1
第四章 模拟调制系统
4.1 引言
4.2 幅度调制
4.3 非线性调制
4.4 频分复用
4.5 复合调制及多级调制的概念
2
4.1 引言
调制 按调制信号 (基带信号 )的变化规律去
改变载波某些参数的过程,
目的 频率变换,信道复用,提高抗干扰性能
分类
载波 调制信号
正弦波 数字信号 数字调制
模拟信号 模拟调制
脉冲串 脉冲调制
3
4.2 幅度调制
原理
载波
已调信号
m(t)调制信号 (基带信号 )
设
则
)c o s ()( 0?? ?? tAts c
)c o s ()()( 0?? ?? ttAmts cm
)()( ?Mtm ?
)]()([2)]([)( ccmm MMAtsFS ????? ?????
00 ??
)]()([cos ccc t ???????? ???? )]()([
2
1)()(
2121 ??? FFtftf ??
4
在频谱结构上，它的频谱完全是基带信
号频谱在频域的简单搬移 —— 线性调制
m（ t） sm（ t）
线性调制信号的一般产生方法
cosωct
× H(t)
带通滤波器
5
?????? dttmhts ccm )c o s()()()( ???? ? ??
?????? dtmht cc c o s)()(c o s ??? ???
?????? dtmht cc si n)()(si n ??? ???
)()]()([21)( ?????? HMMS ccm ????
适当选择带通滤波器 h(t),便可得到
各种调幅信号
6
1,双边带信号 (DSB-SC)
Double Sideband-Suppressed Carrier
S(ω)
-ωc
ωc
ωcM(ω) ω
ωω
H-ωH
SM(ω)
ω
7
8
DSB信号波形
DSB信号的包络与基带信号不
完全相同，因此不能用包络检波
来恢复基带信号
9
2.调幅（ AM）信号
Amplitude Modulation
m（ t）带有直流分量
ttmts cm ?c o s)()( ?
ttmtm cc ?? c o s)(c o s0 ???
)]()([)( 0 ccm mS ???????? ????
)]()([21 cc MM ???? ??????
10
S(ω)
-ωc ωcM(ω) ω
ωω
H-ωH
SM(ω)
ω
11
12
AM信号波形
当 m0<|m′(t)|max时，出现过调幅现象。
除相干解调外，对 AM信号还可以采用非相干
解调，如包络检波、平方律检波等。非相干解
调器要求 AM信号不过调，即 m0≥|m′(t)|max，相
干解调器则无此要求。
13
3.单边带 (SSB)信号
Single - Sideband
带通滤波器
ω
H(ω)
14
)()]()([21)( ?????? HMMS ccSSB ????
)]()([21)( cc S g nS g nH ????? ????
)]()([41)( ccSSB MMS ????? ????
)]()()()([41 cccc S g nMS g nM ???????? ??????
)c o s)(21( ttm c??
)si n)(?21( ttm c??
15
ttmttmts ccm ?? si n)(?21c o s)(21)( ??
下边带
ttmttmts ccm ?? si n)(?21c o s)(21)( ??
上边带
)(? tm 是 m(t)的希尔伯特变换
希尔伯特变换是把 f(t)的所有频率成分
都相移 -90° 的一种变换
16
17
设实信号 f（ t），其相应复信号 Z（ t）
—— 解析信号
f（ t）与 受希尔伯特变换对的约束
)(?)()( tfjtftZ ??
)(? tf
?
?
?
?
d
t
ftf
? ??? ???
)(?1)(
ttfdt
ftf
???
?
?
1)()(1)(? ??
? ?? ? ??
即 是 f（ t）经过单位冲激响应
为 网络的输出函数
)(? tf
t?
1
18
)(1 ?? jS g nt ??
H(ω)
j
0
-j
ω
1
ω
)(?H
ω
相移
90°
-90°
19
为 f（ t）的希尔伯特变换,的希
尔伯特变换等于 - f（ t）
性质
1,f（ t）与 在整个时域内正交
2,f（ t）与 有相同的功率谱密度，相
同的自相关函数
3.
)(? tf )(? tf
)(? tf
)(? tf
)()( ?Ftf ?
??
?
?
??
00
0)(2)(
?
??? FZ
20
确定 VSB所需 H(ω)，从接收端考虑，假设
采用同步解调法解调
4,残留边带 (VSB)信号
Vestigial - Sideband
)]()([2 1)()( ??? SStsts mm ???
tts c?c o s)( ?
)]()([)( ccS ???????? ????
)]()([21)]()([2 1 cmcmm SSSS ??????? ?????
（ 1）
（ 2）
21
)()]()([21)( ?????? HMMS ccm ????（ 3）
（ 3）带入（ 2）得 )()]()2([
4
1)]()([
2
1
ccm HMMSS ???????? ?????
)()]()2([41 cc HMM ????? ????
× H(t)
低通滤波器
Sm（ t）
COSωct
m（ t）
低通滤除
H?H??
22
)]()()[(41)(0 cc HHMS ?????? ????
为了准确得到 M（ ω），必须满足
Hcc CHH ?????? ????? )()(
H(ω)
c?c??
H(ω-ωc)
H(ω+ ωc)
23
为了获得残留边带信号，发送端的带通滤
波器必须满足 H(ω- ωc)与 H(ω+ ωc)在 ω=0处
具有互补对称的截止特性
即 只要残留边带滤波器的截止特性
在载频处具有互补对称特性，那么
采用同步解调法解调残留边带信号
就能够准确地恢复所需的基带信号。
24
思考 若要获得残留边带信号，发送端
滤波器还可以是怎样的？
H(ω)
c?c??
c?c??
25
例 若残留边带滤波器如图示，且
试确定残留边带信号的时域表达式。
)]4 0 0 0c o s ()5 0 0[c o s ()( ttAtm ?? ?? )102c o s ()( 4 tts ?? ?
H（ f）
f（ KHz）
9.5 10.5 14.5
f（ KHz）
SDSB(f)
)]250()250([)( ???? ffAfM ???
)]2 00 0()2 00 0([ ???? ffA ???
26
)]()([21)( ccD S B ffMffMfS ????
)]1 0 2 5 0()1 0 2 5 0([2 ???? ffA ???
)]9 7 5 0()9 7 5 0([2 ???? ffA ???
)]12000()12000([2 ???? ffA ???
)]8000()8000([2 ???? ffA ???
27
)]1 0 2 5 0()1 0 2 5 0([83)( ???? ffAfS V S B ???
)]9 7 5 0()9 7 5 0([8 ???? ffA ???
)]12000()12000([2 ???? ffA ???
])9 7 5 0(2co s[8])1 0 2 5 0(2co s[83)( tAtAtS V S B ?? ??
])1 2 0 0 0(2c o s[2 tA ??
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第四章 模拟调制系统
4.1 引言
4.2 幅度调制
4.3 非线性调制
4.4 频分复用
4.5 复合调制及多级调制的概念
2
4.1 引言
调制 按调制信号 (基带信号 )的变化规律去
改变载波某些参数的过程,
目的 频率变换,信道复用,提高抗干扰性能
分类
载波 调制信号
正弦波 数字信号 数字调制
模拟信号 模拟调制
脉冲串 脉冲调制
3
4.2 幅度调制
原理
载波
已调信号
m(t)调制信号 (基带信号 )
设
则
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4
在频谱结构上，它的频谱完全是基带信
号频谱在频域的简单搬移 —— 线性调制
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线性调制信号的一般产生方法
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带通滤波器
5
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适当选择带通滤波器 h(t),便可得到
各种调幅信号
6
1,双边带信号 (DSB-SC)
Double Sideband-Suppressed Carrier
S(ω)
-ωc
ωc
ωcM(ω) ω
ωω
H-ωH
SM(ω)
ω
7
8
DSB信号波形
DSB信号的包络与基带信号不
完全相同，因此不能用包络检波
来恢复基带信号
9
2.调幅（ AM）信号
Amplitude Modulation
m（ t）带有直流分量
ttmts cm ?c o s)()( ?
ttmtm cc ?? c o s)(c o s0 ???
)]()([)( 0 ccm mS ???????? ????
)]()([21 cc MM ???? ??????
10
S(ω)
-ωc ωcM(ω) ω
ωω
H-ωH
SM(ω)
ω
11
12
AM信号波形
当 m0<|m′(t)|max时，出现过调幅现象。
除相干解调外，对 AM信号还可以采用非相干
解调，如包络检波、平方律检波等。非相干解
调器要求 AM信号不过调，即 m0≥|m′(t)|max，相
干解调器则无此要求。
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3.单边带 (SSB)信号
Single - Sideband
带通滤波器
ω
H(ω)
14
)()]()([21)( ?????? HMMS ccSSB ????
)]()([21)( cc S g nS g nH ????? ????
)]()([41)( ccSSB MMS ????? ????
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15
ttmttmts ccm ?? si n)(?21c o s)(21)( ??
下边带
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上边带
)(? tm 是 m(t)的希尔伯特变换
希尔伯特变换是把 f(t)的所有频率成分
都相移 -90° 的一种变换
16
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设实信号 f（ t），其相应复信号 Z（ t）
—— 解析信号
f（ t）与 受希尔伯特变换对的约束
)(?)()( tfjtftZ ??
)(? tf
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?
d
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ftf
? ??? ???
)(?1)(
ttfdt
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???
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即 是 f（ t）经过单位冲激响应
为 网络的输出函数
)(? tf
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1
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)(1 ?? jS g nt ??
H(ω)
j
0
-j
ω
1
ω
)(?H
ω
相移
90°
-90°
19
为 f（ t）的希尔伯特变换,的希
尔伯特变换等于 - f（ t）
性质
1,f（ t）与 在整个时域内正交
2,f（ t）与 有相同的功率谱密度，相
同的自相关函数
3.
)(? tf )(? tf
)(? tf
)(? tf
)()( ?Ftf ?
??
?
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00
0)(2)(
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??? FZ
20
确定 VSB所需 H(ω)，从接收端考虑，假设
采用同步解调法解调
4,残留边带 (VSB)信号
Vestigial - Sideband
)]()([2 1)()( ??? SStsts mm ???
tts c?c o s)( ?
)]()([)( ccS ???????? ????
)]()([21)]()([2 1 cmcmm SSSS ??????? ?????
（ 1）
（ 2）
21
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（ 3）带入（ 2）得 )()]()2([
4
1)]()([
2
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ccm HMMSS ???????? ?????
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× H(t)
低通滤波器
Sm（ t）
COSωct
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低通滤除
H?H??
22
)]()()[(41)(0 cc HHMS ?????? ????
为了准确得到 M（ ω），必须满足
Hcc CHH ?????? ????? )()(
H(ω)
c?c??
H(ω-ωc)
H(ω+ ωc)
23
为了获得残留边带信号，发送端的带通滤
波器必须满足 H(ω- ωc)与 H(ω+ ωc)在 ω=0处
具有互补对称的截止特性
即 只要残留边带滤波器的截止特性
在载频处具有互补对称特性，那么
采用同步解调法解调残留边带信号
就能够准确地恢复所需的基带信号。
24
思考 若要获得残留边带信号，发送端
滤波器还可以是怎样的？
H(ω)
c?c??
c?c??
25
例 若残留边带滤波器如图示，且
试确定残留边带信号的时域表达式。
)]4 0 0 0c o s ()5 0 0[c o s ()( ttAtm ?? ?? )102c o s ()( 4 tts ?? ?
H（ f）
f（ KHz）
9.5 10.5 14.5
f（ KHz）
SDSB(f)
)]250()250([)( ???? ffAfM ???
)]2 00 0()2 00 0([ ???? ffA ???
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)]()([21)( ccD S B ffMffMfS ????
)]1 0 2 5 0()1 0 2 5 0([2 ???? ffA ???
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)]1 0 2 5 0()1 0 2 5 0([83)( ???? ffAfS V S B ???
)]9 7 5 0()9 7 5 0([8 ???? ffA ???
)]12000()12000([2 ???? ffA ???
])9 7 5 0(2co s[8])1 0 2 5 0(2co s[83)( tAtAtS V S B ?? ??
])1 2 0 0 0(2c o s[2 tA ??
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