模擬調(diào)制技術(shù)課件

第一講緒論第二講信息論基礎(chǔ)和信號(hào)分析第三講模擬調(diào)制技術(shù)第四講信源編碼技術(shù)第五講數(shù)字基帶傳輸?shù)诹v數(shù)字調(diào)制技術(shù)第七講差錯(cuò)控制編碼目錄12/15/2022數(shù)字通信原理第一講緒論目錄12/12/2022數(shù)字通信原理1第三講模擬調(diào)制技術(shù)3.1模擬調(diào)制概述3.2模擬線性調(diào)制3.3抗噪聲性能分析12/15/2022數(shù)字通信原理第三講模擬調(diào)制技術(shù)3.1模擬調(diào)制概述12/12/2023.1模擬調(diào)制概述一、基本概念1、基帶信號(hào)

頻譜特征是從0或接近0的頻率到某一截止頻率fm的信號(hào)，又稱(chēng)低通型信號(hào)。如語(yǔ)音信號(hào)等。2、調(diào)制把信號(hào)頻譜搬移到較高頻率范圍以適應(yīng)信道頻率傳輸特性的過(guò)程。3、頻帶信號(hào)調(diào)制之后的信號(hào)，基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制后產(chǎn)生的信號(hào)。4、載波作為基準(zhǔn)信號(hào)的正弦信號(hào)或脈沖串或數(shù)字信號(hào)。12/15/2022數(shù)字通信原理3.1模擬調(diào)制概述一、基本概念12/12/2022數(shù)字通信35、載波調(diào)制

按基帶信號(hào)的變化規(guī)律改變載波某些參數(shù)的過(guò)程。6、模擬調(diào)制又稱(chēng)連續(xù)調(diào)制，調(diào)制信號(hào)的取值是連續(xù)的。7、數(shù)字調(diào)制調(diào)制信號(hào)的取值是離散的，如PCM脈沖編碼調(diào)制。8、線性調(diào)制已調(diào)信號(hào)的頻譜是調(diào)制信號(hào)的水平搬移及線性變換。9、非線性調(diào)制已調(diào)信號(hào)的頻譜將產(chǎn)生頻譜的非線性變換，會(huì)有新的頻率分量產(chǎn)生。12/15/2022數(shù)字通信原理5、載波調(diào)制12/12/2022數(shù)字通信原理4二、模擬調(diào)制的目的1、信道傳輸頻率特征的需要。2、實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用。3、改善系統(tǒng)的抗噪聲性能，或通過(guò)調(diào)制來(lái)提高系統(tǒng)頻帶利用率。采用不同的調(diào)制技術(shù)對(duì)系統(tǒng)性能將產(chǎn)生很大的影響。12/15/2022數(shù)字通信原理二、模擬調(diào)制的目的12/12/2022數(shù)字通信原理5三、調(diào)制分類(lèi)調(diào)制技術(shù)模擬調(diào)制(連續(xù)調(diào)制)數(shù)字調(diào)制線性調(diào)制(幅度調(diào)制)非線性調(diào)制(角度調(diào)制)DSB：抑止載波雙邊帶調(diào)幅AM：常規(guī)雙邊帶調(diào)幅SSB：?jiǎn)芜厧д{(diào)制VSB：殘留邊帶調(diào)制FM：頻率調(diào)制PM：相位調(diào)制PCM：脈沖編碼調(diào)制數(shù)字載波調(diào)制(鍵控系統(tǒng))2ASK、2PSK等多進(jìn)制鍵控系統(tǒng)改進(jìn)型數(shù)字調(diào)制12/15/2022數(shù)字通信原理三、調(diào)制分類(lèi)模擬調(diào)制數(shù)字調(diào)制線性調(diào)制非線性調(diào)制DSB：抑止載63.2模擬線性調(diào)制一、AM（振幅調(diào)制）

又稱(chēng)為常規(guī)調(diào)幅。和DSB/SC一起為幅度調(diào)制中最基本的調(diào)制技術(shù)。

兩者的區(qū)別是AM中的調(diào)制信號(hào)必須包含一定的直流分量。1、調(diào)制原理

設(shè)AM的基帶信號(hào)：12/15/2022數(shù)字通信原理3.2模擬線性調(diào)制一、AM（振幅調(diào)制）12/12/20227設(shè)載波信號(hào)為：則當(dāng)基帶信號(hào)通過(guò)調(diào)制后，得到AM信號(hào)為：頻域表示：12/15/2022數(shù)字通信原理設(shè)載波信號(hào)為：12/12/2022數(shù)字通信原理812/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理9212/15/2022數(shù)字通信原理212/12/2022數(shù)字通信原理10由圖可知：若基帶信號(hào)S(t)的帶寬為Bb=fm，則在處有離散分量，為載波信號(hào)分量，它占用一定發(fā)送信號(hào)功率，但不攜帶調(diào)制信號(hào)的信息。f(t)的最大幅度應(yīng)小于或等于載波振幅的一半，調(diào)幅度為調(diào)制深淺程度指標(biāo)，考慮受限條件，當(dāng)時(shí)，若采用包絡(luò)檢波法，會(huì)造成解調(diào)后信號(hào)失真。12/15/2022數(shù)字通信原理由圖可知：12/12/2022數(shù)字通信原理112、解調(diào)方法

分為非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)（同步檢波法）。（1）包絡(luò)檢波法

特點(diǎn)：解調(diào)電路簡(jiǎn)單應(yīng)用：無(wú)線電短波廣播BPFLEDLPFBPF:帶通濾波器，在保證信號(hào)能順利通過(guò)的前提下，最大限度限制噪聲的進(jìn)入。LPF：低通濾波器，濾除檢波后信號(hào)中的高頻成分；LED：半波或全波整流器；12/15/2022數(shù)字通信原理2、解調(diào)方法分為非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)（1212/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理13

缺點(diǎn)：準(zhǔn)確性不太理想，信號(hào)影響較大；在相同誤碼率情況下，信噪比較相干解調(diào)要高1dB；抗噪聲性能稍差于相干解調(diào)；

12/15/2022數(shù)字通信原理缺點(diǎn)：12/12/2022數(shù)字通信原理14（2）同步檢波法

要求：需提供與已調(diào)信號(hào)中載波分量同頻同相的本地載波信號(hào)，即需載波同步技術(shù)；12/15/2022數(shù)字通信原理（2）同步檢波法要求：需提供與已調(diào)信號(hào)中載波分15數(shù)學(xué)分析：

則：通過(guò)LPF（低通濾波），將高頻成分濾去：Kc：LPF的電壓傳輸參數(shù)。則可得到無(wú)失真信號(hào)。12/15/2022數(shù)字通信原理數(shù)學(xué)分析：則：通過(guò)LPF（低通濾波），將高頻成16

缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)困難；技術(shù)要求高，設(shè)備復(fù)雜；

12/15/2022數(shù)字通信原理缺點(diǎn)：12/12/2022數(shù)字通信原理17二、DSB（雙邊帶調(diào)制）

又稱(chēng)為抑制載波雙邊帶調(diào)制DSB/SC。該調(diào)制信號(hào)中不含直流分量，即頻譜中無(wú)離散譜。1、調(diào)制原理

DSB調(diào)制信號(hào)（時(shí)域表示）為：頻域表示為：12/15/2022數(shù)字通信原理二、DSB（雙邊帶調(diào)制）又稱(chēng)為抑制載波雙邊帶調(diào)制D1812/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理192、特點(diǎn)線性搬移；帶寬：一般采用相干解調(diào)法。

12/15/2022數(shù)字通信原理2、特點(diǎn)12/12/2022數(shù)字通信原理20三、SSB（單邊帶調(diào)制）

是在雙邊帶基礎(chǔ)上，把其中|w|>wc（上邊帶USB）或|w|<wc（下邊帶LSB）的部分進(jìn)行調(diào)制。1、調(diào)制原理（以下邊帶為例）頻域表示為：12/15/2022數(shù)字通信原理三、SSB（單邊帶調(diào)制）是在雙邊帶基礎(chǔ)上，把其中|21時(shí)域表示為：其中，其中，希爾波特變換：12/15/2022數(shù)字通信原理時(shí)域表示為：其中，其中，希爾波特變換：12/12/2022數(shù)222、特點(diǎn)帶寬只需DSB和AM帶寬的一半（BSSB=Bb），提高了頻帶利用率；SSB信號(hào)的調(diào)制過(guò)程有一定的技術(shù)難度；在模擬多路通信系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛；只能采用相關(guān)解調(diào)法；實(shí)現(xiàn)上有一定的難度；當(dāng)采用濾波法時(shí)，需要制作銳截止特性的濾波器；3、形成過(guò)程12/15/2022數(shù)字通信原理2、特點(diǎn)12/12/2022數(shù)字通信原理2312/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理2412/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理2512/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理264、調(diào)制與解調(diào)調(diào)制方法有濾波法、相移法和混合法。解調(diào)方法為相干解調(diào)法。12/15/2022數(shù)字通信原理4、調(diào)制與解調(diào)12/12/2022數(shù)字通信原理2712/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理2812/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理29四、VSB（殘留邊帶調(diào)制）

介于雙邊帶調(diào)制和單邊帶調(diào)制之間的一種方式。可采用濾波法和相移法產(chǎn)生殘留邊帶信號(hào)；1、特點(diǎn)對(duì)濾波的要求不是很高；廣泛應(yīng)用于圖像信號(hào)的傳播，如PAL制電視系統(tǒng)；BSSB<BVSB<BDSB;12/15/2022數(shù)字通信原理四、VSB（殘留邊帶調(diào)制）介于雙邊帶調(diào)制和單邊帶3012/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理313.3抗噪聲性能分析一、模擬調(diào)制系統(tǒng)接收框圖考察解調(diào)系統(tǒng)的制度增益：12/15/2022數(shù)字通信原理3.3抗噪聲性能分析一、模擬調(diào)制系統(tǒng)接收框圖考察解調(diào)系統(tǒng)的32二、雙邊帶調(diào)制DSB采用相干解調(diào)：

經(jīng)過(guò)相干解調(diào)器后：12/15/2022數(shù)字通信原理二、雙邊帶調(diào)制DSB采用相干解調(diào)：12/12/2022數(shù)字通33經(jīng)過(guò)濾波器后：所以：12/15/2022數(shù)字通信原理經(jīng)過(guò)濾波器后：所以：12/12/2022數(shù)字通信原理34同理：（最大的制度增益，臨界狀態(tài)）（通式）12/15/2022數(shù)字通信原理同理：（最大的制度增益，臨界狀態(tài)）（通式）12/12/20235三、各種模擬調(diào)制技術(shù)性能比較P74-75：公式4-75、……4-78圖4-30表4-112/15/2022數(shù)字通信原理三、各種模擬調(diào)制技術(shù)性能比較P74-75：12/12/20236第一講緒論第二講信息論基礎(chǔ)和信號(hào)分析第三講模擬調(diào)制技術(shù)第四講信源編碼技術(shù)第五講數(shù)字基帶傳輸?shù)诹v數(shù)字調(diào)制技術(shù)第七講差錯(cuò)控制編碼目錄12/15/2022數(shù)字通信原理第一講緒論目錄12/12/2022數(shù)字通信原理37第三講模擬調(diào)制技術(shù)3.1模擬調(diào)制概述3.2模擬線性調(diào)制3.3抗噪聲性能分析12/15/2022數(shù)字通信原理第三講模擬調(diào)制技術(shù)3.1模擬調(diào)制概述12/12/20383.1模擬調(diào)制概述一、基本概念1、基帶信號(hào)

頻譜特征是從0或接近0的頻率到某一截止頻率fm的信號(hào)，又稱(chēng)低通型信號(hào)。如語(yǔ)音信號(hào)等。2、調(diào)制把信號(hào)頻譜搬移到較高頻率范圍以適應(yīng)信道頻率傳輸特性的過(guò)程。3、頻帶信號(hào)調(diào)制之后的信號(hào)，基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制后產(chǎn)生的信號(hào)。4、載波作為基準(zhǔn)信號(hào)的正弦信號(hào)或脈沖串或數(shù)字信號(hào)。12/15/2022數(shù)字通信原理3.1模擬調(diào)制概述一、基本概念12/12/2022數(shù)字通信395、載波調(diào)制

按基帶信號(hào)的變化規(guī)律改變載波某些參數(shù)的過(guò)程。6、模擬調(diào)制又稱(chēng)連續(xù)調(diào)制，調(diào)制信號(hào)的取值是連續(xù)的。7、數(shù)字調(diào)制調(diào)制信號(hào)的取值是離散的，如PCM脈沖編碼調(diào)制。8、線性調(diào)制已調(diào)信號(hào)的頻譜是調(diào)制信號(hào)的水平搬移及線性變換。9、非線性調(diào)制已調(diào)信號(hào)的頻譜將產(chǎn)生頻譜的非線性變換，會(huì)有新的頻率分量產(chǎn)生。12/15/2022數(shù)字通信原理5、載波調(diào)制12/12/2022數(shù)字通信原理40二、模擬調(diào)制的目的1、信道傳輸頻率特征的需要。2、實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用。3、改善系統(tǒng)的抗噪聲性能，或通過(guò)調(diào)制來(lái)提高系統(tǒng)頻帶利用率。采用不同的調(diào)制技術(shù)對(duì)系統(tǒng)性能將產(chǎn)生很大的影響。12/15/2022數(shù)字通信原理二、模擬調(diào)制的目的12/12/2022數(shù)字通信原理41三、調(diào)制分類(lèi)調(diào)制技術(shù)模擬調(diào)制(連續(xù)調(diào)制)數(shù)字調(diào)制線性調(diào)制(幅度調(diào)制)非線性調(diào)制(角度調(diào)制)DSB：抑止載波雙邊帶調(diào)幅AM：常規(guī)雙邊帶調(diào)幅SSB：?jiǎn)芜厧д{(diào)制VSB：殘留邊帶調(diào)制FM：頻率調(diào)制PM：相位調(diào)制PCM：脈沖編碼調(diào)制數(shù)字載波調(diào)制(鍵控系統(tǒng))2ASK、2PSK等多進(jìn)制鍵控系統(tǒng)改進(jìn)型數(shù)字調(diào)制12/15/2022數(shù)字通信原理三、調(diào)制分類(lèi)模擬調(diào)制數(shù)字調(diào)制線性調(diào)制非線性調(diào)制DSB：抑止載423.2模擬線性調(diào)制一、AM（振幅調(diào)制）

又稱(chēng)為常規(guī)調(diào)幅。和DSB/SC一起為幅度調(diào)制中最基本的調(diào)制技術(shù)。

兩者的區(qū)別是AM中的調(diào)制信號(hào)必須包含一定的直流分量。1、調(diào)制原理

設(shè)AM的基帶信號(hào)：12/15/2022數(shù)字通信原理3.2模擬線性調(diào)制一、AM（振幅調(diào)制）12/12/202243設(shè)載波信號(hào)為：則當(dāng)基帶信號(hào)通過(guò)調(diào)制后，得到AM信號(hào)為：頻域表示：12/15/2022數(shù)字通信原理設(shè)載波信號(hào)為：12/12/2022數(shù)字通信原理4412/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理45212/15/2022數(shù)字通信原理212/12/2022數(shù)字通信原理46由圖可知：若基帶信號(hào)S(t)的帶寬為Bb=fm，則在處有離散分量，為載波信號(hào)分量，它占用一定發(fā)送信號(hào)功率，但不攜帶調(diào)制信號(hào)的信息。f(t)的最大幅度應(yīng)小于或等于載波振幅的一半，調(diào)幅度為調(diào)制深淺程度指標(biāo)，考慮受限條件，當(dāng)時(shí)，若采用包絡(luò)檢波法，會(huì)造成解調(diào)后信號(hào)失真。12/15/2022數(shù)字通信原理由圖可知：12/12/2022數(shù)字通信原理472、解調(diào)方法

分為非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)（同步檢波法）。（1）包絡(luò)檢波法

特點(diǎn)：解調(diào)電路簡(jiǎn)單應(yīng)用：無(wú)線電短波廣播BPFLEDLPFBPF:帶通濾波器，在保證信號(hào)能順利通過(guò)的前提下，最大限度限制噪聲的進(jìn)入。LPF：低通濾波器，濾除檢波后信號(hào)中的高頻成分；LED：半波或全波整流器；12/15/2022數(shù)字通信原理2、解調(diào)方法分為非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)（4812/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理49

缺點(diǎn)：準(zhǔn)確性不太理想，信號(hào)影響較大；在相同誤碼率情況下，信噪比較相干解調(diào)要高1dB；抗噪聲性能稍差于相干解調(diào)；

12/15/2022數(shù)字通信原理缺點(diǎn)：12/12/2022數(shù)字通信原理50（2）同步檢波法

要求：需提供與已調(diào)信號(hào)中載波分量同頻同相的本地載波信號(hào)，即需載波同步技術(shù)；12/15/2022數(shù)字通信原理（2）同步檢波法要求：需提供與已調(diào)信號(hào)中載波分51數(shù)學(xué)分析：

則：通過(guò)LPF（低通濾波），將高頻成分濾去：Kc：LPF的電壓傳輸參數(shù)。則可得到無(wú)失真信號(hào)。12/15/2022數(shù)字通信原理數(shù)學(xué)分析：則：通過(guò)LPF（低通濾波），將高頻成52

缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)困難；技術(shù)要求高，設(shè)備復(fù)雜；

12/15/2022數(shù)字通信原理缺點(diǎn)：12/12/2022數(shù)字通信原理53二、DSB（雙邊帶調(diào)制）

又稱(chēng)為抑制載波雙邊帶調(diào)制DSB/SC。該調(diào)制信號(hào)中不含直流分量，即頻譜中無(wú)離散譜。1、調(diào)制原理

DSB調(diào)制信號(hào)（時(shí)域表示）為：頻域表示為：12/15/2022數(shù)字通信原理二、DSB（雙邊帶調(diào)制）又稱(chēng)為抑制載波雙邊帶調(diào)制D5412/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理552、特點(diǎn)線性搬移；帶寬：一般采用相干解調(diào)法。

12/15/2022數(shù)字通信原理2、特點(diǎn)12/12/2022數(shù)字通信原理56三、SSB（單邊帶調(diào)制）

是在雙邊帶基礎(chǔ)上，把其中|w|>wc（上邊帶USB）或|w|<wc（下邊帶LSB）的部分進(jìn)行調(diào)制。1、調(diào)制原理（以下邊帶為例）頻域表示為：12/15/2022數(shù)字通信原理三、SSB（單邊帶調(diào)制）是在雙邊帶基礎(chǔ)上，把其中|57時(shí)域表示為：其中，其中，希爾波特變換：12/15/2022數(shù)字通信原理時(shí)域表示為：其中，其中，希爾波特變換：12/12/2022數(shù)582、特點(diǎn)帶寬只需DSB和AM帶寬的一半（BSSB=Bb），提高了頻帶利用率；SSB信號(hào)的調(diào)制過(guò)程有一定的技術(shù)難度；在模擬多路通信系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛；只能采用相關(guān)解調(diào)法；實(shí)現(xiàn)上有一定的難度；當(dāng)采用濾波法時(shí)，需要制作銳截止特性的濾波器；3、形成過(guò)程12/15/2022數(shù)字通信原理2、特點(diǎn)12/12/2022數(shù)字通信原理5912/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理6012/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理6112/15/2022數(shù)字通信原理12/12/2022數(shù)字通信原理624、調(diào)制與解調(diào)