王興亮數(shù)字通信原理(已修改)
2025-03-09 12:46 本頁面
【正文】 第 2 章模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 第 2 章 模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 模擬信號的線性調(diào)制 模擬信號的非線性調(diào)制 模擬調(diào)制方式的性能比較 第 2 章模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 目的 使基帶信號經(jīng)過調(diào)制后可以在有線信道上同時傳輸多路 基帶信號，同時也適合于在無線信道中實現(xiàn)頻帶信號的 傳輸。調(diào)制 在發(fā)射端把基帶信號頻譜搬移到給定信道帶寬內(nèi)的過程。解調(diào) 在接收端把已搬移到給定信道內(nèi)頻譜還原為基帶信號頻譜 的過程。調(diào)制解調(diào)系統(tǒng) 包含調(diào)制和解調(diào)的系統(tǒng)。第 2 章模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 模擬信號的線性調(diào)制 常規(guī)雙邊帶調(diào)制（ AM） 常規(guī)雙邊帶調(diào)制就是標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制，它用調(diào)制信號去控制高頻載波的振幅，使已調(diào)波的振幅按照調(diào)制信號的振幅規(guī)律線性變化。 ?? AM調(diào)制器模型如圖所示。 線性調(diào)制： 頻譜之間呈線性搬移關(guān)系的調(diào)制方式。第 2 章模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 假設(shè)調(diào)制信號為 x(t)，濾波器 H(ω)=１，是全通網(wǎng)絡(luò)，載波信號為 c(t)=cosωct, 調(diào)制信號 x(t)疊加直流 A0后與載波相乘，經(jīng)過濾波器后就得到標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅（ AM）信號。AM信號的 時域 和 頻域表示式 分別為 第 2 章模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 圖 2 2? AM信號的波形和頻譜 ?(a)調(diào)制信號； (b)疊加直流的調(diào)制信號； (c)載波信號； (d)已調(diào)波信號 第 2 章模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 由圖 22可以看出： ? （ 1） 調(diào)幅過程使原始頻譜 X(ω )搬移了 177。 ω c，且頻譜中包含 載頻分量 π A0［ δ (ω +ω c)+δ (ωω c)］和 邊帶分量 （1/2）［ X(ω +ω c)+ X(ω － ω c)］兩部分。 ? （ 2） AM波的幅度譜 |X(ω )|是對稱的。 在正頻率區(qū)域，高于 ω c的頻譜叫 上邊帶（ USB）， 低于 ω c的頻譜叫 下邊帶（LSB）； 又由于幅度譜對原點是偶對稱的，所以在負頻率區(qū)域，上邊帶應(yīng)落在低于 ω c的頻譜部分，下邊帶應(yīng)落在高于 ω c的頻譜部分。 第 2 章模擬信號的調(diào)制與解調(diào) （ 3） AM波占用的 帶寬 BAM（ Hz）應(yīng)是基帶消息信號帶寬 fm（ fm=ωm/2π）的兩倍，即 BAM=2fm。 ? （ 4） 要使已調(diào)波不失真，必須在時域和頻域滿足以下條件：在 時域范圍內(nèi) ， 對于所有 t，必須 已調(diào)波的包絡(luò)和 x(t)的形狀完全相同，用包絡(luò)檢波的方法很容易恢復(fù)出原始的調(diào)制信號。 否則將會出現(xiàn)過調(diào)幅現(xiàn)象而產(chǎn)生包絡(luò)失真 。在 頻域范圍內(nèi) ， 載波頻率應(yīng)遠大于 x(t)的最高頻譜分量，即若不滿足此條件， 則會出現(xiàn)頻譜交疊， 此時的包絡(luò)形狀一定會產(chǎn)生失真。 ? （ 23） （ 24） 第 2 章模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 調(diào)幅度 ma (25)? 一般情況， ma小于 1, 只有 A(t)為負值時，出現(xiàn)過調(diào)幅現(xiàn)象， ma才大于 1。 ?? 平均功率 PAM sAM(t)的均方值。第 2 章模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 當(dāng)調(diào)制信號無直流分量時， x(t)=0，且當(dāng) x(t)是與載波無關(guān)的較為緩慢變化的信號時， 有 式中， Pc=A20/2為載波功率， 為邊帶功率。 AM信號的平均功率是由載波功率和邊帶功率組成的，而只有邊帶功率才與調(diào)制信號有關(guān)。 載波功率在 AM信號中占有大部分能量，即使在滿調(diào)制 (ma=1)條件下，兩個邊帶上的有用信號仍然只占很小能量。因此，從功率上講， AM信號功率利用率比較低。 第 2 章模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 調(diào)制效率 定義為邊帶功率與總平均功率之比， 即 對于調(diào)制信號為單頻余弦信號的情況 x(t)=Amcos(ωmt+θm)， x2(t)=A2m/2,(27)“ 滿調(diào)制 ” ma=1時， 調(diào)制效率達到最大值 ,η AM=1/3。 第 2 章模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 抑制載波雙邊帶調(diào)幅 (DSBSC) 將直流分量 A０ 取掉，得到抑制載波的雙邊帶信號，簡稱雙邊帶信號 (DSB)。 ? DSB信號的 時域表示 為 當(dāng)調(diào)制信號 x(t)為確知信號時， DSB信號的 頻譜 為 ? (29)(28)第 2 章模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 圖 2 3 ? DSB信號的波形和頻譜 ?(a)調(diào)制信號； (b)載波信號； (c)已調(diào)波信號 第 2 章模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 由于 DSB頻譜中沒有載波分量， Pc=0。因此，信號的全部功率都包含在邊帶上， 即 ? (210)這就使得調(diào)制效率達到 100％，即 η DSB=1。帶寬 BDSB=2fm第 2 章模擬信號的調(diào)制與解調(diào) 單邊帶調(diào)幅 (SSB) 1. 濾波法產(chǎn)生單邊帶信號 ? 所謂濾波法，就是在雙邊帶調(diào)制后接上一個邊帶濾波器， 保留所需要的邊帶，濾除不需要的邊帶。邊帶濾波器可用高通濾波器產(chǎn)生 USB邊帶信號，也可用低通濾波器產(chǎn)生LSB信號。第 2
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