通信原理 --(3)模拟调制技术

通信原理 —(1)绪论
通信原理 —(2)信道
通信原理 —(3)模拟调制技术
通信原理 —(4)模拟信号数字化
通信原理 —(5)数字基带传输
通信原理 —(6)数字频带传输
通信原理 —(7)最佳接收
通信原理 —(8)同步

一、调制的概念和幅度调制

1. 调制的概念

Q:为什么调制之后,扩展信号带宽,可以提高系统抗干扰能力、抗衰弱能力
思路 1:根据香浓公式,传输带宽和信噪比之间可以互换。

2. 幅度调制基本原理

(1) 幅度调制的时域和频域

时域:$s_m (t) = Am (t) cos (\omega_c t + \varphi_0)$
频域:$\displaystyle S_m (\omega) = {A \over 2}[M (\omega+\omega_c) + M (\omega-\omega_c)]$

(2) 幅度调制的一般模型

(a) 滤波法
滤波法
不同滤波器的设计,完成不同形式的幅度调制 (AM、DSB…)
(b) 相移法
相移法
已调信号的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移,由于这种搬移是线性的,因此幅度调制又称为线性调制。这里的 “线性” 并不意味着已调信号和调制信号之间符合线性变换关系。

3. 幅度调制 AM

时域:$s_{AM}(t) = [A_0 + m (t)] cos \omega_c t + m (t) cos \omega_c t$
频谱:$S_{AM}(\omega) = \pi A_0 [\delta (\omega + \omega_c) + \delta (\omega - \omega_c)] + {1 \over 2}[M (\omega + \omega_c) + M (\omega - \omega_c)]$
功率 $\displaystyle P_{AM} = {A_0^2 \over 2} + {\overline {m^2 (t)} \over 2} = P_c + P_s = $ 载波功率 $+$ 边带功率
调制效率 $\displaystyle \eta_{AM} = {P_s \over P_{AM}} = \frac {\frac {\overline {m^2 (t)}}{2}} {A_0^2 + \overline {m^2 (t)}} $

4. 双边带调制 DSB

优点:调制效率 100%,节省了载波功率
缺点:不能用包络检波,需采用相干解调,较复杂

5. 单边带调制 SSB

(1) 滤波法产生 SSB 信号

滤波特性很难做到具有陡峭的截止特性
可以采用多级 (一般采用两级) DSB 调制及边带滤波

(2) 相移法产生 SSB 信号

SSB 相移法

优点:不需要滤波器具有陡峭的截止特性
缺点:宽带相移网络难用硬件实现

6. 残留边带调制 VSB



$S_d (\omega) = \displaystyle {1 \over 4} M (\omega)[H_{VSB}(\omega + \omega_c) + H_{VSB}(\omega - \omega_c)]$
为保证相干解调的输出无失真的恢复调制信号 $m (t)$,要求:
$[H_{VSB}(\omega + \omega_c) + H_{VSB}(\omega - \omega_c) = constant$,$|\omega| \leq \omega_H$

二、幅度调制系统的抗噪声性能

1. 分析模型

2. 幅度调制相干解调的抗噪声性能

3.AM 信号检波的抗噪声性能

三、模拟角度调制

四、调频系统的抗噪声性能

五、频分复用和模拟调制技术的应用