2025/6/10第3章模擬調(diào)制1通信原理簡(jiǎn)明教程－第3章2025/6/10第3章模擬調(diào)制2第3章模擬調(diào)制話音這樣的模擬基帶信號(hào)不能直接在帶通信道上傳輸.需將其頻譜搬移到帶通信道的通帶范圍內(nèi)。用基帶信號(hào)控制載波的某個(gè)參量即可實(shí)現(xiàn)頻譜的搬移。發(fā)送端頻譜的搬移稱為調(diào)制，解調(diào)端頻譜的反搬移稱為解調(diào)。若調(diào)制信號(hào)（基帶信號(hào)）為模擬信號(hào)，則為模擬調(diào)制；若調(diào)制信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，則為數(shù)字調(diào)制。調(diào)制用的載波為正弦波或余弦波。2025/6/10第3章模擬調(diào)制3第3章模擬調(diào)制

3.1振幅調(diào)制(線性調(diào)制)3.2角度調(diào)制

(非線性調(diào)制)3.3頻分復(fù)用（FDM）

2025/6/10第3章模擬調(diào)制43.1振幅調(diào)制調(diào)制信號(hào)控制載波振幅的調(diào)制稱為振幅調(diào)制。振幅調(diào)制包括完全調(diào)幅（AmplitudeModulation－AM）、抑制載波的雙邊帶調(diào)制（DoubleSideBand－DSB）、單邊帶調(diào)制（SingleSideBand－SSB）和殘留邊帶調(diào)制（VestigialSideBand－VSB）四種。

2025/6/10第3章模擬調(diào)制53.1.1完全調(diào)幅（AM）1.AM調(diào)制原理AM調(diào)制原理框圖其中，為調(diào)制信號(hào)，其均值為0；為載波信號(hào)。已調(diào)信號(hào)表達(dá)式為2025/6/10第3章模擬調(diào)制63.1.1完全調(diào)幅（AM）AM信號(hào)波形圖調(diào)幅系數(shù)或調(diào)幅度定義為2025/6/10第3章模擬調(diào)制73.1.1完全調(diào)幅（AM）【例3-1】已知調(diào)幅波，求該調(diào)幅波的調(diào)幅度。參考答案：2025/6/10第3章模擬調(diào)制83.1.1完全調(diào)幅（AM）2.AM信號(hào)的頻譜及帶寬頻譜表達(dá)式為頻譜示意圖如右圖所示。AM信號(hào)帶寬為

2025/6/10第3章模擬調(diào)制93.1.1完全調(diào)幅（AM）3.AM信號(hào)的功率與傳輸效率

已調(diào)信號(hào)功率調(diào)制效率定義為調(diào)制信號(hào)為正弦波時(shí)，最大調(diào)制效率為33.3%。調(diào)制信號(hào)為矩形波時(shí)，最大調(diào)制效率為50%。2025/6/10第3章模擬調(diào)制103.1.1完全調(diào)幅（AM）4.AM信號(hào)的解調(diào)接收端從受到噪聲干擾的已調(diào)信號(hào)中恢復(fù)調(diào)制信號(hào)的過程稱為解調(diào)。AM信號(hào)可采用相干解調(diào)和包絡(luò)解調(diào)。通常采用包絡(luò)解調(diào)。包絡(luò)解調(diào)框圖，其中帶通濾波器帶寬等于接收AM信號(hào)的帶寬。解調(diào)過程（不考濾噪聲時(shí)）：2025/6/10第3章模擬調(diào)制113.1.1完全調(diào)幅（AM）當(dāng)接收信號(hào)中含有噪聲時(shí)，包絡(luò)檢波器輸出端信噪比為AM信號(hào)調(diào)制增益為當(dāng)100%調(diào)制時(shí)，且調(diào)制信號(hào)為正弦波時(shí)和矩形信號(hào)時(shí)，其調(diào)制增益分別為0.67和1。包絡(luò)解調(diào)器存在門限效應(yīng)，即當(dāng)解調(diào)器輸入信噪比小到某個(gè)值（門限值）時(shí)，輸出信噪比急劇下降。2025/6/10第3章模擬調(diào)制123.1.2抑制載波的雙邊帶調(diào)制（DSB）為克服AM調(diào)制效率低的問題，采用抑制載波的方式，即為DSB。DSB調(diào)制框圖DSB調(diào)制表達(dá)式為DSB調(diào)制波形圖2025/6/10第3章模擬調(diào)制133.1.2抑制載波的雙邊帶調(diào)制（DSB）DSB頻譜表達(dá)式頻譜圖為DSB帶寬為DSB調(diào)制效率為100%。2025/6/10第3章模擬調(diào)制143.1.2抑制載波的雙邊帶調(diào)制（DSB）DSB信號(hào)的解調(diào)采用相干解調(diào)。解調(diào)框圖為相干解調(diào)過程（不考慮噪聲時(shí)）：2025/6/10第3章模擬調(diào)制153.1.2抑制載波的雙邊帶調(diào)制（DSB）考慮噪聲時(shí)的解調(diào)過程：DSB調(diào)制增益為2025/6/10第3章模擬調(diào)制163.1.3單邊帶調(diào)制（SSB）抑制掉DSB信號(hào)的一個(gè)邊帶的調(diào)制稱為單邊帶調(diào)制（SSB）。SSB調(diào)制框圖當(dāng)邊帶濾波器濾除上邊帶時(shí)，則為下邊帶調(diào)制；若濾除下邊帶時(shí)，則為上邊帶調(diào)制。2025/6/10第3章模擬調(diào)制173.1.3單邊帶調(diào)制（SSB）SSB頻譜示意圖，SSB信號(hào)帶寬為2025/6/10第3章模擬調(diào)制183.1.3單邊帶調(diào)制（SSB）可以證明，SSB表達(dá)式為上邊帶信號(hào)：下邊帶信號(hào)：通過表達(dá)式合成也可產(chǎn)生SSB信號(hào)，框圖如下：2025/6/10第3章模擬調(diào)制193.1.3單邊帶調(diào)制（SSB）SSB信號(hào)的解調(diào)采用相干解調(diào)?？驁D如下調(diào)制增益為說(shuō)明：SSB解調(diào)器對(duì)其輸入信噪比沒有任何改善。由于SSB解調(diào)器的帶通濾波器帶寬只有DSB解調(diào)器中的一半，因此SSB與DSB具有相同的抗噪聲性能。2025/6/10第3章模擬調(diào)制203.1.4殘留邊帶調(diào)制（VSB）在濾除上邊帶或下邊帶時(shí)殘留部分邊帶的調(diào)制稱為殘留邊帶調(diào)制（VSB）。VSB調(diào)制器原理框圖2025/6/10第3章模擬調(diào)制213.1.4殘留邊帶調(diào)制（VSB）VSB頻譜圖2025/6/10第3章模擬調(diào)制223.1.4殘留邊帶調(diào)制（VSB）VSB解調(diào)采用相干解調(diào)，為確保正確恢復(fù)發(fā)送信號(hào)，殘留邊帶濾器傳輸特性必須滿足互補(bǔ)特性，即VSB信號(hào)帶寬介于DSB和SSB之間。VSB性能在殘留邊帶較小時(shí)近似于SSB性能。2025/6/10第3章模擬調(diào)制233.2角度調(diào)制用調(diào)制信號(hào)控制載波頻率或相位，使載波的頻率或相位隨著調(diào)制信號(hào)變化而載波的幅度保持恒定的調(diào)制方式，稱為頻率調(diào)制（FM）或相位調(diào)制（PM），簡(jiǎn)稱為調(diào)頻或調(diào)相。由于頻率的變化或相位的變化都可以看成是載波角度的變化，故調(diào)頻和調(diào)相統(tǒng)稱為角度調(diào)制或角調(diào)制，簡(jiǎn)稱為調(diào)角。角度調(diào)制屬于非線性調(diào)制.

2025/6/10第3章模擬調(diào)制243.2.1角度調(diào)制的基本概念角度調(diào)制的表達(dá)式其中稱為瞬時(shí)相位偏移。相位調(diào)制是指瞬時(shí)相位偏移隨調(diào)制信號(hào)線性變化，即其中為調(diào)相靈敏度。故調(diào)相信號(hào)表達(dá)式為2025/6/10第3章模擬調(diào)制253.2.1角度調(diào)制的基本概念頻率調(diào)制是指瞬時(shí)角頻率偏移隨調(diào)制信號(hào)線性變化，即其中為調(diào)頻靈敏度。調(diào)頻信號(hào)表達(dá)式為調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)非常相似，若不知道調(diào)制信號(hào)，將無(wú)法確定一個(gè)調(diào)角信號(hào)是調(diào)頻信號(hào)還是調(diào)相信號(hào)。調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)可以互相轉(zhuǎn)換。2025/6/10第3章模擬調(diào)制263.2.1角度調(diào)制的基本概念調(diào)制信號(hào)經(jīng)微分后進(jìn)行調(diào)頻，即為調(diào)相—間接產(chǎn)生調(diào)相信號(hào)調(diào)制信號(hào)經(jīng)積分后進(jìn)行調(diào)相，即為調(diào)頻2025/6/10第3章模擬調(diào)制273.2.2窄帶調(diào)頻與寬帶調(diào)頻窄帶調(diào)頻(NBFM)定義:窄帶調(diào)頻表達(dá)式可簡(jiǎn)化為2025/6/10第3章模擬調(diào)制283.2.2窄帶調(diào)頻與寬帶調(diào)頻窄帶調(diào)頻功率譜功率譜示意圖帶寬為2025/6/10第3章模擬調(diào)制293.2.2窄帶調(diào)頻與寬帶調(diào)頻2.寬帶調(diào)頻(WBFM)單音寬帶調(diào)頻信號(hào)表達(dá)式經(jīng)變換后為寬帶調(diào)頻信號(hào)功率譜為WBFM帶寬為2025/6/10第3章模擬調(diào)制303.2.2窄帶調(diào)頻與寬帶調(diào)頻【例3-7】調(diào)頻立體聲廣播中，音樂信號(hào)最高頻率為，最大頻偏，求調(diào)頻信號(hào)的帶寬。參考答案:2025/6/10第3章模擬調(diào)制313.2.3調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)通常有兩種方法：直接法和間接法。直接法:利用壓控振蕩器。直接調(diào)頻法的優(yōu)點(diǎn)是可以得到很大的頻偏，其主要缺點(diǎn)是載波會(huì)發(fā)生漂移，因而需要附加穩(wěn)頻電路。2025/6/10第3章模擬調(diào)制323.2.3調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生間接法也稱為倍頻法，首先產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號(hào)，然后再利用倍頻的方法將窄帶調(diào)頻信號(hào)變換為寬帶調(diào)頻信號(hào)。窄帶調(diào)頻信號(hào)可看成由正交分量與同相分量合成，即2025/6/10第3章模擬調(diào)制333.2.3調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生目前隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的快速發(fā)展，可以采用直接數(shù)字合成技術(shù)（DirectDigitalSynthesis，DDS）產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)。2025/6/10第3章模擬調(diào)制343.2.4調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)調(diào)頻信號(hào)也有相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種解調(diào)方式。相干解調(diào)僅適用于窄帶調(diào)頻信號(hào)，且需要同步載波，因此設(shè)備相對(duì)較復(fù)雜；非相干解調(diào)既適用于窄帶調(diào)頻信號(hào)也適用于寬帶調(diào)頻信號(hào)，而且不需要同步載波，因此它是調(diào)頻信號(hào)的主要解調(diào)方法。2025/6/10第3章模擬調(diào)制353.2.4調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)１．非相干解調(diào)原理由于調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)角頻率正比于調(diào)制信號(hào)的幅度，因而調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)器必須能產(chǎn)生正比于瞬時(shí)角頻率的電壓，也就是當(dāng)輸入調(diào)頻信號(hào)為解調(diào)器輸出電壓2025/6/10第3章模擬調(diào)制363.2.4調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)具有頻率－電壓轉(zhuǎn)換特性的鑒頻器即可完成調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)。

2025/6/10第3章模擬調(diào)制373.2.4調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)2．調(diào)頻系統(tǒng)的抗噪聲性能寬帶調(diào)頻系統(tǒng)可靠性的提高是通過犧牲系統(tǒng)的有效性（增加傳輸帶寬）為代價(jià)的。調(diào)頻信號(hào)的非相干解調(diào)器也同樣存在“門限效應(yīng)”。2025/6/10第3章模擬調(diào)制383.3頻分復(fù)用（FDM）在同一信道上傳輸多路消息信號(hào)的技術(shù)稱為多路復(fù)用技術(shù)，如時(shí)分復(fù)用，、頻分復(fù)用、碼分復(fù)用等。頻分復(fù)用是將所給定的信道帶寬分割成互不重疊的多個(gè)小區(qū)間，每路信號(hào)占據(jù)其中一個(gè)小區(qū)間，然后將它們一起發(fā)射出去。在接收端用適當(dāng)?shù)臑V波器將它們分割開來(lái)，得到所需信號(hào)。FDM技術(shù)應(yīng)用廣泛，如載波電話、調(diào)頻立體聲、電視廣播等。2025/6/10第3章模擬調(diào)制393.3頻分復(fù)用（FDM）頻分復(fù)用系統(tǒng)原理圖2025/6/10第3章模擬調(diào)制403.3