第二讲 模拟线性调制

1、模拟调制技术1模拟调制技术模拟调制技术2模拟调制模拟调制：线性调制和非线性调制线性调制：调制后的信号频谱为调制信号频谱的平移或线性变 换。非线性调制：调制后的信号频谱与调制信号频谱之间不能通过平移或线性变换互相表示。 线性调制主要包括： 双边带调幅 （常规的，和抑制载波）DSB单边带调制 SSB残留边带调制 VSB模拟调制技术3学习要点： 调制方法，解调方法，信号频谱的变化特点。1 常规的双边带调幅 AM（1） 特点： 输出的已调信号的包络与输入调制信号成正比。（2）表达式：)cos()()(0ccAMtwtfAtS为外加的直流分量,为调制信号，为载波信号的角频率，为载波信号的初始相位。0A)

2、(tfcc模拟调制技术4（3）检波方法： 包络检波： 信号检测不失真的条件为（4）AM重要的参数：A.调制指数：当调制信号为单频余弦信号：B. .确知信号的频谱与功率分配0)(0tfA)cos()(mmmtwAtf0/ AAmAM)(21)()()(0cccctwjtwjAMeetfAtS模拟调制技术5)(200wAAF0c)(2/1)(2/1)()()(00ccccAMwwFwwFwwAwwAwS因为令功率分配：)(cos)(2)(cos)()(cos)(cos)()(20222202202twtfAtwtftwAtwtfAtSPccccAM模拟调制技术6假定：已知：因此：讨论：最高的调制效

3、率为1/2。0)(tf0)2cos(twc)(/)(. 2/ )(22022220AtftftfAPAM模拟调制技术7C：.随机信号的频谱（功率谱）与功率分配随机信号的频谱（功率谱）与功率分配随机信号与确定性信号的主要区别之一是随机信号的功率谱是它的自相关函数的付氏变换，而非直接对信号进行付氏变换再平方。（为什么？）) )(cos()cos()()()()()()(),(0020twtwtftftfAtfAAtStSEttRccAMAMAM因为：0)(0)2cos()2cos(21cos21)(coscostfwtwwtwwtwtwccccccc模拟调制技术8)()(41)()(2)()(co

4、s)(21cos2cos)()(21cos2),(202020cfcfccAMAMcfcccAMwwwwwwwwAwRwRwAwtftfwAttR可得：模拟调制技术9dwwSASdwwAdwwSSSSSdwwPRFwffcfffcfAMfcAMff)(212121)(21)(21)(21)()(2020其中：模拟调制技术102抑制双边带调制抑制双边带调制 DSB：目的目的 ：增加调制效率，去除直流分量：增加调制效率，去除直流分量A0。时间表达式：时间表达式：确定信号时频谱确定信号时频谱twtftScDSBcos)()(1)(21)(21)(DSBccDSBwwFwwFwS模拟调制技术113调制

5、实现方法：调制实现方法：coswctf(t)SDSB(tcoswctf(t)SDSB(t)f(t)A0coswctSAM(t)SDSB(t)非线性带通滤波fc非线性cos(wct)+_(a)(b)(c)模拟调制技术124. 解调实现方法：解调实现方法：常规双边带包络检测常规双边带包络检测抑制双边带相干解调抑制双边带相干解调coswct SDSB(t)LPFKf(t)模拟调制技术135. 单边带调制单边带调制目的：节省频带目的：节省频带特点：只传送双边带调制信号的一个边带。特点：只传送双边带调制信号的一个边带。调制实现方法：调制实现方法：SSSB(t)HSSB(w)f(t)SDSB(t)cosw

6、ct模拟调制技术14两种单边带形式：两种单边带形式：上边带：上边带：ccUSBwwwwwH01)(下边带：下边带：ccLSBwwwwwH10)(wc-wc模拟调制技术15单频：单频：tAtfmmcos)(结论：结论：twwAtSmcmUSB)cos(2)(twwAtSmcmLSB)cos(2)(0wm-wm双边带-wcwc0上边带wm+wc, -wm-wc下边带wc-wm, -(wc-wm)模拟调制技术165 希尔伯特变换希尔伯特变换一个物理可实现系统其传递函数为一解析函数，一个物理可实现系统其传递函数为一解析函数，其冲激响应必为因果函数（其冲激响应必为因果函数（t0, 冲激响应为冲激响应为0

7、）。）。时域因果性（冲激响应）等价于频域解析性时域因果性（冲激响应）等价于频域解析性（传递函数）（传递函数）利用物理可实现系统的定义利用物理可实现系统的定义)()()(tUthth模拟调制技术17dwRwXdwXwRdwRwXjdwXwRjwwwjXwRtUFthFwjXwRthFwH)(1)(,)(1)()(212/ )()(212/ )()1)(*)()(21)(*)(21)()()()(dtftfH)(1)(从而可知：希尔伯特变换与反希尔伯特变换只相差一个负号。时域上有相同的定义：模拟调制技术186. 希尔伯特变换的性质：(3) 若f(t)的频带限于cww |则有)cos()()sin(

8、)()sin()()cos()(twtftwtfHtwtftwtfHcccc)cos()(sin()2()sin()(cos() 1 (twtwHtwtwHcccc模拟调制技术19)()(),()()()()()()()(wRwXHwXwRHwjXwRwHtUthth证明：频域上：)()(),()()()()()()()(tRtXHtXtRHtjXtRtwUww模拟调制技术20)sin()()cos()()sin()()cos()()()()()()()(twtftwtfHtwtjftwtfetfwUwwFwwFwwFwcccctjwcccc令：可知：隐含条件f(t)为实函数模拟调制技术21（

9、4）.若F(w)为f(t)的付氏变换，则f(t)的 希尔伯特变换的付氏变换为)sgn()()(wwjFtfHF0101)sgn(www模拟调制技术227.时域表达式：ccUSBSSBDSBSSBwwwwwRwRwHthtStS|0|1)()(1)()(*)()(ttwtdwewRdwewHthcjwtjwtUSBUSB)sin(1)()(1 (21)(21)(模拟调制技术23ttwtwtftwtfttwttwtfthtStScccccUSBDSBUSB)sin(1*)cos()()cos()()sin(1)(*)cos()()(*)()()cos()sin()cos()(1)sin()cos(

10、)cos()(1)(sin()cos()(1)sin(1*)cos()(twdtwwftwdtwwfdttwwfttwtwtfcccccccccc模拟调制技术24)cos()(21)sin()(21)cos()2cos()()sin()2sin()()sin()(21)cos()2sin()(21)sin()2cos()(21)sin()(21twtftwtftwtwtftwtwtftwtftwdtwftwdtwftwdtfcccccccccccc)sin()(21)cos()(21)()sin()(21)cos()(21)(twtftwtftStwtftwtftSccLSBccUSB因此：模

11、拟调制技术258. 解调方式（相干解调）coswct SSSB(t)LPFSd(t)Sp(t)(41)()2sin()(41)2cos()(41)(41)2sin()(412)2cos(1)(21)cos()sin()(21)(cos)(21)cos()sin()(21)cos()(21()(2tftStwtftwtftftwtftwtftwtwtftwtftwtwtftwtftSdccccccccccp模拟调制技术269.残留边带调制VSB：它介于单边带调制与双边带调制之间，它在实现上可以克服单边带调制时所需过渡带无限陡的问题，实现更容易，代价是传输频带略有增加。频谱：)()()(21)(c

12、cVSBVSBwwFwwFwHwS模拟调制技术27LpFCd(t)=coswctSd(t)SVSBSp(t)HVSB(w)coswctf(t)SVSB(t)调制模拟调制技术28观察频域处理情况：)2()()2()(41)()()(41)2()()(41)()()(41)()(21)()(*)(21)(*)(21)(ccVSBccVSBcVSBcVSBccVSBccVSBcVSBcVSBccVSBdVSBPwwFwwHwwFwwHwwHwwHwFwwFwFwwHwFwwFwwHwwSwwSwwwwwSwCwSwS模拟调制技术29经过LPF)()()(41)(cVSBcVSBdwwHwwHwFwS

13、解调要求：.cos)()(),()(twwHwwHwFwScVSBcVSBd传递函数互补对称性模拟调制技术300-wcwcwHVSB(w)10.5模拟调制技术310-wcwcwHVSB(w)10.5模拟调制技术3210。线性调制的一般模型H (w)coswctf(t)S(t)模拟调制技术33)sin()()cos()()sin()sin()()()cos()cos()()()(cos()()()(*)cos()()(twtStwtStwdwtfhtwdwtfhdtwtfhthtwtftScQcIcccccc模拟调制技术34其中：)sin()(*)()()cos()(*)()(twthtftStwthtftScQcI应用：（1）.抑制双边带0)(),()()cos()()(tStftStwtftSQIcDSB模拟调制技术352/ )()(, 2/ )()()sin()(21)cos()(21)(tftStftStwtftwtftSQIccVSB(3) 残留边带调制2/ )()(, 2/ )()()sin()(21)cos()(21)(tftStftStwtftwtftSQIccSSB2. 单边带调制模拟调制技术36)()(21)()2sin()(21)2cos()(21)(21)cos()()(tftStStwtStwtStStwtStSIdcQ