3.1概述模擬調(diào)制：用來(lái)自信源的基帶模擬信號(hào)去調(diào)制某載波。載波：確知的周期性波形－余弦波：

A為振幅；

0為載波角頻率；

0為初始相位。已調(diào)信號(hào)s(t)

用來(lái)自信源的調(diào)制信號(hào)m(t)分別去改變載波信號(hào)的幅度、頻率、相位。

第三章模擬調(diào)制系統(tǒng)圖3.1.1調(diào)制器調(diào)制器已調(diào)信號(hào)s(t)調(diào)制信號(hào)m(t)調(diào)制的目的：頻譜搬移－適應(yīng)信道傳輸，合并多路信號(hào)提高抗干擾性便于發(fā)射模擬調(diào)制的分類：線性調(diào)制：調(diào)幅、單邊帶、雙邊帶、殘留邊帶…非線性調(diào)制（角度調(diào)制）：頻率調(diào)制、相位調(diào)制

3.2線性調(diào)制

3.2.0基本概念

設(shè)載波為：c(t)=Acos

0t=Acos2f0t

調(diào)制信號(hào)為能量信號(hào)m(t)，其頻譜為M(f

)

用“”表示傅里葉變換：

式中，s

(t)調(diào)制信號(hào)m(t)Acos

0tH(f)已調(diào)信號(hào)s(t)M(f)f0S

(f)f0f-f00(a)輸入信號(hào)頻譜密度(b)輸出信號(hào)頻譜密度

3.2.1振幅調(diào)制（AM）基本原理

設(shè):m(t)=[1+m

(t)]，|m

(t)|1，m

(t)|max=m

－調(diào)幅度， 則有調(diào)幅信號(hào)：s

(t)=[1+m

(t)]Acos

0t，

式中，[1+m

(t)]0，即s

(t)的包絡(luò)是非負(fù)的。

+1=

=m(t)101+m(t)101+m(t)頻譜密度含離散載頻分量當(dāng)m(t)為余弦波，且m＝100％時(shí)，載波功率占總功率的2/3

兩邊帶功率之和＝載波功率之半-fm

m

(t)s(t)M

(f)C(f)c(t)A-Atfmf0-f02fmS(f)2fm-f0f0ffftt101+m(t)AM信號(hào)的接收：包絡(luò)檢波原理：性能：設(shè)輸入電壓為為檢波器輸入噪聲電壓y(t)的包絡(luò)：在大信噪比下：整流器低通濾波器圖3.2.4包絡(luò)檢波器解調(diào)調(diào)幅信號(hào)

檢波后（已濾除直流分量）： 輸出信號(hào)噪聲功率比：

∵在檢波前的信號(hào)噪聲功率比等于

∴檢波前后信噪功率比之比為

由于m

(t)

1，顯然比值r0/ri小于1，即檢波后信噪比下降了。

3.2.2雙邊帶（DSB）調(diào)制原理：調(diào)制信號(hào)m(t)沒(méi)有直流分量時(shí)，得到DSB信號(hào)。頻譜：兩個(gè)邊帶包含相同的信息。圖3.2.5雙邊帶調(diào)制信號(hào)的頻譜(a)調(diào)制信號(hào)頻譜密度M(f)f0(b)已調(diào)信號(hào)頻譜密度f(wàn)00-f0fS(f)上邊帶上邊帶下邊帶解調(diào)：需要本地載波設(shè)接收的DSB信號(hào)為

接收端的本地載波為 兩者相乘后，得到低通濾波后，得到僅當(dāng)本地載波沒(méi)有頻率和相位誤差時(shí)，輸出信號(hào)才等于m(t)/2。優(yōu)缺點(diǎn)：DSB信號(hào)可以節(jié)省發(fā)送功率，但接收電路較為復(fù)雜圖3.2.6

雙邊帶信號(hào)解調(diào)器原理方框圖基帶信號(hào)m(t)接收信號(hào)s(t)cos

0tr

(t)

H(f)

3.2.3單邊帶(SSB)調(diào)制原理：兩個(gè)邊帶包含相同的信息只需傳輸一個(gè)邊帶： 上邊帶或下邊帶要求m(t)中無(wú)太低頻率解調(diào)：需要本地載波若z(t)=x(t)y(t)，則有

Z(

)=X(

)

Y(

)載波頻譜和信號(hào)頻譜相卷積。

-f0HL(f)特性上邊帶(b)上邊帶濾波器特性和信號(hào)頻譜上邊帶f00f圖3.2.7單邊帶信號(hào)的頻譜上邊帶S

(f)上邊帶下邊帶HH(f)特性HH(f)特性(a)濾波前信號(hào)頻譜(c)下邊帶濾波器特性和信號(hào)頻譜S(f)S(f)-f00f-f0f0f下邊帶f0取上邊帶信號(hào)SSB優(yōu)點(diǎn)：比DSB信號(hào)進(jìn)一步節(jié)省發(fā)送功率和占用帶寬。圖3.2.8單邊帶信號(hào)的解調(diào)S(f)(b)上邊帶信號(hào)頻譜上邊帶上邊帶f00-f0f2f0-2f0(a)載波頻譜f00-f0fC(f)(c)載波和上邊帶信號(hào)頻譜的卷積結(jié)果f00-f0f2f0-2f0M(f)HL(f)

3.2.4殘留邊帶(VSB)調(diào)制VSB調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)：解調(diào)時(shí)不需要本地載波，容許調(diào)制信號(hào)含有很低頻率和直流分量。原理：調(diào)制信號(hào)和載波相乘后的頻譜為設(shè)調(diào)制器的濾波器的傳輸函數(shù)為H(f)，則濾波輸出的已調(diào)信號(hào)頻譜為

s

(t)調(diào)制信號(hào)m(t)Acos

0tH(f)已調(diào)信號(hào)s(t)H(f)應(yīng)滿足的條件：接收信號(hào)和本地載波相乘后得到的r

(t)的頻譜為： 將已調(diào)信號(hào)的頻譜代入上式，得到r

(t)的頻譜為：

M(f+2f0)和M(f–2f0)兩項(xiàng)可由低通濾波器濾除，得到濾波輸出信號(hào)頻譜密度為：基帶信號(hào)m(t)接收信號(hào)s(t)cos

0tr

(t)

H(f)

為了無(wú)失真地傳輸，要求上式

由于 所以，上式可以寫為 上式即產(chǎn)生VSB信號(hào)的條件。

要求：濾波器的截止特性對(duì)于f0具有互補(bǔ)對(duì)稱性.H(f+f0)-(f0+fm)0000ffff0-f0f0+fm-2f02f0-2f02f0fm-fmfmfH(f)H(f-f0)H(f+f0)+H(f–f0)

3.3非線性調(diào)制

3.3.1基本原理瞬時(shí)頻率設(shè)一個(gè)載波為 式中，

0為載波的初始相位；

(t)=

0t+

0為載波的瞬時(shí)相位;

0=d

(t)/dt

為載波的角頻率?，F(xiàn)定義瞬時(shí)頻率：

上式可以改寫為：角度調(diào)制

若使載波的相位

(t)

隨調(diào)制信號(hào)m(t)以某種方式變化，則稱其為角度調(diào)制。相位調(diào)制：使相位

(t)隨調(diào)制信號(hào)m(t)線性地變化

已調(diào)信號(hào)的表示式為 已調(diào)載波的瞬時(shí)頻率為：在相位調(diào)制中瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)的導(dǎo)函數(shù)線性地變化。頻率調(diào)制：使瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)線性地變化瞬時(shí)角頻率 瞬時(shí)相位 已調(diào)信號(hào) 上式表明，載波相位隨調(diào)制信號(hào)的積分線性地變化。相位調(diào)制和頻率調(diào)制的比較：在相位調(diào)制中載波相位

(t)隨調(diào)制信號(hào)m(t)線性地變化，在頻率調(diào)制中載波相位

(t)隨調(diào)制信號(hào)m(t)的積分線性地變化。若將m(t)先積分，再對(duì)載波進(jìn)行相位調(diào)制，即得到頻率調(diào)制信號(hào)。類似地，若將m(t)先微分，再對(duì)載波進(jìn)行頻率調(diào)制，就得到相位調(diào)制信號(hào)。僅從已調(diào)信號(hào)波形上看無(wú)法區(qū)分二者。角度調(diào)制的波形若m(t)作直線變化，則已調(diào)信號(hào)就是頻率調(diào)制信號(hào)。若m(t)是隨t2變化，則已調(diào)信號(hào)就是相位調(diào)制信號(hào)角度調(diào)制波形

i

3.3.2已調(diào)信號(hào)的頻譜和帶寬

設(shè)：調(diào)制信號(hào)m(t)是一個(gè)余弦波， 用其對(duì)載波作頻率調(diào)制，則載波的瞬時(shí)角頻率為 上式中，kf=

為最大頻移已調(diào)信號(hào)表示式：式中，

m＝

f/fm為最大頻率偏移和基帶信號(hào)頻率之比，稱為調(diào)制指數(shù)mf，即有：：

是一個(gè)含有正弦函數(shù)的余弦函數(shù)，它的展開式為：

式中，Jn(mf)為第一類n階貝塞爾函數(shù)， 它具有如下性質(zhì)：

故上式可以改寫為：

x頻譜特點(diǎn)：邊頻成對(duì)；大部分功率集中 在有限帶寬內(nèi)；當(dāng)調(diào)制指數(shù)mf<<1時(shí)帶寬基本等于2

m

------稱為窄帶調(diào)頻