包含載波能量，這就可以提升調(diào)制效率。這種不含載波分量的調(diào)幅信號稱為抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號，簡稱雙邊帶信號。其示意圖如下圖所示。雙邊帶信號的表達式為雙邊帶信號的波形圖如下圖所示，由圖可知，s(t)的包絡(luò)不能直接反映信號f(t)波形。,3.2.2雙邊帶信號的頻率域分析,雙邊帶信號與完全調(diào)幅類似，但沒有載波處的沖激分量。注：上邊帶和下邊帶的概念。如右圖所示為雙邊帶信號頻譜圖。,3.2.3雙邊帶信號的解調(diào)和平均功率,雙邊帶信號解調(diào)的思路：進行頻譜搬移，將信號從載波點搬回零頻點。下圖為雙邊帶調(diào)幅信號想干解調(diào)模型圖。要求接收方本地載波與發(fā)送方載波頻率和相位同步。已調(diào)制信號s(t)的功率全是邊帶功率，沒有載波功率。,如右圖所示為雙邊帶想干解調(diào)的頻域示意圖。,3.3單邊帶調(diào)制(SSB),3.3.1單邊帶調(diào)制的定義將雙邊帶調(diào)制信號只保留上邊帶或下邊帶中的一對即為單邊帶調(diào)制。保留上邊帶的，稱為上邊帶調(diào)制(USB)；保留下邊帶的，稱為下邊帶調(diào)制(LSB)。如圖所示為單邊帶信號濾波實現(xiàn)的模型。,3.3.2單邊帶濾波器單邊帶濾波器通常有以下幾種：,上邊帶濾波器（高通濾波器）；下邊帶濾波器（低通濾波器）；單邊帶調(diào)制的頻譜示意圖如右圖所示。理想的濾波器截止特性和現(xiàn)實濾波器的過渡帶。下圖為理想濾波器的截止和實際濾波器的過渡帶。單邊帶信號濾波器的歸一化值a＝△f/fc決定實現(xiàn)難度。,3.3.3二次濾波法,,如下圖所示為二次濾波的模型。,如圖所示為二次濾波的頻譜示意圖。,3.3.4相移法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制,如下圖所示為相移法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制。,3.3.5單邊帶信號的解調(diào),單邊帶調(diào)制與雙邊帶信號解調(diào)類似，都是相干解調(diào)。已知單邊帶信號為,如圖所示為帶邊帶信號解調(diào)的示意圖。,3.4殘留邊帶調(diào)制（VSB）,3.4.1殘留邊帶調(diào)制定義由于雙邊帶帶寬過大，單邊帶難于實現(xiàn)，于是折衷產(chǎn)生殘留邊帶調(diào)制。殘留邊帶濾波器截止較為平緩，容易實現(xiàn)。但殘留邊帶調(diào)制法要求過渡帶嚴格的互補對稱。如圖所示分別為殘留邊帶調(diào)制模型和殘留邊帶傳遞函數(shù)與單邊帶傳遞函數(shù)的比較圖。,3.4.2殘留邊帶信號的解調(diào),殘留邊帶信號一般采用相干解調(diào)。上下邊帶的殘留互補。如圖所示為才流變帶解調(diào)的頻譜示意圖。,3.5各種線性調(diào)制的一般模型,3.5.1各種線性調(diào)制的一般模型（濾波器法實現(xiàn)）3.5.2各種線性調(diào)制解調(diào)的一般模型相干解調(diào)模型如下圖所示。非相干解調(diào)（插入直流信號后進行包絡(luò)檢波）。,本章小結(jié),本章主要介紹了模擬通信中的線性調(diào)制，即調(diào)制信號f(t)對載波信號的幅度產(chǎn)生影響。線性調(diào)制包括完全調(diào)制信號、雙邊帶信號、殘留邊帶信號等。調(diào)幅信號的解調(diào)一般采用相干解調(diào)，這種解調(diào)要求本地載波與調(diào)制載波在頻率和相位上嚴格匹配。完全調(diào)幅信號還可以采用非相干解調(diào)。,