1、2.1 调制的概念 2.2 抑制载波的双边带调幅(DSB) 2.3 常规双边带调幅(AM) 2.4 AM和DSB的性能比较 2.5 单边带调制(SSB),2.6 残留边带调制(VSB) 2.7 插入载波的包络检波2.8 频分复用(FDM) 2.9 角调制 2.10 调制的功能与分类,主 要 内 容,第二章 模 拟 调 制,2.1 调制的概念,调制的原因：多路复用；使信号达到一定的频段，以利于天线发射。,二、调制的定义,三个符号：待传输的信号f(t)-调制信号；信号c(t)=coswct-载波信号；c(t)与f(t)相互作用产生的信号s(t)-已调信号。,定义： 让载波c(t)=coswct的某
2、个(或几个)参数随着调制信号f(t)的变化而变化的过程； c(t)与f(t)相互作用的不同方式就体现为不同的调制方式；,载波：,如何调制？(调幅),调幅：令s(t)=f(t) c(t)= f(t) coswct,调制就是频率搬移，根据调制定理：,一个信号f(t)与一个正弦信号coswct相乘，从频谱上看，相当于：把f(t)的频谱搬移到了wc处。,典型信号的傅里叶变换,?,2.2 抑制载波的双边带调幅(DSB),DSB信号的调制调制定理的直接应用,2. DSB信号的产生乘法器,3. DSB信号的调制电路平衡式调制器,3)原理：,1)解调的定义： 从已调信号中恢复调制信号的过程或方法； 简单理解为
3、：将信号从高频再搬回低频。2)解调的方法： 对DSB采用相干解调。,4. DSB信号的解调。,4)相干解调框图,5)相干解调的关键问题：a.相干解调要求解调端载波(本地载波、相干载波)与 发射端载波(调制载波)同频同相。b.当本地载波与调制载波不同频同相时，对解调结 果有影响。,2.3 常规双边带调幅AM,AM模型图：,AM信号的调制针对非相干解调提出,设调制信号为f(t)，f(t)F(w)，则AM已调信号为：,常规双边带调幅AM示意图:,示意图:,2. AM信号的解调,相干解调（原理同DSB相干解调）非相干解调-包络检波器,当(A+f(t)0时，AM已调波的包络同调制信号，此时可以用包络检波
4、法来检出包络，从而达到解调的目的。,DSB与AM的比较,发射效率：由于AM要发射载波，所以DSB效率100%高 于AM调制50%。使用成本：AM信号可以使用成本很低的包络检波器，在 广播等领域使用时，成本低廉。,实际使用时，视具体情况合理选择调制和解调方式： 1）民用广播通信系统 2）卫星广播通信系统,2.9 角调制,角调制的概念：,频率调制和相位调制的总称。,载波角频率w(t)= d(t)/dt = wc+ ,1)当 是常数时， w(t)= wc 是常数；,2)当 不是常数时，令 ，即： ，w(t)= wc + = wc +,相位调制 PM,定义：让载波的瞬时相位偏移 随着调制信号的改变而改
5、变。即将调制信号调制到载波的瞬时相位上去。所以令：,式中，Kp为比例常数（相移常数）； sPM(t)为调相信号。,2. 频率调制 FM,定义：让载波的瞬时频率偏移 随着调制信号而改变而改变。即将调制信号调制到载波的瞬时频率上去。所以令：,Kf为比例常数（频偏常数）; sFM(t)为调频信号。,角调制举例：单音调制,f(t)=Amcosmt,则有sPM(t)=Acos(ct+KpAmcosmt) =Acos(ct+pcosmt) (2-22) sFM(t)=Acos(ct+KfAmcosmtdt) =Acos(ct+fsinmt) (2-23)式中：调相指数p=KpAm=max 最大相移； 调频
6、指数f=KfA m/m =max 最大相移。 max=KfAm，称为最大频率偏移； 即，f max/ m fmax/ fm。,例：已知一调制器的输出为： sFM(t)=10cos(106t+8cos103t)，频偏常数Kf=2，求：(1)载频fc； (2)调频指数； (3)最大频偏； (4)调制信号f(t)。解：,FM、PM可以互相转换：,间接FM,间接PM,说明：如果不知道调制信号，则从已调信号的波形上分不出是PM信号还是FM信号。 PM和FM统称为角调制,复习:,根据S(t)瞬时相位偏移的大小，角调制分为：1. 窄带角调制：当调制指数p和f远小于1时，即 最大瞬时相位偏移远小于30度时称为
7、窄带角调制。2. 宽带角调制：与窄带调制相反。,2.9.2 窄带角调制和宽带角调制,1. 窄带调频NBFM的频谱,调幅信号与窄带调频信号频谱示意图：,NBFM频谱的特点：,NBFM的频谱与AM的频谱很相似：有载波分量和双边带；带宽是调制信号最高频率分量的两倍。NBFM的频谱与AM频谱的主要不同之处：下边频的相位与上边频相反（正、负频率分量相差180）；正、负频率分量分别乘以因式1/(-c)和1/(+c)。,3. 单频信号的宽带调频,带宽：,式中： BFM是调频信号频带宽度； fm是调制信号的频率； fmax是最大频偏。,2. 思考：NBPM的频谱？,有一个2MHz的载波受一个10kHz单频正弦
8、信号调频，峰值频偏为10kHz，求： （1）调频信号的频带带宽； （2）调制信号幅度加倍后调频信号的带宽； （3）调制信号频率加倍后调频信号的带宽。,例：,解：根据题意： fm=10kHz，fmax=10kHz（1）由卡森公式可得： BFM=2(fmax+fm)=2(10+10)=40kHz（2）因为f=KfAm/m，则Am加倍意味着f加倍，即f=2。则由卡森公式可得： BFM=2(f+1)fm=2(2+1)10=60kHz,（3）调制信号频率加倍，即fm=20kHz。所以: BFM=2(fmax+fm)=2(10+20)=60kHz结论：（1）调频信号带宽为40kHz； （2）、（3）调频信
9、号带宽为60kHz。,2.9.3 调频信号的产生与解调,1. FM信号的产生,直接调频法：利用压控振荡器作为调制器；间接调频法：先将f(t)积分，再进行调相。,2. FM信号的解调,鉴频器：,非相干解调调频信号FM-鉴频器调相信号PM-鉴相器（略）NBFM的相干解调（略）,鉴频器,与 比较，得出：,鉴频器的鉴频特性,说明：直线段的斜率Kd：称为鉴频灵敏度； Kd大，鉴频灵敏度高。 单位电压对应的频偏值：称为调制灵敏度。,频率调制的特点,抗干扰能力强(输出信噪比高) 加性干扰线性叠加到传输信号的幅值上增加频带宽度(代价) 设发射功率一定，带宽增加，单位频带所占的功率降低，相对同样带宽的干扰，信号功率受损显然减少,本章总结,调制的概念、功能与分类；幅度调制与角度调制的时域波形、频谱图、带宽、信号的产生与解调；幅度调制：抑制载波的双边带调幅(DSB) 常规双边带调幅(AM) 单边带调制(SSB) 残留边带调制(VSB) 角调制： 调频和调相频分复用(FDM) 。,
