§4-5 调制与解调
一,调制与解调的概念
东南大学移动通信国家重点实验室二,幅度调制
1、调幅波
)cos()]([)cos()()(
0 cccc
ttkeAttAtaω+=ω=
其中,k为比例系数,如取k=1。
东南大学移动通信国家重点实验室
相关波形和频谱如下,
东南大学移动通信国家重点实验室
A
0
A
max
A
min
定义:上调幅系数
0
0max
A
AA
m
=
上
下调幅系数
0
min0
A
AA
m
=
下
若
)(te
上下对称,则
minmax0
minmax
minmax
2 AAA
AA
AA
mmm
+=
+
===
其中下上
东南大学移动通信国家重点实验室如
)cos()(
1
= tEte
m
则
)cos()]cos(1[
)cos()]([)(
1
0
0
0
cc
m
cc
tt
A
kE
A
ttkeAta
ω?
ω
+=
+=
)cos()]cos(1[
10 cc
ttmAω+=
东南大学移动通信国家重点实验室而对多频调幅,设
∑
∞
=
=
1
)cos()(
n
nm
tnEte
n
定义:第n次谐波的部分调幅系数
0
A
kE
m
n
m
n
=
,
则
)cos(])cos(1[)(
1
0 cc
n
nn
ttnmAtaω+=
∑
∞
=
东南大学移动通信国家重点实验室
注:(1)
<1m
包络不失真,可用包络检波;
(2)
>1m
过调幅,可用相干解调。
2,调幅波的功率
由
)cos()]cos(1[
)cos()()(
10 cc
cc
ttmA
ttAta
ω?
ω
+=
=
单频
得,
瞬时功率:
)()(
2
tatp =
载波一周期内
)(ta
的平均功率
2
)(
)(
1
2
0
2
tA
dtta
T
P
c
T
c
Tc
==
∫
最大平均功率(额定功率)
c
PmmAAP
222
0
2
maxmax
)1()1(
2
1
2
1
+=+==
载波平均功率
2
2
0
A
P
c
=
总平均功率
)
2
1(
1
2
0
m
PdtP
T
P
c
T
Tc
+==
∫
东南大学移动通信国家重点实验室例如:
1,1 ==
c
Pm
kW,
kWPkWPP
c
5.1,44
max
===而
发射机效率低。
东南大学移动通信国家重点实验室同理:对多频调幅
)cos(])cos(1[)(
1
0 cc
n
nn
ttnmAtaω+=
∑
∞
=
则,
2
2
0
A
P
c
=;
22
0
2
maxmax
)1(
2
1
)(
2
1
上
mAtAP +==
)()()
2
1(
1
2
旁频功率载波功率
sc
n
n
c
PP
m
PP +=+=
∑
∞
=
其中,?
=
∑
∞
=1
2
2
n
n
cs
m
PP
东南大学移动通信国家重点实验室
3,调幅波的频谱
由多频调幅,
)cos(])cos(1[)(
1
0 cc
n
nn
ttnmAtaω+=
∑
∞
=
)]()cos[(
2
)cos()(
1
0
0 ncc
n
n
cc
tn
Am
tAtaω?ω +++?=
∑
∞
=
)]()cos[(
2
1
0
ncc
n
n
tn
Am
ω+
∑
∞
=
东南大学移动通信国家重点实验室
2
0
Am
n
东南大学移动通信国家重点实验室
E
mn
上边带上边带下边带下边带注,调幅波e(t)频谱的两种画法,
东南大学移动通信国家重点实验室东南大学移动通信国家重点实验室
( )
( )
( )
( )
( )( )
( )
( )
( )
( )
东南大学移动通信国家重点实验室
( )
( )
( )
( )
( )( )
( )
( )
( )
( )
三,抑制载波调幅(AM-SC)
去除调幅波
)cos()]([)cos()()(
0 cccc
ttkeAttAtaω+=ω=
中的载波分量
)cos(
0 cc
tA?ω?
,得
抑制载波调幅,
)cos()()(
cc
ttKeta?ω?=
东南大学移动通信国家重点实验室即 第三章中傅里叶变换的调制性质!
解调采用前述相干解调
四,脉冲幅度调制(PAM)
高频载波不是采用正弦波,而是采用周期性
冲激序列或矩形脉冲的幅度调制。
讨论第七章中抽样定理(理想抽样与自然抽样)
时详述。
东南大学移动通信国家重点实验室
§4.6 频分复用与时分复用的概念频分复用(FDM:Frequency Division Multiplex )
时分复用(TDM:Time Division Multiplex)
附,调幅波通过谐振回路的稳态分析
如图,
)(te
是调幅电压,求响应
)(ti
。
东南大学移动通信国家重点实验室
1,单频调幅
由,
)cos()]cos(1[)(
10 cc
ttmAteω+=
)]()cos[(
2
)]()cos[(
2
)cos(
1
0
1
0
0
ω
ω?ω
+
+++?=
cc
cccc
t
mA
t
mA
tA
东南大学移动通信国家重点实验室由
)1(
1
1
1
)(
)(
)(
)(
ξ+
=
ω
ω+
=ω=
ω
ω
=ω
jR
C
jLjR
jY
jE
jI
jH
&
&
其中,
R
C
L
ω
ω
=ξ
1
称为一般失谐。
则
ξ
ξ
ω
1
2
1
1
)(
+
=
jtg
e
R
jH
东南大学移动通信国家重点实验室
e(t)和
)( ωjH
的频谱特性分别如下图所示:
东南大学移动通信国家重点实验室东南大学移动通信国家重点实验室东南大学移动通信国家重点实验室讨论,
ⅰ) 载频分量
0
ωωω ==
c
,
′
===
ω 0
0
0
0
1
A
R
A
R
eAI
j
c
记作
&
ⅱ)上边频
+ω=ω
c
,
)(
2
1
0
)(
0
11
1
1
1
1
2
|)(
2
c
c
c
c
tgj
j
e
R
mA
jHe
mA
I
ξ
ωω
ω
ξ
ω
++?
+=
+?
+
+
=
=
&
东南大学移动通信国家重点实验室其中,
+=
=
c
R
C
L
ωω
ω
ω
ξ
1
1
记
m
m
m ≤
ξ+
=
′
2
1
1
则
[])(
0
11
1
2
ξ?
ω
++?
+
′′
=
tgj
c
c
e
Am
I
&
东南大学移动通信国家重点实验室同理,下边频分量
ω=ω
c
,
1
ξ?=ξ
下
)(
2
1
0
11
1
1
1
2
ξ?
ω
ξ
+
=
tgj
c
c
e
R
mA
I
&
[])(
0
11
1
2
ξ? +
′′
=
tgj
c
e
Am
)cos()]cos(1[)(
1
1
10 cc
ttgtmAtiωξ
′
+
′
=?
仍是调幅波,但包络幅度改变,
且相位改变
延时
ξ
1
1
tg
东南大学移动通信国家重点实验室
2,多频调幅(
0
ω=ω
c
)
类似对多频调幅,
)cos(])cos(1[)(
1
0 cc
n
nn
ttnmAte?ω+=
∑
∞
=
有,
)cos(])cos(1[)(
1
1
0 cc
n
nnn
ttgtnmAti?ωξ
′
+
′
=
∑
∞
=
东南大学移动通信国家重点实验室其中,?+=
=
nn
c
R
C
L
ωω
ω
ω
ξ |
1
n
n
n
n
m
m
m ≤
+
=
′
2
1 ξ
记,
n
tg
n
ξ
ξ
1?
=Φ
东南大学移动通信国家重点实验室
3,多频调幅响应的几点说明
(1) 幅度失真:各个分量幅度比例关系的改变;
(2) 相位失真:各个分量的延时
n
n
t
n
=
ξ;
(
+ω n
c
点处切线斜率)
东南大学移动通信国家重点实验室
(3)失谐失真:(
0
ω≠ω
c
)
不是调幅波;
(4)耦合谐振:可能产生过调幅。
(图 略 )
东南大学移动通信国家重点实验室
~ End of Chapter 4 ~
东南大学移动通信国家重点实验室
一,调制与解调的概念
东南大学移动通信国家重点实验室二,幅度调制
1、调幅波
)cos()]([)cos()()(
0 cccc
ttkeAttAtaω+=ω=
其中,k为比例系数,如取k=1。
东南大学移动通信国家重点实验室
相关波形和频谱如下,
东南大学移动通信国家重点实验室
A
0
A
max
A
min
定义:上调幅系数
0
0max
A
AA
m
=
上
下调幅系数
0
min0
A
AA
m
=
下
若
)(te
上下对称,则
minmax0
minmax
minmax
2 AAA
AA
AA
mmm
+=
+
===
其中下上
东南大学移动通信国家重点实验室如
)cos()(
1
= tEte
m
则
)cos()]cos(1[
)cos()]([)(
1
0
0
0
cc
m
cc
tt
A
kE
A
ttkeAta
ω?
ω
+=
+=
)cos()]cos(1[
10 cc
ttmAω+=
东南大学移动通信国家重点实验室而对多频调幅,设
∑
∞
=
=
1
)cos()(
n
nm
tnEte
n
定义:第n次谐波的部分调幅系数
0
A
kE
m
n
m
n
=
,
则
)cos(])cos(1[)(
1
0 cc
n
nn
ttnmAtaω+=
∑
∞
=
东南大学移动通信国家重点实验室
注:(1)
<1m
包络不失真,可用包络检波;
(2)
>1m
过调幅,可用相干解调。
2,调幅波的功率
由
)cos()]cos(1[
)cos()()(
10 cc
cc
ttmA
ttAta
ω?
ω
+=
=
单频
得,
瞬时功率:
)()(
2
tatp =
载波一周期内
)(ta
的平均功率
2
)(
)(
1
2
0
2
tA
dtta
T
P
c
T
c
Tc
==
∫
最大平均功率(额定功率)
c
PmmAAP
222
0
2
maxmax
)1()1(
2
1
2
1
+=+==
载波平均功率
2
2
0
A
P
c
=
总平均功率
)
2
1(
1
2
0
m
PdtP
T
P
c
T
Tc
+==
∫
东南大学移动通信国家重点实验室例如:
1,1 ==
c
Pm
kW,
kWPkWPP
c
5.1,44
max
===而
发射机效率低。
东南大学移动通信国家重点实验室同理:对多频调幅
)cos(])cos(1[)(
1
0 cc
n
nn
ttnmAtaω+=
∑
∞
=
则,
2
2
0
A
P
c
=;
22
0
2
maxmax
)1(
2
1
)(
2
1
上
mAtAP +==
)()()
2
1(
1
2
旁频功率载波功率
sc
n
n
c
PP
m
PP +=+=
∑
∞
=
其中,?
=
∑
∞
=1
2
2
n
n
cs
m
PP
东南大学移动通信国家重点实验室
3,调幅波的频谱
由多频调幅,
)cos(])cos(1[)(
1
0 cc
n
nn
ttnmAtaω+=
∑
∞
=
)]()cos[(
2
)cos()(
1
0
0 ncc
n
n
cc
tn
Am
tAtaω?ω +++?=
∑
∞
=
)]()cos[(
2
1
0
ncc
n
n
tn
Am
ω+
∑
∞
=
东南大学移动通信国家重点实验室
2
0
Am
n
东南大学移动通信国家重点实验室
E
mn
上边带上边带下边带下边带注,调幅波e(t)频谱的两种画法,
东南大学移动通信国家重点实验室东南大学移动通信国家重点实验室
( )
( )
( )
( )
( )( )
( )
( )
( )
( )
东南大学移动通信国家重点实验室
( )
( )
( )
( )
( )( )
( )
( )
( )
( )
三,抑制载波调幅(AM-SC)
去除调幅波
)cos()]([)cos()()(
0 cccc
ttkeAttAtaω+=ω=
中的载波分量
)cos(
0 cc
tA?ω?
,得
抑制载波调幅,
)cos()()(
cc
ttKeta?ω?=
东南大学移动通信国家重点实验室即 第三章中傅里叶变换的调制性质!
解调采用前述相干解调
四,脉冲幅度调制(PAM)
高频载波不是采用正弦波,而是采用周期性
冲激序列或矩形脉冲的幅度调制。
讨论第七章中抽样定理(理想抽样与自然抽样)
时详述。
东南大学移动通信国家重点实验室
§4.6 频分复用与时分复用的概念频分复用(FDM:Frequency Division Multiplex )
时分复用(TDM:Time Division Multiplex)
附,调幅波通过谐振回路的稳态分析
如图,
)(te
是调幅电压,求响应
)(ti
。
东南大学移动通信国家重点实验室
1,单频调幅
由,
)cos()]cos(1[)(
10 cc
ttmAteω+=
)]()cos[(
2
)]()cos[(
2
)cos(
1
0
1
0
0
ω
ω?ω
+
+++?=
cc
cccc
t
mA
t
mA
tA
东南大学移动通信国家重点实验室由
)1(
1
1
1
)(
)(
)(
)(
ξ+
=
ω
ω+
=ω=
ω
ω
=ω
jR
C
jLjR
jY
jE
jI
jH
&
&
其中,
R
C
L
ω
ω
=ξ
1
称为一般失谐。
则
ξ
ξ
ω
1
2
1
1
)(
+
=
jtg
e
R
jH
东南大学移动通信国家重点实验室
e(t)和
)( ωjH
的频谱特性分别如下图所示:
东南大学移动通信国家重点实验室东南大学移动通信国家重点实验室东南大学移动通信国家重点实验室讨论,
ⅰ) 载频分量
0
ωωω ==
c
,
′
===
ω 0
0
0
0
1
A
R
A
R
eAI
j
c
记作
&
ⅱ)上边频
+ω=ω
c
,
)(
2
1
0
)(
0
11
1
1
1
1
2
|)(
2
c
c
c
c
tgj
j
e
R
mA
jHe
mA
I
ξ
ωω
ω
ξ
ω
++?
+=
+?
+
+
=
=
&
东南大学移动通信国家重点实验室其中,
+=
=
c
R
C
L
ωω
ω
ω
ξ
1
1
记
m
m
m ≤
ξ+
=
′
2
1
1
则
[])(
0
11
1
2
ξ?
ω
++?
+
′′
=
tgj
c
c
e
Am
I
&
东南大学移动通信国家重点实验室同理,下边频分量
ω=ω
c
,
1
ξ?=ξ
下
)(
2
1
0
11
1
1
1
2
ξ?
ω
ξ
+
=
tgj
c
c
e
R
mA
I
&
[])(
0
11
1
2
ξ? +
′′
=
tgj
c
e
Am
)cos()]cos(1[)(
1
1
10 cc
ttgtmAtiωξ
′
+
′
=?
仍是调幅波,但包络幅度改变,
且相位改变
延时
ξ
1
1
tg
东南大学移动通信国家重点实验室
2,多频调幅(
0
ω=ω
c
)
类似对多频调幅,
)cos(])cos(1[)(
1
0 cc
n
nn
ttnmAte?ω+=
∑
∞
=
有,
)cos(])cos(1[)(
1
1
0 cc
n
nnn
ttgtnmAti?ωξ
′
+
′
=
∑
∞
=
东南大学移动通信国家重点实验室其中,?+=
=
nn
c
R
C
L
ωω
ω
ω
ξ |
1
n
n
n
n
m
m
m ≤
+
=
′
2
1 ξ
记,
n
tg
n
ξ
ξ
1?
=Φ
东南大学移动通信国家重点实验室
3,多频调幅响应的几点说明
(1) 幅度失真:各个分量幅度比例关系的改变;
(2) 相位失真:各个分量的延时
n
n
t
n
=
ξ;
(
+ω n
c
点处切线斜率)
东南大学移动通信国家重点实验室
(3)失谐失真:(
0
ω≠ω
c
)
不是调幅波;
(4)耦合谐振:可能产生过调幅。
(图 略 )
东南大学移动通信国家重点实验室
~ End of Chapter 4 ~
东南大学移动通信国家重点实验室