通信原理-第7讲-模拟调制系统(1)-电07概要.pptx

第五章模拟调制系统5.0一些基本概念5.0一些基本概念5.1幅度调制(线性调制)的原理5.1幅度调制(线性调制)的原理标准调幅—常规双边带调幅时域表示式：sAM(t)=[A0+m(t)]cos(ct)=A0cos(ct)+m(t)cos(ct)式中：m(t)—调制信号均值为0；A0—常数表示叠加的直流分量。频谱：若m(t)为确知信号则AM信号的频谱为：若m(t)为随机信号则已调信号的频域表示式必须用功率谱描述。调制器模型：波形图：由波形可以看出：当满足条件：|m(t)|maxA0时其包络与调制信号波形相同因此用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。否则出现“过调幅”现象。这时用包络检波将发生失真。但是可以采用其它的解调方法如同步检波。第五章模拟调制系统由频谱可以看出AM信号的频谱由：载频分量、上边带、下边带三部分组成。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同下边带是上边带的镜像。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：设m(t)为确知信号AM信号的特性：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：AM信号的特性：调制效率：当m(t)=Amcosmt时代入上式得到：当|m(t)|max=A0时（100％调制）调制效率最高这时：max=1/3时域表示式：无直流分量A0：频谱：无载频分量：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检波较复杂。原理：双边带信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频谱M()的所有频谱成分因此仅传输其中一个边带即可。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。滤波法及SSB信号的频域表示滤波法的原理方框图——用边带滤波器滤除不要的边带：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。滤波法及SSB信号的频域表示滤波法的原理方框图——用边带滤波器滤除不要的边带：若具有如下理想低通特性：则可滤除上边带。SSB信号的频谱：滤波法及SSB信号的频域表示滤波法的原理方框图滤波法及SSB信号的频域表示滤波法的技术难点：①滤波特性很难做到具有陡峭的截止特性。②例如：若经过滤波后的话音信号的最低频率为300Hz则上下边带之间的频率间隔为600Hz即允许过渡带为600Hz。在600Hz过渡带和不太高的载频情况下滤波器不难实现；但当载频较高时采用一级调制直接滤波的方法已不可能实现单边带调制。滤波法及SSB信号的频域表示滤波法的技术难点：③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。④当调制信号中含有直流及低频分量时滤波法就不适用了。相移法和SSB信号的时域表示：若m(t)是确定信号其傅氏频谱为M(f)上边带滤波器的传递函数为：此HUSB(f)也可表示为：HUSB(f)=u(f－fc)+u(－f－fc)式中u(·)表示单位阶跃函数。为得到单边带调幅信号的时域表示式先写出单边带调幅信号的频域表示式再从它的傅氏反变换得到时域表示式。相移法和SSB信号的时域表示：上边带信号的频域表示式为：对上式进行傅氏反变换并利用傅氏变换的调制定理得到：利用下列傅氏变换关系式：相移法和SSB信号的时域表示：得到：在上式中使用了下列恒等式：相移法和SSB信号的时域表示：式中的是m(t)的希尔伯特变换。将m(t)输入希尔伯特滤波器其输出是如下图所示：希尔伯特滤波器是冲激响应为的线型滤波器其相应的频率响应为：希尔伯特变换：若信号存在傅里叶变换对则其希尔伯特变换的频谱等于该信号频谱F(ω)的负频域全部频率成分相移+π/2而正频域相移－π/2——完成这种变换的传递函数称为希氏滤波器传递函数即有：Hh(ω)=－j·sgn(ω)利用欧拉公式得到单边带的上边带调幅信号表示式：单边带的下边带调幅信号表示式：由于：