[理學(xué)]現(xiàn)代通信原理第3章(已修改)
2024-12-20 00:58 本頁面
【正文】 1 現(xiàn)代通信原理 第 3章 模擬線性調(diào)制 2 第 3章 模擬線性調(diào)制 ? 基本概念 ? 調(diào)制 － 把信號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過程。 ? 廣義調(diào)制 － 分為 基帶調(diào)制 和 帶通調(diào)制 （也稱 載波調(diào)制 ） 。 ? 狹義調(diào)制 － 僅指帶通調(diào)制。在無線通信和其他大多數(shù)場合，調(diào)制一詞均指載波調(diào)制。 ? 調(diào)制信號 － 指來自信源的基帶信號 ? 載波調(diào)制 － 用調(diào)制信號去控制載波的參數(shù)的過程 。 ? 載波 － 未受調(diào)制的周期性振蕩信號，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。 ? 已調(diào)信號 － 載波受調(diào)制后稱為已調(diào)信號。 ? 解調(diào)（檢波） － 調(diào)制的逆過程，其作用是將已調(diào)信號中的調(diào)制信號恢復(fù)出來。 3 第 3章 模擬線性調(diào)制 ? 調(diào)制的目的 ?提高無線通信時的天線輻射效率。 ?把多個基帶信號分別搬移到不同的載頻處，以實現(xiàn)信道的多路復(fù)用，提高信道利用率。 ?擴展信號帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力，還可實現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。 ? 調(diào)制方式 ?模擬調(diào)制 ?數(shù)字調(diào)制 ? 常見的模擬調(diào)制 ?幅度調(diào)制：調(diào)幅、雙邊帶、單邊帶和殘留邊帶 ?角度調(diào)制：頻率調(diào)制、相位調(diào)制 4 第 3章 模擬線性調(diào)制 ? （線性調(diào)制）的原理 ? 一般原理 ?表示式： 設(shè)：正弦型載波為 式中， A — 載波幅度； ?c — 載波角頻率； ?0 — 載波初始相位（以后假定 ?0 ＝ 0）。 則根據(jù)調(diào)制定義，幅度調(diào)制信號（已調(diào)信號）一般可表示成 式中， m(t)— 基帶調(diào)制信號。 ? ?0( ) c os cc t A t????( ) ( ) c osmcs t Am t t??5 第 3章 模擬線性調(diào)制 ?頻譜 設(shè)調(diào)制信號 m(t)的頻譜為 M(?)，則已調(diào)信號的頻譜為 ?由以上表示式可見，在波形上，已調(diào)信號的幅度隨基帶信號的規(guī)律而正比地變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號頻譜在頻域內(nèi)的簡單搬移 (精確到常數(shù)因子 )。由于這種搬移是線性的，因此，幅度調(diào)制通常又稱為 線性調(diào)制 。但應(yīng)注意，這里的“線性”并不意味著已調(diào)信號與調(diào)制信號之間符合線性變換關(guān)系。事實上，任何調(diào)制過程都是一種非線性的變換過程。 ? ?( ) ( ) )2m c cAS M M? ? ? ? ?? ? ? ?6 第 3章 模擬線性調(diào)制 ? （ AM） ?時域表示式 式中 m(t) － 調(diào)制信號，均值為 0； A0 － 常數(shù)，表示疊加的直流分量。 ?頻譜：若 m(t)為確知信號，則 AM信號的頻譜為 若 m(t)為隨機信號，則已調(diào)信號的頻域表示式必須用功率譜描述。 ?調(diào)制器模型 00( ) [ ( ) ] c o s c o s ( ) c o sA M c c cs t A m t t A t m t t? ? ?? ? ? ?01( ) [ ( ) ( ) ] [ ( ) ( ) ]2A M c c c cS A M M? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? ?mt? ?mstcos ct??0A7 第 3章 模擬線性調(diào)制 ?波形圖 ? 由波形可以看出，當滿足條件： |m(t)| ? A0 時，其包絡(luò)與調(diào)制信號波形相同， 因此用包絡(luò)檢波法很容易恢復(fù)出原 始調(diào)制信號。 ? 否則，出現(xiàn)“過調(diào)幅”現(xiàn)象。這時用 包絡(luò)檢波將發(fā)生失真。但是，可以 采用其他的解調(diào)方法，如同步檢波。 tttt? ?mt? ?0A m t?載 波? ?AMst?H?H?? ? ?M ?? ?AMS ?c?? c??08 第 3章 模擬線性調(diào)制 ?頻譜圖 ? 由頻譜可以看出， AM信號的頻譜由 載頻分量 上邊帶 下邊帶 三部分組成。 ? 上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)與原調(diào)制 信號的頻譜結(jié)構(gòu)相同，下邊 帶是上邊帶的鏡像。 tttt? ?mt? ?0A m t?載 波? ?AMst?H?H?? ? ?M ?? ?AMS ?c?? c??0載頻分量 載頻分量 上邊帶 上邊帶 下邊帶 下邊帶 9 第 3章 模擬線性調(diào)制 ? AM信號的特性 ? 帶寬：它是帶有載波分量的雙邊帶信號，帶寬是基帶信號帶寬 fH 的兩倍： ? 功率： 當 m(t)為確知信號時， 若 則 式中 Pc = A02/2 － 載波功率， － 邊帶功率。 HAM fB 2?2 2 202 2 2 2 200( ) [ ( ) ] c os[ c os ( ) c os 2 ( ) c osAM AM cc c cP s t A m t tA t m t t A m t t?? ? ?? ? ?? ? ?0)( ?tmScAM PPtmAP ????2)(22202/)(2 tmP s ?10 第 3章 模擬線性調(diào)制 ? 調(diào)制效率 由上述可見， AM信號的總功率包括載波功率和邊帶功率兩部分。只有邊帶功率才與調(diào)制信號有關(guān)，載波分量并不攜帶信息。有用功率（用于傳輸有用信息的邊帶功率）占信號總功率的比例稱為調(diào)制效率： 當 m(t) = Am cos ?mt時， 代入上式，得到 當 |m(t)|max = A0時（ 100％調(diào)制），調(diào)制效率最高，這時 ?max ＝ 1/3 ? ?? ?2220SAMAMmtPP A m t? ?? ?22( ) / 2mm t A?? ?? ?2 2222200 2mAMmmt AAAA m t? ?? ??11 第 3章 模擬線性調(diào)制 ? 雙邊帶調(diào)制（ DSB） ?時域表示式：無直流分量 A0 ?頻譜：無載頻分量 ?曲線： ttmts cD S B ?c o s)()( ?)]()([21)( ccD SB MMS ????? ????? ?D S Bst ttt?H?H?? ? ?M ? ? ?D S BS ?c?? c??012 第 3章 模擬線性調(diào)制 ?調(diào)制效率： 100％
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