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1、第3章 模擬幅度調(diào)制,調(diào)制：將基帶信號（調(diào)制信號）搬到頻率較高的載波頻率段上，形成已調(diào)制信號。 s(t)= A(t)cos(ct+(t)+0） 幅度調(diào)制：基帶信號f(t)調(diào)制載波信號c(t)的幅度，形成已調(diào)制信號s(t)。 幅度調(diào)制分為完全調(diào)幅AM，雙邊帶調(diào)幅DSB，單邊帶調(diào)幅SSB，殘留邊帶調(diào)幅VSB等。 3.1 完全調(diào)幅（AM） 3.1.1 完全調(diào)幅的定義 完全調(diào)幅是指基帶信號疊加一個直流信號后，再與載波相乘而進行的調(diào)制過程。其表達式為,,3.1.2 正常調(diào)幅、滿調(diào)幅和過調(diào)幅,正常調(diào)幅是用基帶信號結(jié)痂一個直流信號后再乘以載波。根據(jù)基帶次信號和疊加直流信號大小關(guān)系不同，又可分為
2、正常調(diào)幅、滿調(diào)幅和過調(diào)幅。如下圖所示為幅度調(diào)制信號波形圖。 調(diào)幅系數(shù)（或調(diào)制指數(shù)）的表達式為 當(dāng) <1時，為正常調(diào)幅， 此時能從s(t)的包絡(luò)中恢復(fù)f(t)。,,當(dāng) 1時，為過調(diào)幅， 此時不能從s(t)的包絡(luò)中恢復(fù)f(t)。 通常，設(shè)置調(diào)幅系數(shù) 為0.30.6。如圖所示為過幅度調(diào)制信號波形。,3.1.3 完全調(diào)幅信號的頻域特征,如圖所示為完全調(diào)幅信號的頻譜搬移。,設(shè)f(t)是基帶信號，由傅里葉變換可得到其頻域表達式 。,直流分量A0的頻域表達式為,載波信號c(t)的頻域表達式為,由信號與系統(tǒng)知識可知,3.1.4 完全調(diào)幅信號的解調(diào),包絡(luò)解調(diào)是一種非相干解調(diào)，如圖所示為用保羅檢
3、波器解調(diào)AM信號的模型。 完全調(diào)幅信號還可以進行相干解調(diào)，具體內(nèi)容見3.2節(jié)。,3.1.5 完全調(diào)幅信號的帶寬和功率,由完全調(diào)幅信號的頻譜搬移圖可知，完全調(diào)幅信號的單邊帶寬是基帶信號f(t)的2倍。 實信號功率是指信號在任意時刻的瞬時功率，即信號電平在1歐姆的電阻上的功率等于信號該是可取值的絕對平均值的平方。由此可知信號在1歐姆的電阻上的平均功率為,,,,載波功率、邊帶功率和調(diào)制效率,令 ，稱為載波功率。 ，稱為邊帶功率。AM信號的功率是由邊帶功率和載波功率兩部分組成的。定義完全調(diào)幅信號的調(diào)制頻率 為有用功率和總功率之比，即,當(dāng)調(diào)制信號是一個余弦信號時，則可得調(diào)制效率
4、為,3.2抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB）,3.2.1 雙邊帶調(diào)幅的定義和波形 如果在調(diào)制時不加入直流分量，直接用基帶信號與載波信號相乘，那么得到的已調(diào)制信號中將不包含載波能量，這就可以提升調(diào)制效率。這種不含載波分量的調(diào)幅信號稱為抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號，簡稱雙邊帶信號。其示意圖如下圖所示。雙邊帶信號的表達式為 雙邊帶信號的波形圖如下圖所示，由圖可知，s(t)的包絡(luò)不能直接反映信號f(t)波形。,3.2.2 雙邊帶信號的頻率域分析,雙邊帶信號與完全調(diào)幅類似，但沒有載波處的沖激分量。 注：上邊帶和下邊帶的概念。 如右圖所示為雙邊帶信號頻譜圖。,3.2.3 雙邊帶信號的解調(diào)和平均功率,雙邊帶信
5、號解調(diào)的思路：進行頻譜搬移，將信號從載波點搬回零頻點。下圖為雙邊帶調(diào)幅信號想干解調(diào)模型圖。 要求接收方本地載波與發(fā)送方載波頻率和相位同步。 已調(diào)制信號s(t)的功率全是邊帶功率，沒有載波功率。,如右圖所示為雙邊帶想干解調(diào)的頻域示意圖。,3.3 單邊帶調(diào)制(SSB),3.3.1 單邊帶調(diào)制的定義 將雙邊帶調(diào)制信號只保留上邊帶或下邊帶中的一對即為單邊帶調(diào)制。 保留上邊帶的，稱為上邊帶調(diào)制(USB)；保留下邊帶的，稱為下邊帶調(diào)制(LSB)。 如圖所示為單邊帶信號濾波實現(xiàn)的模型。,3.3.2 單邊帶濾波器 單邊帶濾波器通常有以下幾種：,上邊帶濾波器（高通濾波器）； 下邊帶濾波器（低通濾波器）；
6、 單邊帶調(diào)制的頻譜示意圖如右圖所示。 理想的濾波器截止特性 和現(xiàn)實濾波器的過渡帶。下圖為 理想濾波器的截止和實際濾波器的過渡帶。 單邊帶信號濾波器的歸一化值 af/fc 決定實現(xiàn)難度 。,3.3.3 二次濾波法,,如下圖所示為二次濾波的模型。,如圖所示為二次濾波的頻譜示意圖。,3.3.4 相移法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制,如下圖所示為相移法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制。,3.3.5 單邊帶信號的解調(diào),單邊帶調(diào)制與雙邊帶信號解調(diào)類似，都是相干解調(diào)。 已知單邊帶信號為,如圖所示為帶邊帶信號解調(diào)的示意圖。,3.4 殘留邊帶調(diào)制（VSB）,3.4.1 殘留邊帶調(diào)制定義 由于雙邊帶帶寬過大，單邊帶難于實現(xiàn)， 于是折衷產(chǎn)生
7、殘留邊帶調(diào)制。 殘留邊帶濾波器截止較為平緩，容易實現(xiàn)。 但殘留邊帶調(diào)制法要求過渡帶嚴(yán)格的互補對稱。 如圖所示分別為殘留邊帶調(diào)制模型和 殘留邊帶傳遞函數(shù)與單邊帶傳遞函數(shù)的比較圖。,3.4.2 殘留邊帶信號的解調(diào),殘留邊帶信號一般采用相干解調(diào)。 上下邊帶的殘留互補。 如圖所示為才流變帶解調(diào)的頻譜示意圖。,3.5 各種線性調(diào)制的一般模型,3.5.1 各種線性調(diào)制的一般模型（濾波器法實現(xiàn)） 3.5.2 各種線性調(diào)制解調(diào)的一般模型 相干解調(diào)模型如下圖所示。 非相干解調(diào)（插入直流信號后進行包絡(luò)檢波）。,本章小結(jié),本章主要介紹了模擬通信中的線性調(diào)制，即調(diào)制信號f(t)對載波信號的幅度產(chǎn)生影響。 線性調(diào)制包括完全調(diào)制信號、雙邊帶信號、殘留邊帶信號等。 調(diào)幅信號的解調(diào)一般采用相干解調(diào)，這種解調(diào)要求本地載波與調(diào)制載波在頻率和相位上嚴(yán)格匹配。 完全調(diào)幅信號還可以采用非相干解調(diào)。,
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