通信原理課件模擬調(diào)制-調(diào)幅系統(tǒng).ppt

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1、1第四章模擬調(diào)制系統(tǒng)2●——主要內(nèi)容引言§4.1標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅（AM）§4.2抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB）§4.3單邊帶調(diào)幅（SSB）§4.4殘留邊帶調(diào)幅（VSB）§4.5調(diào)幅信號的相干解調(diào)§4.6調(diào)幅信號的非相干解調(diào)§4.7各種調(diào)幅信號相干解調(diào)的噪聲性能§4.8AM系統(tǒng)包檢波器的噪聲性能§4.9各種調(diào)幅系統(tǒng)的比較§4.10小結(jié)3定義：用調(diào)制信號(基帶信號)的變化規(guī)律去控制載波的某個參數(shù)，使這個參數(shù)按照信號的規(guī)律變化。調(diào)制過程對通信系統(tǒng)至關(guān)重要，主要目的主要有:提高頻率以便輻射;實現(xiàn)信道復(fù)用；引言AM，F(xiàn)M，PMASK

2、，F(xiàn)SK，PSK，QAMPAM，PDM，PPMPCM/DPCM/ADPCM4連續(xù)波已調(diào)信號本章主要介紹連續(xù)波(CW)模擬調(diào)制系統(tǒng)，其中包括：調(diào)幅(線性)：調(diào)制信號(基帶信號)頻譜的線性搬移過程。AM,DSB,SSB,VSB調(diào)角(非線性)：調(diào)制信號頻譜與已調(diào)信號頻譜間無線性對應(yīng)關(guān)系。FM、PM54.1標(biāo)準(zhǔn)幅度(AM)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅1、波形及其頻譜用信號f(t)去控制載波C(t)的振幅，使已調(diào)信號包絡(luò)按照f(t)的規(guī)律線性變化的過程6討論：1、頻率成分包含載波和上下邊帶分量，若設(shè)調(diào)制信號f(t)的消息帶寬為Wm,則調(diào)制后帶

3、寬：BAM=2Wm2、不失真調(diào)幅的條件：第一,Wm等于f(t)中的最高頻譜分量,必須滿足ω0>>Wm;第二,

4、f(t)

5、max<＝A0以保證調(diào)制后載波相位不會改變,否則會出現(xiàn)過調(diào)制，包絡(luò)失真3、調(diào)制指數(shù):又叫調(diào)制度，βAM=

6、f(t)

7、max/A0，避免過調(diào)失真，βAM<=17例：單頻調(diào)制AM82、調(diào)幅波的產(chǎn)生+xA0f(t)cos(ω0t+θ0)實際調(diào)幅器可用二極管、晶體管等任何非線性器件都可以充當(dāng)乘法器作用,而其上加一定的直流偏置便可實現(xiàn)加法器功能AM數(shù)學(xué)模型93、AM的功率分布和效率2P57例：試用峰—峰值

8、為2Am且不含直流分量的方波對振幅為A0的載波進行標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅。試求已調(diào)波的功率和效率。10例：單頻調(diào)制AM的效率在各種調(diào)制信號中，調(diào)制效率最高的是100%調(diào)制時的方波，為50％，標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅最大缺點，效率低114.2抑制載波雙邊帶調(diào)制(DSB)1、波形及其頻譜12f(t)改變符號的時刻,載波相位出現(xiàn)倒相點,包絡(luò)不再與f(t)的形狀相同，而按

9、f(t)

10、的規(guī)律變化,信息包含在振幅和相位兩者之中.DSB和AM頻譜的區(qū)別僅在于前者頻譜中不含載波分量.帶寬與AM一樣2WM132、DSB產(chǎn)生DSB的實現(xiàn):在標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波中令A(yù)0=0

11、，實際常采用簡單穩(wěn)定,平衡性好，可很好抑制載波信號的平衡調(diào)制器.DSB解調(diào):必須用相干解調(diào).區(qū)別于AM,不可用包絡(luò)檢波器進行非相干解調(diào)，倒相點的存在使得已調(diào)波的包絡(luò)不再與f(t)形狀相同.144.3單邊帶調(diào)幅（SSB)單邊帶調(diào)幅(SSB)在AM或DSB中,?ω0處出現(xiàn)了兩個與F(ω)形狀完全相同的頻譜,但任何物理可實現(xiàn)信號其頻譜都是ω的偶函數(shù),因此不可能做到只傳送其中一個頻譜.以?ω0為中心的頻譜分成USB和LSB兩部分后,我們可以只傳送USB或LSB,它們均為ω的偶函數(shù),且包含了F(ω)的全部信息.由頻譜圖可知

12、,SSB帶寬比AM或DSB減小了一倍.提高了信道的利用率而不發(fā)送載波只發(fā)送一個邊帶,可以更節(jié)省功率1、單邊帶信號的頻譜圖152、濾波法形成單邊帶信號(從頻域概念出發(fā))濾波法的概念:在雙邊帶調(diào)制后接上一個邊帶濾波器,讓有用邊帶通過而抑制掉無用邊帶.濾波器可用帶通,高通(產(chǎn)生USB)或低通濾波器(產(chǎn)生LSB).濾波法實現(xiàn)SSB的數(shù)學(xué)模型如圖.θ(ω)f(t)φSSB(t)cos(ω0t)缺點：要求在ω0處有銳截止特性,特別是信號含有豐富低頻分量時，載頻高于1兆赫較難實現(xiàn).解決辦法是采用多級頻率搬移,即在低載頻上形成單

13、邊帶信號,然后通過變頻將頻譜搬移到更高的載頻.θ1(ω)θ2(ω)cos(ω1)cos(ω2)f(t)增益為2163、相移法產(chǎn)生單邊帶信號濾波法實現(xiàn)單邊帶缺點：是當(dāng)f(t)有豐富的低頻成份時上下邊帶很難分離,對濾波器要求較高.以單頻調(diào)制為例通過邊帶濾波器后17-π/2f(t)f(t)cos(ω0t+θ0)cos(ω0t+θ0)sin(ω0t+θ0)單邊帶信號的一般表達式sin(ω0t+θ0)φSSB(t)+--USB+LSB相移法產(chǎn)生SSB實際上是一個寬帶相移網(wǎng)絡(luò)，表示把f(t)幅度不變，所有頻率分量均相移-π/

14、2所有頻率分量均相移π/2是難點所在184.4殘留邊帶調(diào)制殘留邊帶調(diào)幅(VSB)1、頻譜f(t)的頻譜有豐富的低頻成份時,不宜采用SSB.在VSB中,不是對一個邊帶完全抑制,而是使它逐漸截止.截止特性使傳輸邊帶在載頻附近被抑制的部分被不需要邊帶的殘留部分精確補償。192、慮波法產(chǎn)生VSB信號殘留邊帶濾波器:頻率特性在

15、ω0

16、附近具有滾降特性,且要求這段具有互補對稱性,如圖