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）代入（ 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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)()(?Mtm?
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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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× H(t)
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
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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
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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)
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)()]()([21)( HMMS ccSSB
)]()([21)( cc S g nS g nH
)]()([41)( ccSSB MMS
)]()()()([41 cccc S g nMS g nM
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)si n)(?21( ttm c
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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
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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
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
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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°
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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
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（ 1）
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21
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（ 3）代入（ 2）得 )()]()2([
4
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2
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× H(t)
低通滤波器
Sm（ t）
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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)
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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
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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
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])1 2 0 0 0(2c o s[2 tA
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