第3章?模拟线性调制 3.1?双边带调幅 3.1.1?常规调幅(AM) 图3-1?常规调幅波形 3.1.2?抑制载波双边带调幅(DSB-SC) 在常规调幅信号中，信息完全由边带传送。在消息信号上不附加直流分量，直接用调制载波的幅度，便可得到抑制载波的双边带调幅信号，简称双边带信号。双边带信号的时间波形表达式为  (3-9) 相应的已调信号的频谱表达式为  (3-10) 双边带信号的时间波形及频谱如图3-3和图3-4所示。由时间波形可知，双边带信号在改变符号时恰好也改变符号，这时载波就出现了反相点。已调信号的幅度包络与不完全相同，说明它的包络不完全载有的信息，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号。  图3-3?双边带信号的波形  图3-4?双边带信号的频谱  3.1.3?调制与解调 1. 调制 图3-5?双边带调幅调制模型 图3-6?常规调幅调制模型 图3-7?用周期方波相乘产生双边带信号 图3-8?双平衡环形调幅器 2. 解调 图3-9?相干解调原理 图3-10?调幅信号的包络检波 3.2?单边带调制 (SSB) 3.2.1?用滤波法形成单边带信号 图3-11?用滤波法形成单边带信号 图3-12 滤波法形成单边带信号的频谱变换 图3-13?多级滤波法原理图及频谱图 3.2.2?用相移法形成单边带信号 1. 单频调制 图3-14?用相移法形成单边带信号 2. 希尔伯特变换 图3-15 希尔伯特变换关系图 图3-16 希尔伯特滤波器的传递函数 序 号    1    2    3    4     3. 一般情况下的时域表达式 图3-17 单边带调制的相移法方框图 图3-18 相移法中各点频谱变换关系 3.2.3?单边带信号的解调 图3-19 单边带信号的相干解调 图3-20 例3-4中接收机框图 3.3?残留边带调制 (VSB) 3.3.1?残留边带信号的产生 图3-21 滤波法产生残留边带信号 图3-22 残留下边带的滤波器传递函数 图3-23 残留上边带的滤波器传递函数 3.3.2?残留边带信号的解调 图3-24 残留边带信号的相干解调 图3-25 残留边带滤波器的衰减特性 3.4 线性调制和解调的一般模型 3.4.1?线性调制信号产生的一般模型 图3-26 滤波法实现线性调制的一般模型 图3-27 相移法实现线性调制的一般模型 3.4.2 线性调制信号解调的一般模型 图3-28 线性调制相干解调的一般模型 图3-29 插入大载波的包络检波 3.5?线性调制系统的抗噪声性能 3.5.1?通信系统抗噪声性能的分析模型 图3-30 解调器抗噪声性能的分析模型  (3-58) 图3-31 带通滤波器的传递函数 3.5.2?线性调制相干解调的抗噪声性能 图3-32 线性调制相干解调的抗噪声性能分析模型 1. 双边带调制相干解调 图3-33 上边带信号频谱示意图 2. 单边带调制相干解调 3.5.3?常规调幅包络检波的抗噪声性能 图3-34?常规调幅包络检波的一般模型 图3-35 包络检波器输出信噪比 习??题 3.1?幅度为的载波受到幅度为的单频余弦波调制产生调幅波, (1) 试画出其时间波形； (2) 试画出其频谱组成； (3) 指出什么时候开始过调幅。 3.2?使用题3.1的AM波， (1) 试求在时的总边带功率； (2) 画出调制效率与调幅指数的依赖关系。 3.3?如果调制信号改为峰-峰值为2的方波，重复题3.2的内容，并进行比较。 3.4?如果原来是100%的单音调幅波通过滤波器后使其上边带幅度降低一半，试求其输出波形的时间表示式，并求其包络的最大和最小值。 3.5?已知一个AM发射机的负载为50电阻，未调制时负载上的平均功率为100 W，当调幅器输入端所加单频正弦测试信号的峰值幅度是5 V时，在负载上的平均功率增高50%，试求： (1) 每个边带的平均输出功率； (2) 负载上的调幅指数； (3) 负载上的调幅波形的峰值幅度； (4) 当调制正弦波的幅度减小到2 V时，求负载上的平均功率。 3.6?把载波和信号之和加到一个平方律器件上，其输出为为常数。 (1) 求输出信号，在输出端出现什么类型信号？ (2) 为了得到不失真的调幅信号，与信号带宽的关系应如何？ 3.7?证明只要适当选择图题3.7中的放大器增益K，不用滤波器即可实现抑制载波双边带调制。 图题?3.7 3.8?当调制信号为双频信号时，画出双边带信号的时间波形和频谱组成。其中，，并且载频。 3.9?某通信系统发送部分如图题3.9(a)所示，其中及是要传送的两个基带调制信号，它们的频谱如图(b)所示。 图题?3.9 (1) 写出合成信号的频谱表达式，并画出其频谱图； (2) 写出已调波的频域表达式，并画出其频谱图。 3.10?设已调波为，通过理想传输后，若接收端相干载波相位误差为，试问若使解调信号是最大值的90%，允许的是多少？ 3.11?若环行调制器中载波是方波，频率为，当调制信号是频率为的单频余弦信号时，求已调信号的频谱。 3.12?将双边带抑制载波信号与一同频但不同相的载波相加，然后进行理想包络检波，求检波输出信号。 3.13?已知消息信号频带为300 Hz~3 400 Hz，用滤波法实现单边带调制，载频为60 MHz。假设带通滤波器过渡带只能做到载波频率的1%，画出单边带调制系统的方框图，并画出各点频谱。 3.14?试画出三级滤波法产生上边带信号的频谱搬移过程，调制系统如图题3.14所示。其中，，调制信号为300 Hz~3 400 Hz的话音信号。 图题?3.14 3.15?图题3.15的系统是以同一个载波被2个消息信号进行SSB调幅的一种方式，LPF、HPF分别为低、高通滤波器，截止频率均为。 (1) 当时，试推导的表示式； (2) 画出适应解调的方框图。 图题?3.15 3.16?模拟保密通信中采用的一种倒频器由第一级乘法器、高通滤波器、第二级乘法器与低通滤波器级联而成。第一级与第二级乘法器所使用载波的频率分别为与，且。语音信号的频率范围为，高通与低通滤波器的截止频率都等于。 (1) 画出倒频器方框图； (2) 写出倒频器输出信号表达式，并画出各级的频谱； (3) 设计一个接收系统，以恢复原始语音信号。 3.17?设单边带调制信号为，它的希尔伯特变换为。又设消息信号为，其希尔伯特变换为，载波幅度为，频率为。 (1) 证明：  及  (2) 画出由上式原理构成的单边带接收机方框图。 3.18?调制信号频谱如图题3.18(a)所示，用图题3.18(b)所示的两次滤波法实现单边带调幅，若第一次取下边带第二次取上边带， (1) 画出已调波频谱； (2) 若及均为理想滤波器，画出它们的幅-频特性； (3) 画出由接收已调信号恢复原信号的方框图。 图题?3.18 3.19?将双边带信号通过残留边带滤波器，产生残留边带信号。若此滤波器的传递函数如图题3.19所示。当调制信号为下列三种情况： (1) ； (2) ； (3) ; 若载频为10 kHz，试确定所得VSB信号的表示式，并画出每一情况下所得残留边带信号的频谱。 图题?3.19 3.20?采用包络检波的常规调幅系统中，若使用单频正弦波调制，调幅指数为0.8，输出信噪比为30 dB。求未解调时载波功率与噪声功率之比。 3.21?证明常规调幅采用相干解调时信噪比增益与式(3-92)相同。 3.22?在双边带抑制载波调制和单边带调制中，消息信号均为3 kHz限带低频信号，载频为1 MHz，接收信号功率为1 mW，信道噪声双边功率谱密度为。接收信号经带通滤波器后，进行相干解调。 (1) 比较解调器输入信噪比； (2) 比较解调器输出信噪比。 3.23?采用包络检波的常规调幅系统中，若噪声单边功率谱密度为，单频正弦波调制时载波功率为100 mW，边带功率为每边带10 mW，接收机带通滤波器带宽为8 kHz。 (1) 求解调输出信噪比； (2) 若采用抑制载波双边带系统，其性能优于常规调幅多少分贝？ 3.24?当某接收机的输出噪声功率是时，该机的输出信噪比为20 dB。从发射机到接收机所经路径的总损耗是100 dB。 (1) 双边带发射机输出功率应为多少？ (2) 单边带发射机的输出功率应为多少？ 3.25?一个100%单频调制的标准调幅信号和一个单边带信号分别用包络检波器和相干解调器来接收。假定单边带信号的输入功率为1 mW，那么在保证获得同样输出信号功率的条件下，标准调幅信号的输入功率应为多大？