第三章-模拟线性调制

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1、第三章第三章 模拟线性调制模拟线性调制1第三章 模拟线性调制2单元学习提纲单元学习提纲 v 调制简介定义 目的 分类v 线性调制（幅度调制）原理 v 线性调制和解调的一般模型v 相干解调的抗噪声性能v 门限效应第三章 模拟线性调制新课导入调制与解调的概念绵阳绵阳北京北京江油江油广元广元上飞机的上飞机的过程即为过程即为调制调制下飞机的下飞机的过程即为过程即为解调解调第三章 模拟线性调制调 制 简 介n 调制定义调制定义何谓调制？第三章 模拟线性调制进行频谱搬移，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 n 调制目的调制目的为什么要进行

2、调制？第三章 模拟线性调制 调制信号调制信号 载载 波波 已调信号已调信号()m t()mst 运载工具 多种形式 同义词认识一下 调制过程 所涉及的 三种信号n 调制分类调制分类第三章 模拟线性调制-可从不同角度分类：都有哪些调制方式？第三章 模拟线性调制8模拟通信系统模型 第三章 模拟线性调制9)cos(0ctAtc)(0ccos)()()(tttAts设设f(t)为调制信号，为调制信号，c(t)为载波信号，为载波信号，s(t)为已调信号为已调信号第三章 模拟线性调制 常规双边带幅常规双边带幅1、信号的表达和产生：、信号的表达和产生：10)cos(cc0AMttfAts)()(适用包络检波

3、的条件！A0与f(t)的关系直流分量，直流分量，调制信号的调制信号的组成部分组成部分第三章 模拟线性调制 若若 11)cos(mmmtAtf)()cos()cos(ccmmm0AMttAAts)(0AMmmcc1cos()cos()Att上式中，上式中，称为，称为调幅指数调幅指数，用，用百分比表示时，称为调制度。（百分比表示时，称为调制度。（30%-60%）1/0mAMAAAM0max()/f tA调制度调制度 小于小于1 1 等于等于1 1 大于大于1 1 正常调幅正常调幅 满调幅满调幅 过调幅过调幅若调制信号为一般信号，则取调幅指数为：若调制信号为一般信号，则取调幅指数为：第三章 模拟线性

4、调制第三章 模拟线性调制 当载波初相为当载波初相为0时，已调信号为：时，已调信号为：13AM0c()()cosstAf tt()()01+()2ccjtjtAf tee0c0ccccc()()cos()()1()cos()()2f tFAtAf ttFF)()()()(cccc0AM21FFAS频域特性分析若有：若有：则已调信号的频谱为：则已调信号的频谱为：第三章 模拟线性调制 已调信号的频谱图：已调信号的频谱图：141、形状相同，位置搬移；、形状相同，位置搬移；2、SAM含载波分量；含载波分量；3、SAM是双边带信号，是双边带信号，带宽带宽 BAM=2W=2fH4、下边带是上边带的镜像、下边

5、带是上边带的镜像下边带下边带上边带上边带上边带上边带载频分量载频分量载频分量载频分量第三章 模拟线性调制nAM信号的信号的特点特点l 时，AM波的包络正比于调制信号m(t)，故可采用包络检波。lAM的频谱由载频分量、上边带和下边带组成。lAM传输带宽是调制信号带宽的两倍：lAM的优势在于接收机简单，广泛用于中短调幅广播。AM2HBf 0maxm tA第三章 模拟线性调制 调幅信号的平均功率为：调幅信号的平均功率为：162AMAM220c222220cc0c()()coscos()cos2()cosPstAf ttAtfttA f tt0)(tf02cos2cos121cosccc2tttfc2

6、20AM22PPtfAP)(功率特性分析常规调幅信号的功率由载波功率常规调幅信号的功率由载波功率Pc和边带功率和边带功率Pf组成；组成；边带功率与调制信号有关，是有用功率：边带功率与调制信号有关，是有用功率：载波功率？载波功率？因为因为第三章 模拟线性调制 调制效率：边带功率与总功率之比，即：调制效率：边带功率与总功率之比，即：17fcfAMfAMPPPPP)()()()(tfAtftfAtf22022202212121当当 时，有：时，有：此时：此时：)cos(mmmtAtf)(22m()2/ftA22mA MA M2220mA M22AAA若若 ，调制效率，调制效率最大值为最大值为1/3。

7、1AM常规调幅调制效率低下，载波分量不携带信息却占用大部分功率！改进方案-抑制载波双边带调制第三章 模拟线性调制0AM1()()()()(2ccccSFAF AM0c0cc()()()cosccososstAf ttAtf tt 0max0f tf tA和条件：如何提高调制效率？抑制载波！第三章 模拟线性调制抑制载波双边带调幅（DSB-SC）0f t 条件：nDSB表达式表达式nDSB调制器调制器Double-Sideband Suppressed CarrierDSBc()()cosstf ttDSB11()()()22ccSFF第三章 模拟线性调制nDSB波形和频谱波形和频谱第三章 模拟线

8、性调制nDSB信号的信号的特点特点l包络不再与f(t)成正比；当f(t)改变符号时载波相位反转，故不能采用包络检波，需相干解调。l无载频分量，只有 上、下 边带。l带宽与AM的相同：l调制效率100，即功率利用率高。l主要用作SSB、VSB的技术基础，调频立体声中的差信号调制等。DSBAM2HBBf 第三章 模拟线性调制AM和DSB调制与解调的一般模型AM0c()()cosstAf ttn非相干解调非相干解调包络检波包络检波)()(tfAtsd第三章 模拟线性调制AM和DSB调制与解调的一般模型DSBc()()cosstf tt第三章 模拟线性调制24例：若非线性器件的输入例：若非线性器件的输

9、入-输出特性为输出特性为:y=a:y=a1 1x+ax+a2 2x x2 2解：由图解：由图x x1 1=f(t)+cos=f(t)+cosc ct;xt;x2 2=-f(t)+cos=-f(t)+cosc ct ty y1 1=a=a1 1f(t)+cosf(t)+cosc ct+at+a2 2f(t)+cosf(t)+cosc ctt2 2y y2 2=a=a1 1-f(t)+cos-f(t)+cosc ct+at+a2 2-f(t)+cos-f(t)+cosc ctt2 2 y=y y=y1 1-y-y2 2=2a=2a1 1f(t)+4af(t)+4a2 2f(t)cosf(t)cos

10、c ct t第三章 模拟线性调制25 环行调制器也可以完成乘法运算，环行调制器也可以完成乘法运算，实现抑制载波的双边带调幅。实现抑制载波的双边带调幅。第三章 模拟线性调制26第三章 模拟线性调制 DSB相干解调相干解调模型模型 如右图所示。如右图所示。v 关键是必须关键是必须 有一个同频同有一个同频同 相的载波。相的载波。v 表达式如下：表达式如下：经低通后，得到：经低通后，得到：从而恢复了原有的调制信号。从而恢复了原有的调制信号。272DSBccc11()()cos()cos()()cos222pststtf ttf tf tt)()(tfts21d第三章 模拟线性调制DSB-SCDSB-S

11、C与与AMAM信号的比较信号的比较vDSB-SC的调制效率：的调制效率：100v优点：节省了载波功率。优点：节省了载波功率。v缺点：不能用包络检波，需用相干检波，较缺点：不能用包络检波，需用相干检波，较复杂。复杂。v双边带的上、下两个边带有什么关系？双边带的上、下两个边带有什么关系？一个边带携带了调制信号的全部信息。一个边带携带了调制信号的全部信息。v进一步改进：单边带调制进一步改进：单边带调制进一步节省载波功率和带宽进一步节省载波功率和带宽28第三章 模拟线性调制3.2 单边带调制（SSB）nSSBSSB信号的产生信号的产生（1 1）滤波法 技术难点之一技术难点之一第三章 模拟线性调制30

12、()()()()SSBDSBSSBSSHH其中是边带滤波器的传递函数LSB0 H()=H()=1CC如 果 保 留 下 边 带1 ()()0CUSBCHH如 果 保 留 上 边 带第三章 模拟线性调制边带滤波特性边带滤波特性 第三章 模拟线性调制2022-12-1432 实际电路中，理想的滤波特性不易实现，所实际电路中，理想的滤波特性不易实现，所有的滤波器都不可能是真正的矩形，其上升沿和有的滤波器都不可能是真正的矩形，其上升沿和下降沿都有一定的下降沿都有一定的过渡带过渡带。通常，滤波器的中心频率越高，过渡带就通常，滤波器的中心频率越高，过渡带就会越宽，实现矩形滤波就越困难。即实现滤波器会越宽，

13、实现矩形滤波就越困难。即实现滤波器的难易与过渡带与载频的归一化值有关。的难易与过渡带与载频的归一化值有关。在高频情况下，要实现窄带滤波，通常只有在高频情况下，要实现窄带滤波，通常只有采用多级调制的方式。采用多级调制的方式。第三章 模拟线性调制33 例例3-2 3-2 某单边带调制信号要求载频为某单边带调制信号要求载频为10MHZ10MHZ，调制信号频带为调制信号频带为300-3400HZ300-3400HZ，试用两级调制实现。，试用两级调制实现。解：如果采用一级实现。必须要求在解：如果采用一级实现。必须要求在10MHZ10MHZ中心频率情况下，过渡带的带宽要小于中心频率情况下，过渡带的带宽要小

14、于60OHZ60OHZ，即，即过渡带相对于载频的归一化值要小于过渡带相对于载频的归一化值要小于6 6*1010-5-5，这是，这是不可能实现的。故采用二级调制，如图所示。不可能实现的。故采用二级调制，如图所示。第三章 模拟线性调制2022-12-1434 以上是多级调制频谱图，每级过渡带相对于载以上是多级调制频谱图，每级过渡带相对于载频的归一化值只要求小于频的归一化值只要求小于6*10-3，这是可以实现的。，这是可以实现的。第三章 模拟线性调制2022-12-1435 要把一个低通信号调制成单边带，如视频要把一个低通信号调制成单边带，如视频信号等，由于信号频谱中有直流成分（零频），信号等，由于

15、信号频谱中有直流成分（零频），通过平衡调制后产生的双边带已调信号中，通过平衡调制后产生的双边带已调信号中，上边带与下边带完全连在一起，不能通过滤波上边带与下边带完全连在一起，不能通过滤波器选出单边带信号。器选出单边带信号。故引出故引出相移法相移法。第三章 模拟线性调制11cossscoinsin22mccmmmtAtAtt cosmmf tAt设 coscosDSBmmcstAtt LSB1cos2mcmstAt 11cossin22ccttf tf t1cosc21os2mcmmcmAtAt（2 2）相移法 coscc tt载波USB+-第三章 模拟线性调制 相移法形成单边带信号原理如下图所

16、示。相移法形成单边带信号原理如下图所示。SSB信号第一项为同相分量，第二项为正交分量。信号第一项为同相分量，第二项为正交分量。若调制信号为非周期信号，则通过若调制信号为非周期信号，则通过希尔伯特变换希尔伯特变换实现实现SSB信号的产生。信号的产生。37第三章 模拟线性调制希尔伯特变换的意义希尔伯特变换的意义?v数学意义：完成一种运算数学意义：完成一种运算v物理意义：完成对信号的改变物理意义：完成对信号的改变 幅度特性：全通网络幅度特性：全通网络相角特性：宽带相移网络相角特性：宽带相移网络 38ttftf 1)()(第三章 模拟线性调制 希尔伯特变换关系：希尔伯特变换关系：时域关系为：时域关系为

17、：由于由于 其传递函数为：其传递函数为：频域表达式为：频域表达式为：39ttftf 1)()(jsgn1tjsgnH)(H)()()()(FHFFjsgnH10sgn10，物理意义物理意义:f(t)f(t)信号通过传递函数为信号通过传递函数为-jsgn-jsgn 的滤波器可以得到其希尔伯特变换式。的滤波器可以得到其希尔伯特变换式。第三章 模拟线性调制 由于由于 所以所以 而而 和和 分别对应有：分别对应有：和和 将上述二表达式带入卷积表达式，经推导可得上下边带将上述二表达式带入卷积表达式，经推导可得上下边带的的SSB分别为：分别为：40)()()(SSBDSBSSBHSS)(USBH)(LSB

18、HtttthcUSBsin1)()(ttthcLSBsin1)()()()(thtstsSSBDSBSSBttfttfccsin21cos21)()(ttfttftsccUSBsin)(21cos)(21)()(LSBts第三章 模拟线性调制 上下边带之和为：上下边带之和为：移相法产生移相法产生SSB信号原理如下图。信号原理如下图。41ttftststscUSBLSBDSBcos)()()()(移相法：移相法：优点：不需要滤优点：不需要滤波器具有陡峭的波器具有陡峭的截止特性。截止特性。缺点：宽带相移缺点：宽带相移网络难用硬件实网络难用硬件实现现第三章 模拟线性调制42第三章 模拟线性调制 SS

19、B信号的解调信号的解调 不能用包络解调。相干解调原理如右下图所示。不能用包络解调。相干解调原理如右下图所示。由于输入信号为：由于输入信号为：所以所以 经低通后输出为：经低通后输出为：43ttfttftsccSSBsincos)()()(ttfttftfttstscccSSBp2sin212cos2121cos)()()()()()()(tfts21d第三章 模拟线性调制SSB信号的特点v性能分析性能分析SSB信号的实现比信号的实现比AM、DSB要复杂，但要复杂，但SSB调制方式在调制方式在传输信息时，不仅可节省发射功率，而且它所占用的频传输信息时，不仅可节省发射功率，而且它所占用的频带宽度比带

20、宽度比AM、DSB减少了一半。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。它目前已成为短波通信中一种重要的调制方式。v相移法和时域表达式相对应相移法和时域表达式相对应 时域表达式的意义时域表达式的意义v给出了基带信号和已调信号之间的定量关系，是定量给出了基带信号和已调信号之间的定量关系，是定量计算的基础计算的基础v能说明已调信号的类型：幅度调制、组成分量能说明已调信号的类型：幅度调制、组成分量v系数的影响系数的影响44单边带调制节省带宽和功率，实现困难单边带调制节省带宽和功率，实现困难双边带调制容易实现，占用双边带调制容易实现，占用2 2倍带宽倍带宽折衷方案：折衷方案：在实现难度和在

21、实现难度和占用带宽中折衷占用带宽中折衷 第三章 模拟线性调制 3.3 残留边带调制（VSB）介于介于SSB与与DSB之间的折中方案。之间的折中方案。第三章 模拟线性调制nVSBVSB信号的产生信号的产生应该具有怎样的滤波特性？nVSBVSB信号的解调信号的解调 VSBDSB12VSBccSHHSFF应该具有怎样的滤波特性？第三章 模拟线性调制 相干解调输出信号的频谱为：相干解调输出信号的频谱为：47)()()(cVSBcVSBp21SSS)()2()(41)(ccVSBpFFHS)()()(ccVSB241FFH)()()(cVSBcVSB41HHF)()()()(ccVSBccVSB2241

22、FHFH)()()()(cVSBcVSBd41HHFS)()()()(ccVSBVSB21FFHS 经低通后输出经低通后输出整理合并，得整理合并，得第三章 模拟线性调制若要若要无失真恢复无失真恢复 f(t)，VSB滤波器的传输函数必须满滤波器的传输函数必须满足：足：含义：含义：d14ccHSFH第三章 模拟线性调制n残留边带滤波器的几何解释：第三章 模拟线性调制nVSB信号的信号的特点特点l 仅仅比比SSB所需所需带宽有很小的增加，却换来了电路的简单。带宽有很小的增加，却换来了电路的简单。l 应用：商业电视广播中的电视信号传输等。VSB2HHfBf第三章 模拟线性调制n滤波法滤波法3.4 线性

23、调制（幅度调制）的一般模型n相移法相移法()()h tH 12ccSFFH()()cos*()cs tf tth t第三章 模拟线性调制解调的任务!f(t)第三章 模拟线性调制相干解调 与 包络检波n相干解调相干解调 第三章 模拟线性调制n包络检波包络检波 第三章 模拟线性调制第三章 模拟线性调制2022-12-14563.6 3.6 线性调制系统的抗噪声性能线性调制系统的抗噪声性能先明确几个概念先明确几个概念1 1、噪声分为两种：、噪声分为两种：加性干扰：加性干扰：外界造成的突发性脉冲干扰、内部外界造成的突发性脉冲干扰、内部 有源器件造成的起伏干扰。有源器件造成的起伏干扰。乘性干扰：乘性干扰

24、：内部非线性器件产生的交调、互调。内部非线性器件产生的交调、互调。这里主要考虑对已调信号有持续影响的起伏这里主要考虑对已调信号有持续影响的起伏干扰，据产生机理和实验测量表明，起伏干扰是干扰，据产生机理和实验测量表明，起伏干扰是各态历经的平稳高斯白噪声。各态历经的平稳高斯白噪声。第三章 模拟线性调制57“各态历经”统计平均值等于时间平均值。“平稳”-概率密度函数与时间无关。“高斯”-概率密度函数为高斯分布。“白”-功率谱密度函数为均匀分布。以下是噪声分布模型：噪声只对接收系统产生影响，下面主要讨论接收系统的抗干扰性。第三章 模拟线性调制58 在接收机的设设计中，为了提高信噪比，通常在接收机的设设

25、计中，为了提高信噪比，通常在低噪声放大器（高放）后加一级窄带带通滤波在低噪声放大器（高放）后加一级窄带带通滤波器。其传递函数如下图。器。其传递函数如下图。第三章 模拟线性调制2022-12-1459 由随机过程理论可知，平稳高斯白噪声通过窄带滤波后（带通滤波器带宽中心频率）后，可以表示如下：()()cos()siniIcQcn tnttntt22()()cos()()()()()()()incnnIQInQn tr tttr tntntnttarctgnt其中为瑞利分布为均匀分布第三章 模拟线性调制2022-12-1460v 在分析系统的抗噪性能之前先明确几个概在分析系统的抗噪性能之前先明确几

26、个概念：念：v （1）噪声的同相分量、正交分量功率与噪）噪声的同相分量、正交分量功率与噪声功率相等。声功率相等。222()()()iIQn tntnt（2）对于AM、DSB，n(t)经过BPF后，得：200012()2222mmminnnn tdd 第三章 模拟线性调制2022-12-1461v对于对于ASMASM、DSBDSB信号，信号，B=2fmB=2fm 20()intn B 对于SSB信号，B=fm 201()2intn B第三章 模拟线性调制n分析模型分析模型高斯白噪声高斯白噪声已调信号已调信号BPF第三章 模拟线性调制窄带高斯噪声窄带高斯噪声输出噪声输出噪声输出信号输出信号22iI

27、02i()()()Qn tn tntNn B高斯白噪声高斯白噪声已调信号已调信号BPF解调器解调器相干解调相干解调包络检波包络检波iI00()()cos()sinQn tn ttntt第三章 模拟线性调制n分析模型分析模型解调器解调器ooii/SNGSN2oo2oo()()SftNn t2ii2ii()()SstNntn性能指标性能指标信噪比增益：信噪比增益：输出信噪比：输出信噪比：BPF第三章 模拟线性调制用用dBdB值表示信噪比值表示信噪比:10lg(S/N):10lg(S/N)为什么用为什么用dB值表示信噪比值表示信噪比？vdB：单位，无量纲：单位，无量纲v声音功率倍数：声音功率倍数：增

28、强增强10倍；增强倍；增强100倍；增强倍；增强1000倍倍 v人耳的感觉：人耳的感觉：增加增加1倍；增加倍；增加2倍；增加倍；增加3倍倍 人耳的感觉与声音功率倍数的对数成正人耳的感觉与声音功率倍数的对数成正比，使用比，使用dB值符合人体感官规律。值符合人体感官规律。65第三章 模拟线性调制线性调制相干解调系统的抗噪声性能相干解调器()cos()mcf tstt22c2i()()c1()2osmstf ttSfto1()2()f tf to2o2()1()4tftSfSi So No Ni DSB21cos1cos22利用（）第三章 模拟线性调制i00()()cos()sinIQn tn tt

29、ntt020cocs()ostc ttDSB2Gi0Nn Bo1()()2In tn t222oioi11()()=(14)44In tn tn tNNB=2fH 2i12Sft 2o14Sfti0Nn Boi14NNoioi2SSNN即sin22sincos利用第三章 模拟线性调制00i200()cos()sincosco()sIQnn tttttttnooDSBii/2/SNGSNoioi2SSNN即sin22sincos利用原因原因正交分量正交分量第三章 模拟线性调制SSB相干解调系统的抗噪声性能相干解调器()cos()mcf tstt22c2i()()c1()2osmstf ttSft

30、o1()2()f tf to2o2()1()4tftSfSi So No Ni 11cosis n22ccmf tttf tst 2o116Sfto1()4()f tf t2i1()4Sft第三章 模拟线性调制SSB1Gi0Nn Bo1()()2In tn t222oioi11()()=(14)44In tn tn tNNi00()()cos()sinIQn tn ttnttB=2fH oioiSSNN即i0Nn BB=fH SSBDSBoN 2o116Sft2i1()4Sfti0Nn Boi14NNi14N第三章 模拟线性调制 相干解调抑制正交相干解调抑制正交分量分量 11cosis n22

31、ccmf tttf tsti00()()cos()sinIQn tn ttnttooSSBii/1/SNGSNoioiSSNN即原因原因正交分量正交分量第三章 模拟线性调制SSB1GoioiSSNN即DSB2Goioi2SSNN即ooooDSBSSBSSNN 能否说：DSB系统的抗噪声性能 优于 SSB 系统呢？在相同的Si，n0，fH条件下：B=2fH B=fH i0Nn Bi0Nn B DSB和SSB的抗噪声性能相同。第三章 模拟线性调制合成包络AM 包络检波系统的抗噪声性能 22022itSfAAM0()()coscstAf tti00()()cos()sinIQn tn ttntt0i

32、Nn B icc0cossinmIQAf tn tstn tnttt cosctttA第三章 模拟线性调制（1）大信噪比时 220()()()IQAf tn ttntA隔掉220()()()IQAf tn tnt 0IAfnA ttt oft on t 22ooftfSt 2oiInNNt2AM2202()()ftGAft检波输出检波输出：第三章 模拟线性调制 讨论：2AM2202()()ftGAftl由于由于|f(t)|max A0，所以，所以GAM 1，即，即l100%调制，且调制，且 f(t)为单频正弦时：为单频正弦时：l相干解调的相干解调的GAM 如同上式，但不受信噪比条件的限制。如同

33、上式，但不受信噪比条件的限制。oioiSSNN32AMG第三章 模拟线性调制 22IQntRntt arctanQItntnt（2）小信噪比时220()()()IQAf tn tnt cosAR ttf ttA 220()()()IQAf tn ttntA 可见：第三章 模拟线性调制u大大信噪比时信噪比时：u小小信噪比时信噪比时：门限效应门限效应AM-包络检波包络检波系统的抗噪声性能：系统的抗噪声性能：2AM2202()()ftGAft32AMG100%单音正弦归纳归纳门限效应输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化，通常把这种现象称为解

34、调器的而是急剧恶化，通常把这种现象称为解调器的门限效应门限效应。开始出现门限效应的输入信噪比称。开始出现门限效应的输入信噪比称为为门限值门限值。第三章 模拟线性调制1双边带调幅双边带调幅(1)常规调幅信号常规调幅信号v时域表达式，时域波形，调幅指数时域表达式，时域波形，调幅指数v频域表达式，频谱图，信号的带宽频域表达式，频谱图，信号的带宽v常规调幅信号的功率，调制效率常规调幅信号的功率，调制效率(2)抑制载波双边带调幅抑制载波双边带调幅v时域表达式，时域波形时域表达式，时域波形v频域表达式，频谱图，信号的带宽频域表达式，频谱图，信号的带宽第三章 模拟线性调制(3)常规调幅信号和双边带信号的调制

35、与解调常规调幅信号和双边带信号的调制与解调v常规调幅信号和双边带信号的调制常规调幅信号和双边带信号的调制v双边带信号的相干解调双边带信号的相干解调v常规调幅信号的包络检波常规调幅信号的包络检波2单边带调制单边带调制用滤波法形成单边带信号，频域表达式及带宽用滤波法形成单边带信号，频域表达式及带宽用相移法形成单边带信号，时域表达式用相移法形成单边带信号，时域表达式单边带信号的相干解调单边带信号的相干解调第三章 模拟线性调制3残留边带调制残留边带调制用滤波法形成残留边带信号，频域表达式及带宽用滤波法形成残留边带信号，频域表达式及带宽残留边带信号的相干解调残留边带信号的相干解调残留边带滤波器的特性残留

36、边带滤波器的特性第三章 模拟线性调制v二、二、线性调制系统的抗噪声性能线性调制系统的抗噪声性能通信系统的抗噪声性能分析模型通信系统的抗噪声性能分析模型v抗噪声性能的指标：输出信噪比、信噪比增益抗噪声性能的指标：输出信噪比、信噪比增益 相干解调相干解调v双边带调制相干解调的抗噪声性能双边带调制相干解调的抗噪声性能v单边带调制相干解调的抗噪声性能单边带调制相干解调的抗噪声性能常规调幅包络检波的抗噪声性能常规调幅包络检波的抗噪声性能第三章 模拟线性调制难点分析v调制信号、载波和已调信号调制信号、载波和已调信号调制信号即基带信号，指来自信源的消息信号。调制信号即基带信号，指来自信源的消息信号。载波指未

37、受调制的周期性振荡信号，如正（余）载波指未受调制的周期性振荡信号，如正（余）弦波或周期性脉冲信号。弦波或周期性脉冲信号。已调信号是载波经过调制后的信号，通常以调制已调信号是载波经过调制后的信号，通常以调制方式作为已调信号的名称，例如幅度调制信号、方式作为已调信号的名称，例如幅度调制信号、频率调制信号等。频率调制信号等。v相干载波和相干解调相干载波和相干解调一般来说相干载波要从接收信号中提取。一般来说相干载波要从接收信号中提取。有些发射机在发送已调信号的同时发送导频信号有些发射机在发送已调信号的同时发送导频信号作为解调载波使用。作为解调载波使用。第三章 模拟线性调制v解调方法和门限效应解调方法和

38、门限效应相干解调没有门限效应。相干解调没有门限效应。v相干解调器由相乘器和低通滤波器组成，在解相干解调器由相乘器和低通滤波器组成，在解调过程中信号和噪声可以分开处理，所以没有调过程中信号和噪声可以分开处理，所以没有门限效应。门限效应。非相干解调指包络检波。非相干解调指包络检波。v包络检波器由整流器和低通滤波器组成，在解包络检波器由整流器和低通滤波器组成，在解调过程中信号和噪声无法分开处理。调过程中信号和噪声无法分开处理。v当输入信噪比低于一定数值时，解调器的输出当输入信噪比低于一定数值时，解调器的输出信噪比急剧恶化，这种现象称为门限效应。信噪比急剧恶化，这种现象称为门限效应。第三章 模拟线性调

39、制v易混淆的概念：易混淆的概念：单边带单边带/双边带信号双边带信号单边单边/双边带宽双边带宽单边单边/双边功率谱密度双边功率谱密度基带信号的带宽基带信号的带宽W与已调信号的带宽与已调信号的带宽B第三章 模拟线性调制853.6 3.6 频分多路复用及线性调制应用频分多路复用及线性调制应用多路复用：多路复用：把多个彼此不相关的信号合并为一个复合的群信把多个彼此不相关的信号合并为一个复合的群信号，可在一条信道上同时进行通信的方法。号，可在一条信道上同时进行通信的方法。频分多路复用频分多路复用:(Frequency Division MultiplexingFrequency Division Mul

40、tiplexing,FDM),FDM)第三章 模拟线性调制频分多路复用的原理方框图如图6-2所示 低通调制器带通输入CH1fc1低通调制器带通CH2fc2低通调制器带通CHnfcn信道带通解调器低通带通解调器低通带通解调器低通输出CH1CH2CHn发送端接收端图 6-2 频分多路复用原理方框图fc1fc2fc3第三章 模拟线性调制2022-12-1487 FDM最典型的例子是在一条物理线路上传送多路话音信号的多路载波电话系统 考虑到大容量载波电话在传输中合群、分群的方便，现已形成了一套标准的等级。表3-1 多路载波电路分群等级 分群等级 容量（路数）带宽（KHz）基本频带（KHz）基群 12

41、48 60-108 超群 60=512 240 312-552 主群 300=560 1200 812-2044 超主群 900=3300 3600 8516-12388 12MHz系统 2700=3900 10.8MHz 60MHz系统 10800=12900 43.2MHz 多路载波电话第三章 模拟线性调制2022-12-1488 其中，基群、超群和基本主群的关系如图，在图中其中，基群、超群和基本主群的关系如图，在图中可以看出，各种等级群路信号的基本频带并不是在实际可以看出，各种等级群路信号的基本频带并不是在实际信道中传输的频带，在送入信道前还要进行频率搬移信道中传输的频带，在送入信道前还

42、要进行频率搬移10521060130017961308154815562044180481260408360456504552312647268767896848892100104108基群主群超群f(KHZ)f(KHZ)f(KHZ)图 6-3 基群、超群和主群的关系示意图第三章 模拟线性调制2022-12-1489广播电视v中波、短波、调频等广播系统的多个节目采中波、短波、调频等广播系统的多个节目采用频分复用。用频分复用。v有线及无线电视系统（有线及无线电视系统（VHFH和和UHF频段）频段）的多个频道都采用频分复用。的多个频道都采用频分复用。v广播电视每个节目的基带信号也采用频分复广播电视

43、每个节目的基带信号也采用频分复用。用。第三章 模拟线性调制2022-12-1490黑白电视的频谱黑白电视的频谱第三章 模拟线性调制2022-12-1491彩色电视的频谱第三章 模拟线性调制2022-12-1492立体声广播的频谱第三章 模拟线性调制2022-12-1493立体声广播信号的产生第三章 模拟线性调制2022-12-1494立体声广播信号的解调第三章 模拟线性调制自测题自测题 （1）传送单频信号时，常规双边带调幅信号的不失真）传送单频信号时，常规双边带调幅信号的不失真传输条件是什么？传输条件是什么？（2）线性调制相干解调时，若采用不同频率、不同相）线性调制相干解调时，若采用不同频率、

44、不同相位的载波，有什么影响？位的载波，有什么影响？（3）采用什么办法，才能用包络检波对双边带抑制载）采用什么办法，才能用包络检波对双边带抑制载波调制信号实现解调？波调制信号实现解调？（4）什么叫门限效应？哪些模拟调制，在什么情况下）什么叫门限效应？哪些模拟调制，在什么情况下会出现门限效应？会出现门限效应？（5）定性解释残留边带无失真解调时的互补特性。）定性解释残留边带无失真解调时的互补特性。（6）画出线性调制相移法的一般模型。）画出线性调制相移法的一般模型。（7）立体声广播中采用了哪几种模拟调制？）立体声广播中采用了哪几种模拟调制？（8）将单边带信号的滤波法与相移法形成作一比较。）将单边带信号的滤波法与相移法形成作一比较。第三章 模拟线性调制作作 业业 P65-66 3.7 3.8 3.13 3.14 3.22