信号的调制与解调技术 课件 第一章 调制与解调概述

现代智能控制实用技术丛书

ModernintelligentcontrolpracticaltechnogySeries信号的调制与解调技术信号的调制与解调技术简介

《现代智能控制实用技术丛书》共分为四本，其内容按照信号传输的链条编写：

传感器

调制与解调

信息的传输与通信技术

智能控制技术的应用

本书系统地对信息传输与现代通信技术的密切关系、通信技术的发展简史，现代通信技术的特点和发展趋势进行了介绍；

简述了世界通用的有线通信的载波技术、无线通信的微波接力通信的基本概念、基本原理，以及各类通信系统的组成、特点、优势、不足及适用领域。简介

本书还对现代通信技术的“高速公路”，即光导纤维通信、５Ｇ通信、卫星通信系统技术，以及近距离小容量的通信手段———无线保真（ＷｉＦｉ）、蓝牙和可见光通信技术进行原理、功能及应用的阐述。

对未来的通信技术，即量子通信技术的概况进行介绍，并预测量子通信技术将在计算机技术、通信传输技术、卫星通信技术等方面应用的可期待前景。

本书可作为大专院校或高等院校智能控制类相关专业的参考书籍，也可供从事智能控制信息的传输方面的设计、制造、应用领域工作的工程技术人员作为参考资料。信号的调制与解调技术

丛书序

自动控制、智能控制、智慧控制是相对ＡＩ控制技术的普遍话题。在当今的生产、生活和科学实验中具有重要的作用。

在控制技术中离不开将甲地的信息传送到乙地，以便远程监测（遥测）、视频显示和数据记录（遥信）、状况或数据调节（遥调）和智能控制（遥控），统称为智能控制的四遥工程。

信息是物理现象、过程或系统所固有的。信息本身不是物质，不具有能量，但信息的传输却依靠物质和能量。

而信号则是信息的某种表现形式，是传输信息的载体。信号是物理性的，并且随时间而变化，这是信号的本质所在。

在无线电通信中，电磁波信号承载着各种各样的信息。所以信号是有能量的物质，它描述了物理量的变化过程，在数学上，信号可以表示为关于一个或几个独立变量的函数，也可以表示随时间或空间变化的图形。

信号的调制与解调技术

丛书序

实际的信号中往往包含着多种信息成分，其中有些是我们关心的有用信息，有些是我们不关心的噪声或冗余信息。传感器的作用就是把未知的被测信息转化为可观察的信号，提取所研究对象的有关信息，将原始信息转换成信号。将有效信息转换成便于传输的信号，或将信号放大，或将较低频率的原始信息“调制”到较高频率的信号；满足远距离传输的要求，或将原始模拟信息处理为数字信号等。这就是智能控制发送部分的“职责”———信息的收集与调制。然后，将调制后的信号置于所选取的传输通道上进行传输，使调制后的信号传输至信宿端———乙地在乙地接收到经传输线路传送来的信号后，然后进行调制器的反向操作“解调”。即将高频信号或数字信号还原成原始信息。信号的调制与解调技术

丛书序

原始信息通过扬声器器（还原的音Ⅳ频信号）、显示器（还原的图像或视频信号）、打（还原的计算结果）或进行力学、电磁学、光学、声学等转换，对原始信息控制目的物进行作用，从而达到智能控制的目的。本套丛书就是对智能控制系统中各个环节的一些关键技术的原理、特性、基本计算公式和方法、基本结构的组成、各个部分参数的选取，以及主要应用场合及其优势和不足等问题进行讨论和分析。本套丛书则沿着“有效信息的取得”、“有效信息的调制”、“调制信号的传输“、“调制信号的解调”以及“智能控制系统的举例应用”这一线索展开，对比较典型的智能控制系统，应用于实践的设计计算及控制的逻辑关系进行举例论述。本套丛书虽然经历了十多年的知识积累，但仍然觉得时间仓促，加之水平有限，错误与疏漏之处在所难免，恳请读者批评指正。编撰者

苏遵惠

信号的调制与解调技术

丛书序

前言第一章调制与解调概述第二章调制波的模拟调制

第一节连续波的幅度调制

第二节

标准幅度调制

第三节双边带调制与抑制载波调制第四节

单边带幅度调制第五节

残留边带调制第六节

幅度调制的性能比较第七节

角度调制——频率调制第八节

角度调制——相位调制第九节

模拟调制的性能比较第三章调制波的数字调制第一节基本概念第二节关于IQ调制方法第三节调制器的传输第四节线性数字信号调制第五节非线性数字调制——数字频移键控调制第六节

非线性数字调制——数字相位键控调制

第四章载波的脉冲调制第一节基本概念第二节脉冲幅度调制第三节

脉冲密度调制第四节

脉冲宽度调制第五节

脉冲位置调制第六节

脉冲编码调制第七节

调相调制设计计算归纳附录附录A本篇名词术语及解释

附录B相关技术标准

附录C插表索引附录D插图索引

附录E参考文献

作者简介重点目录信号的调制与解调技术

正文

第一章

调制与解调概述信号的调制与解调技术

正文

第一章

调制与解调概述一、调制与解调概述

二、调制的分类

信号的调制与解调技术

正文一、调制与解调概述

第一章

调制与解调概述

1、定义

调制：（modulation）以满足进行传输的要求为目的，用基带信号（携有消息的信息信号）去控制或改变一个高频振荡的载波信号的某个或几个参量的变化，将基带信号的信息荷载在载波上，形成已调信号的过程。

解调：（Demodul）调制的逆过程，即通过具体的方法，从已调制的参量变化中还原出有用信息，即原始的基带信号的过程。2、常用名词及代号

模拟信号（Analogsignal）模拟信号是指用连续变化的物理量表示的信息，其信号的幅度，或频率，或相位随时间作连续的变化。

数字信号（Digitsignal）数字信号是指信号的自变量为离散的，因变量也是离散的的信号。这种信号的自变量用整数表示，因变量用有限数字中的一个数字表示。在计算机中，数字信号的大小常用二进制数表示。也可以采用2n进制数表示。这种信号设置大大提高了信号的抗噪声干扰能力，提高了信息传输中的保密性能。信号的调制与解调技术

正文一、调制与解调概述

第一章

调制与解调概述

2、常用名词及代号

调制信号（Modulatingsignal）

调制信号也称作“基带信号”。调制信号为需要传送的信息信号。

载波（Carrierwave）

载波是由振荡器产生并在通讯信道上传输的电波，被调制信号调制后用来传送语音或其它信息。

已调信号（Modulatedsignal）是载有有用信息的信号,即为调制后含有发送信息的信号。记作u(t)。信源（Informationsource）是通信系统的起点，为需要发送的信息，一般分为“模拟信号”和“数字信号”两大类。即信息的发布者。记作IS。

信道（Informationchannel）是从信源进入信宿的通道。一般分为“有线通信”和“无线通信”两大类。记作IC。

信宿（Informationend-result）是通过信息系统传输终端。即信息的接收者。记作IE。信号的调制与解调技术

正文一、调制与解调概述

第一章

调制与解调概述

3、调制的目的

为什么在信息传输前，要对信息进行调制呢？（1）基带信号（如语音）频率低，而高频信号才易于辐射和远距离传输。

根据电磁波传输理论，天线的尺寸至少应为发射信号波长的十分之一。常规语音通信中频率在300HZ至3400HZ,即波长在1,000,000m至88,235m；则其传输天线的长度即应为100,000m至8,824m；为了缩短发送和接收天线，必需通过高频信号对基带信号进行调制。（2）便于在同一信道上同时传输多路不同的基带信号。使不同通道的基带信号调制在不同的频带、或不同的时隙，就不会互相干扰了。

在发送端需要把基带信号（信源）转变为一个相对频率非常高的带通信号。改变载波的幅度、频率或者相位来实现。

在接收端则需将已调信号还原成要传输的原始信号，也就是将基带信号从载波中提取出来，该过程称为解调。信号的调制与解调技术

正文二、调制的分类

第一章

调制与解调概述

1、信号调制从不同角度分类

（图1-1信号调制分类）总体分为信号调制、调制波不同的调制和载波不同的调制三种，如图1-1所示。信号的调制与解调技术

正文二、调制的分类

第一章

调制与解调概述

2、按调制波（信号）不同分类

（图1-2调制波的模拟调制分类图）

调制波的模拟调制，即调制波的基带信号为模拟信号，如图1-2所示.调制波的模拟调制分为幅度调制和角度调制。信号的调制与解调技术

正文二、调制的分类

第一章

调制与解调概述

2、按调制波的数字调制分类

（图1-3调制波的数字调制分类图）信号的调制与解调技术

正文二、调制的分类

第一章

调制与解调概述

3、按载波不同分类

（图1-5载波的不同调制分类图）

信号的调制与解调技术

正文二、调制的分类

第一章

调制与解调概述

1、信号调制从不同角度分类

见图1-1信号调制的总体分类

信号的调制与解调技术

正文

二、调制的分类

第一章

调制与解调概述

4、信号调制的分类总览

综合以上分类归纳如下，调制分类总体组成图

(见图1-6所示）此外还有复合调制和多重调制等，不同的调制方式有不同的特点和性能。信号的调制与解调技术

正文第一节

连续波的幅度调制（AM）

第二章

调制波的模拟调制

1、连续波

连续波是指波形的幅度是以连续方式而不是脉冲方式输出的波。

与之相对应的是脉冲波。

在信息传输的通信中，一般时候所用的载波是高频正弦波，就是一种连续波。2、连续波幅度调制种类

A.标准幅度调制（Standardamplitudemodulation，AM）

B.双边带幅度调制（Bilateralbandamplitudemodulation，DSB-）

抑制载波双边带调制（Bilateralbandamplitudemodulation-

suppressedcarrier，DSB-SC）

C.单边带幅度调制（Singlesidebandamplitudemodulation，SSB）

D.残留边带幅度调制（Residualsidebandamplitudemodulation，

VSB）

信号的调制与解调技术

正文第一节

连续波的幅度调制（AM）

第二章

调制波的模拟调制

3、连续波的幅度调制的原理

（图2-1连续波幅度调制原理及波形图）

信号的调制与解调技术

正文第一节

连续波的幅度调制（AM）

第二章

调制波的模拟调制

3、连续波的幅度调制的原理

（1）“幅度调制"

是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调

制信号的规律变化的过程。

（2）调幅深度（modulationdepth，“md”）

也称作“调制度”。

是指在双边带调幅方式情况下，必须加以限制的峰值幅偏值。

用百分数表示，有的资料中用“βAM”表示。

（3）调制指数：为调制深度的参数。也称为调制系数和调幅系数。在调幅技术中,指调制信号与载波信号的幅度比。（见图2-2所示）

当md=0时，没有调幅，输出为原载波信号。

当md=1时，UΩm=Ucm,幅度在0～2Ucm之间变化，为100%调幅。

当md＜1时，UΩm＞Ucm,为过调幅，则包络信号失真。

为了保证已调波的包络信号反映调制信号的变化，必须使0＜md≤1。信号的调制与解调技术

正文第一节

连续波的幅度调制（AM）

第二章

调制波的模拟调制

3、连续波的幅度调制的原理图2-2连续波幅度调制调制深度及波形图

图2-2连续波幅度调制

调制深度及波形图

图2-3

用示波器测试

调幅指数的

波形图信号的调制与解调技术

正文第一节

连续波的幅度调制（AM）

第二章

调制波的模拟调制

1、标准调幅波数学表达式

调幅即使载波信号的幅度随着调制信号（如音频信号）的变化而变化。

载波信号的数学表达式为：Uc=Ucmcosωc

t

音频信号的数学表达式为：UΩ=UΩmcosΩt

式中：Ucm

为载波信号的电压振幅，ωc

为载波信号的角频率，

Ω为调制信号的角频率。

信号的调制与解调技术

正文第二节

标准幅度调制（AM）

第二章

调制波的模拟调制

2、

标准调幅波的频谱

其一，调制后的已调波的主要参数为：调制峰值：Ummax=Ucm（1+md）调制谷值：Ummin=Ucm（1-md）则得到调幅指数：

md=（Ummax-Ummin）/（Ummax+Ummin）

其二，调制后的已调波包含有3个频率成分：载频：ωc，上边频：ωc+Ω，下边频：ωc-Ω。

见图2-5所示。

信号的调制与解调技术

正文第二节

标准幅度调制

第二章

调制波的模拟调制

2、标准调幅波的频谱

图2-5AM调制的频谱关系带宽：BW=2Ω信号的调制与解调技术

正文第二节

标准幅度调制

第二章

调制波的模拟调制

3、多频率信号的标准调幅

实际上调制信号都是由多频率成分组成的。

如语音信号的频率主要集中在300～3400Hz范围。

BWAM=2Ωmax

一般语音信号AM已调波的带宽等于6800Hz，相邻两个电台载波频率的间隔必须大于6800Hz，通常取10KHz

。

调幅过程实质上是一种频谱线性的搬移。经过调制后，已调制信号的频谱由低频处搬移到载频附近，形成上下边带。如图2-6所示。

信号的调制与解调技术图2-6多频调制AM信号频谱图

正文第二节

标准幅度调制

第二章

调制波的模拟调制

4、AM波各频率功率的分布

帕塞瓦尔公式：已调波UAM在单位电阻上消耗的平均功率PAM等于各个频率成分所消耗的平均功率之和，即等于载波功率PC和边频功率PSB之和载波功率为已调波在单位电阻上消耗的平均功率为：

边频功率与总功率之比为：

信号的调制与解调技术

正文第二节

标准幅度调制

第二章

调制波的模拟调制

4、AM波各频率功率的分布

从功率消耗方面而言AM调制是很不经济的。实现AM的方案如图2-7所示。

信号的调制与解调技术图2-8普通调幅波形成原理图图2-7普通调幅波组成方框图

正文第三节

双边带调制与抑制载波双边带调制

第二章

调制波的模拟调制

1、双边带调制概念（1）双边带调制（Double-sidebandmodulation,DSB）

双边带调制属模拟信号的幅度调制的一种方法，基带信号调制后会在坐标轴Y轴两边将原来的振幅利用算法分解成两个频率相对较高的部分。接收端利用解调技术将调制信号解调为原始信号。

（2）抑制载波双边带调制（SuppressedcarrierDouble-sidebandmodulation,DSB-SC）

抑制载波双边带调制是双边带调制的一种特例。其输入基带信号没有直流分量，通过理想的带通滤波器，使其输出信号为无载波分量的双边带信号，或称双边带抑制载波信号。一般称“双边带调制”在没有特别说明的情况下，均指“DSB-SC”。且已调信号频谱中没有载波（m(t)均值为零）成分。

信号的调制与解调技术

正文第三节

双边带调制与抑制载波双边带调制

第二章

调制波的模拟调制

（3）常规双边带调幅与抑制载波双边带调幅的比较

在图2-15中，当A0=0时，为抑制载波双边带调幅；

而当A0≠0时，为常规载波双边带调幅。

信号的调制与解调技术图2-9DSB-SC与DSB区别原理方框图

正文第三节

双边带调制与抑制载波双边带调制

第二章

调制波的模拟调制

2、双边带调制的实现在普通调幅中，载波分量是一个等幅固定频率的正弦波，其不包含调制信号的信息，却占有大部分功率，这种传输方式是不经济的。

采用双边带调制就是要抑制载波，只传输两个边带的信号，在实现上用一个乘法器就可以实现双边带调制。

如图2-10所示即为其方框图。双边带调幅的时间表达式为：

当f(t)为调制信号时，已调信号频谱为：

信号的调制与解调技术图2-10DSB调制实现原理方框图

正文第三节

双边带调制与抑制载波双边带调制

第二章

调制波的模拟调制

2、双边带调制的实现

双边带调幅的输出（电压或电流）计算式见下式。图2-11抑制载波双边带调幅波形图图2-12抑制载波双边带调幅频谱图信号的调制与解调技术

正文第三节

双边带调制与抑制载波双边带调制

第二章

调制波的模拟调制

2、双边带调制的实现图2-13DSB调制实现电路图图2-14采用平衡调制器实现抑制载波双边带调幅示意图信号的调制与解调技术

正文第三节

双边带调制与抑制载波双边带调制

第二章

调制波的模拟调制

2、双边带调制的实现图2-15环形调制器工作原理图图2-16环形调制器波形图信号的调制与解调技术

信号的调制与解调技术正文第三节

双边带调制与抑制载波双边带调制

第二章

调制波的模拟调制

3、单一频率双边带调制波

双边带调幅为单一频率时，时域波形图见图2-17所示。

则有调制信号：图2-17常规双边带调幅波形图

信号的调制与解调技术正文第三节

双边带调制与抑制载波双边带调制

第二章

调制波的模拟调制4、调制信号为确定信号时的已调信号频谱

如果用卷积表示，令θ=0，则有：

信号的调制与解调技术正文第三节

双边带调制与抑制载波双边带调制

第二章

调制波的模拟调制

5、调制信号为多频率时双边带调制波

1)调制信号波形当调制信号为多频率时,其双边带调幅信号波形图见图2-18所示.

2)多频调制信号DSB的频谱分布多频调制信号双边带调幅波的频谱分布见图2-19所示.

图2-18多频调制信号DSB波形图图2-19多频调制信号DSB频率分布图

信号的调制与解调技术正文第三节

双边带调制与抑制载波双边带调制

第二章

调制波的模拟调制

6、模拟乘法器的组成

模拟乘法器对两个模拟信号(电压或电流)实现相乘功能的有源非线性器件.

主要功能实现两个互不相关信号相乘,即输出信号与两输入信号相乘积成正比。它有两个输入端口，即X和Y输入端口。

原理图中的乘法器可采用如图2-20的差分放大器电路予以实现。

图2-20乘法器的组成电路图

信号的调制与解调技术正文第三节

双边带调制与抑制载波双边带调制

第二章

调制波的模拟调制7、双边带调幅的功率及调制效率

当m（t）为已知确定的信号时，其消耗功率为：

由AM调制的定义可知，只有边带功率才与调制信号有关，即为有效功率；而载波功率与调制信号无关，为无效功率。所以双边带调制的功率效率为：

信号的调制与解调技术正文第三节

双边带调制与抑制载波双边带调制

第二章

调制波的模拟调制

7、双边带调幅的功率及调制效率

当调制信号为单频率余弦信号时，此时的功率效率为：

当调制处于临界点时，dmAM=1,调制效率的最大值为：

ηAM=1/3

调制效率最大的调制信号是幅度为A0的方波（脉冲波），其调制效率为：ηAM=1/2。

可见，如果能够抑制载波分量，则可以节省这部分功率。于是演变出了一系列抑制载波分量传输的调制方式：如抑制载波双边带调制等。

正文第四节

单边带幅度调制（SSB）

第二章

调制波的模拟调制

1、单边带调制的概念

①定义：单边带幅度调制（single-sidebandmodulation，SSB）是将信号的频谱从基带移到较高的频率上，在平移后的信号频谱内单边带调制原有频率分量的相对关系保持不变的调制技术，简称“单边带调幅”，或“单边带调制”，也称作单边带抑制载波（SSB-SC）。

在双边带调制器的输出端加一个带通滤波器，抑制一个边带而只传输另一个边带信息，就构成了单边带调幅器。图2-21维弗法产生SSB信号原理方框图信号的调制与解调技术

正文第四节

单边带幅度调制（SSB）

第二章

调制波的模拟调制

1、单边带调制的概念

②特点：❶传输带宽；❷载频被抑制；❸受传输中频率选择性衰落的影响比调幅为小；❹要求很高的系统频率精度，会限制单边带调制的应用。❺处理低基带频带时，带来时间延迟，影响了应用范围。❻要除去一个边带的信号和载波信号，设备稍微复杂。单边带调制技术由美国的约翰·伦肖·卡森于1915年12月1日发明。

使用在短波通信，长途电话线路上，大多越洋电话和洲际电话都用导频制单边带传输；在载波电话、微波多路传输和地空的电话通信中，得到了广泛的应用；已使用在卫星至地面的信道和移动通信系统中。

已成为长距离语音无线电通讯的标准。

信号的调制与解调技术

正文第四节

单边带幅度调制（SSB）

第二章

调制波的模拟调制

2、单边带调制的种类

A.按信号频谱形式可分为三类：

①原型单边带；②独立边带；③残留单边带。

B.按载频发送电平的大小又分为三类：

①载频全抑制制；②导频制；③兼容单边带制。3、单边带调制信号产生方法

①滤波法产生单边带信号，见图2-22所示；②相移法幅度调制——哈特利调制产生单边带信号，见图2-23所示；

③维弗法调制产生单边带信号，见图2-24所示。

信号的调制与解调技术

正文第四节

单边带幅度调制（SSB）

第二章

调制波的模拟调制

3、单边带调制信号产生方法

图2-22滤波法产生SSB信号示意图

图2-23滤波法调制结构及频谱宽度示意图

信号的调制与解调技术

正文第四节

单边带幅度调制（SSB）

第二章

调制波的模拟调制

3、单边带调制信号产生方法

图2-24采用相移网络法产生SSB信号示意图

信号的调制与解调技术

正文第四节

单边带幅度调制（SSB）

第二章

调制波的模拟调制

4、单边带调制的频谱分布

在载波频率为

ωc

，语音信号频谱如图2-25（a）,在理想的或实际的边带滤波器响应特性条件下，则得到理想的或实际的SSB输出信号频谱分别见图2-25的（a）至（f）所示。相应的调制电路结构图见图2-25的（g）所示。

可见，实际的边带滤波器的响应特性并非为稳定的恒定阻带衰减特性，且需要多节滤波器才能达到要求的指标，这是单边带调制的最大弱点，也是之所以引入“残留边带调制”的原因所在。

SSB信号频谱为：信号的调制与解调技术

正文第四节

单边带幅度调制（SSB）

第二章

调制波的模拟调制

4、单边带调制的频谱分布

（图2-25滤波法SSB调制频谱分布图）

a)语音信号频谱b)上边带和下边带频谱c)理想的边带滤波器响应特性d)理想的SSB输出信号频谱e)实际的边带滤波器响应特性f)实际的SSB输出信号频谱g)相应的调制电路结构图信号的调制与解调技术

正文第四节

单边带幅度调制（SSB）

第二章

调制波的模拟调制

5、单边带调制的数学表达式

设s(t)为基带波形信号:

载波信号：

输出信号为：

取出上边带信号，输出信号为：

信号的调制与解调技术

正文第四节

单边带幅度调制（SSB）

第二章

调制波的模拟调制

5、单边带调制的数学表达式单边带调制的时域数学表达式为：

用角频率表示则为：式中：若取“+”号，则为下边带的单边带调制（L-SSB）,若取“—”号，则为上边带的单边带调制（U-SSB）。信号的调制与解调技术

信号的调制与解调技术正文第四节

单边带幅度调制（SSB）

第二章

调制波的模拟调制

单边带调制仅仅包含一个边带，因此单边带调制信号的功率为双边带调制信号功率的一半，即：其上边带时域数学表达式为：在下边带调制，只传送下边带信号。其下边带时域数学表达式为：

6、单边带调制的功率

正文第五节

残留边带调制（VSB）

第二章

调制波的模拟调制

1、残留边带调制的概念

定义：残留边带调制（VestigialSideBand

modulation，VSB）是一种幅度调制。在调制中，除了传送一个边带外，还保留了另外一个边带的一部分。

介于单边带调制与双边带调制之间的一种调制方式，克服了双边带调制信号占用频带宽的问题，又解决了单边带滤波器不易实现的难题。

特点：对具有低频及直流分量的调制信号，在残留边带调制中已不再需要如单边带调制时无限陡的理想滤波器，避免了实现上的困难。在广播电视、通信等系统中得到广泛应用。

其解调不能简单采用包络检波，必须采用相干解调。信号的调制与解调技术

正文第五节

残留边带调制（VSB）

第二章

调制波的模拟调制

1、残留边带调制的概念图2-26残留边带调制的调制结构图

图2-27残留边带滤波器互补奇对称特性

信号的调制与解调技术

正文第五节

残留边带调制（VSB）

第二章

调制波的模拟调制

2、残留边带的频谱分布

图2-28描述了残留边带调制的频谱分布的概况。

需传送信息UΩ

的频率为

Ωmax

时，见图2-34（a）所示，

双边带调幅波的频谱范围见图2-34（b）所示，

残留边带调制的频谱范围见图2-34（c）所示。其外侧虚线为双边带频谱范围，内侧虚线为残留边带调制的频谱范围。可见，除了载波中心频率ωc左侧的下边带全部存在外，载波中心频率

ωc右侧的上边带也“残留”了很少一部分频谱范围。图2-28残留边带调制频谱分布示意图信号的调制与解调技术

正文第五节

残留边带调制（VSB）

第二章

调制波的模拟调制

2、残留边带的频谱分布

残留边带调制信号的频谱表达式为：

关键是确定残留边带滤波器的传输特性——HVSB（ω）应满足的条件：

必须采用相干解调

进行频率与角频率变换：

信号的调制与解调技术

正文第五节

残留边带调制（VSB）

第二章

调制波的模拟调制

2、残留边带的频谱分布

可见：

首先是用调制信号、载波信号和残留边带滤波器的傅里叶变换式表示残留边带的傅氏变换；

再利用残留边带的傅氏变换和载波的傅氏变换滤除某些项后表示解调后的信号；

从中找到残留边带滤波器的傅氏变换表达式。以此用来作为滤波器的设计依据。

信号的调制与解调技术

信号的调制与解调技术正文第五节

残留边带调制（VSB）

第二章

调制波的模拟调制

残留边带滤波器衰减特性可以较陡峭，满足单边带调制信号的要求，也可以较平缓与双边带调制信号的要求相同，进行合适地选择。

3、残留边带的基本原理

上列式中：为搬移到

处的频谱，

它们可由解调器中的低通滤波器滤除。则低通滤波器的输出频谱为：

正文第六节

幅度调制的性能比较

第二章

调制波的模拟调制

1、幅度调制AM、DSB、SSB和VSB性能比较

以各种调制／解调方式的比较主要在于：发送端的发送信号、接收端的接收信号的频率范围，涉及到信号的频谱宽度；信号中是否含有载波频谱或含有载频分量的多少；自然所发送信号的平均功率和功率的效率———调制信号功率所占全部功率的比例，与发送信号所包含的内容紧密相关。

还包括调制／解调器系统实现的难易程度与采取的方法相关。采用滤波法完成各种调制／解调的原理方框图见图2-30所示。信号的调制与解调技术

正文第六节

幅度调制的性能比较

第二章

调制波的模拟调制

1、幅度调制AM、DSB、SSB和VSB性能比较图2-30幅度调制/解调系统原理方框图信号的调制与解调技术

正文第六节

幅度调制的性能比较

第二章

调制波的模拟调制

2、幅度调制DSB、SSB和VSB信号频率范围和频谱宽度比较

发送频率和频带宽度（F—调制频率，f—载波频率）①幅度调制（AM）：BAM=2F，发送频率范围：-fH～+fH

②双边带调制（DSB）：BDSB=2F，发送频率范围：fC-fH～fC+fH③抑制载波双边带调制（DSB-SC）：BDSB-SC=2Ωmax，

发送频率范围：fC-fH～fC+fH④残留边带调制（VSB）：BVSB=BVSB＞fH，

发送频率范围：BVSB≈fH

⑤单边带调制（SSB）：BSSB=fH-fC≈fH，

发送频率范围：（fC-fH）(部分)～（fC+fH）或（fC+fH）(部分)～（fC-fH）

信号的调制与解调技术

正文第六节

幅度调制的性能比较

第二章

调制波的模拟调制

2、幅度调制DSB、SSB和VSB信号频率范围和频谱宽度比较

DSB、SSB和VSB信号的频谱范围比较示意图见图2-31所示。

图2-31

DSB、SSB和VSB信号的频谱范围比较示意图

信号的调制与解调技术

正文第六节

幅度调制的性能比较

第二章

调制波的模拟调制

3、幅度调制DSB、SSB和VSB信号发送功率和功率效率比较幅度调制的功率计算：

令：①调制信号为单一频率的余弦函数信号；

②载波功率为：PC；③载波信号振幅为：UCm;

④调制系数为：md⑤上边频功率为：PUSB

;

⑥下边频功率为：PLSB

;⑦调制信号总功率：PΣ

;

⑧调制信号最大瞬时功率：Pmax;⑨负载电阻：RL

。

则有：①载波功率：

②上边频、下边频功率：

信号的调制与解调技术

正文第六节

幅度调制的性能比较

第二章

调制波的模拟调制

3、幅度调制DSB、SSB和VSB信号发送功率和功率效率比较

③上边带功率：

④总平均功率：

⑤最大瞬时功率：

信号的调制与解调技术

正文第六节

幅度调制的性能比较

第二章

调制波的模拟调制

4