通信原理电子教案通信原理教学组编写通信原理教学组编写通信原理教学组编写通信原理电子教案第四章模拟调制系统第四章模拟调制系统4.1幅度调制（线性调制）的原理4.2线性调制系统的抗噪声性能4.3非线性调制（角调制）的原理4.4调频系统的抗噪声性能4.5各种模拟调制系统的性能比较第四章模拟调制系统基带信号具有较低的频率分量，不宜通过无线信道传输。因此，在通信系统的发送端需要由一个载波来运载基带信号，也就是使载波信号的某一个(或几个)参量随基带信号改变，这一过程就称为调制。在通信系统的接收端则需要有解调过程。调制的目的是：1.将调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输的已调信号（频带信号）；2.实现信道的多路复用，提高信道利用率；第四章模拟调制系统3.减小干扰，提高系统抗干扰能力；4.实现传输带宽与信噪比之间的互换。调制方式很多，根据调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制；根据载波的选择可分为以正弦波作为载波的连续波调制和以脉冲串作为载波的脉冲调制。本章重点讨论用取值连续的取值连续的调制信号调制信号去控制正弦载波参数的模拟调制。主要内容有：各种已调信号的时域波形和频谱结构，调制和解调的原理及系统的抗噪声性能。4.1幅度调制(线性调制)的原理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而变化。幅度调制器的一般模型如图所示：mt()ht()sm()tcosωct图4-1幅度调制器的一般模型h(t)是滤波器的冲激响应，对应的频谱特性为H(ω)4.1幅度调制(线性调制)的原理幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱结构在频域内的简单搬移。由于这种搬移是线性的，因此，幅度调制通常又称为线性调制。在该模型中，适当选择滤波器的特性H(ω)，便可以得到各种幅度调制信号。一、调幅(AM)在图4-1中，假设h(t)=δ(t)，即H(ω)=1,滤波器为全通网络全通网络，调制信号m(t)叠加直流A0后，与载波相乘，就可形成调幅(AM)信号。4.1幅度调制(线性调制)的原理mt()sAM()tA0cosωct图4-2AM调制器模型stAM()=+⎣⎦⎡⎤Amt0()cosωct=A0cosωct+mt()cosωct1SM()ω=+πδωωδωωA⎡⎤()(++−)⎡()()ωω++Mωω−⎤AM0⎣cc⎦2⎣cc⎦式中，通常认为m(t)的平均值mt()=0mt()过调幅mt()max≤A0B=2fA0+mt()AMHM()ωcosωct−ωHωHstAM()SAM()ωπA0πA0−ωcωc图4-3AM信号的波形和频谱4.1幅度调制(线性调制)的原理222PstAmtAM==+AM()⎣⎦⎡⎤0()cosωct22222=+At0cosωccttm()cosωω+2()At0mcosctA2mt2()假定mt()=0则P=0+=+PPAM22cs式中，Pc为载波功率，Ps为边带功率。由此可见，AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。载波分量不携带信息，仍占据大部分功率，因此，AM信号的功率利用率比较低。4.1幅度调制(线性调制)的原理Pmt2()调制效率：η==SAMP22AMA0+mt()若mt()=Acos(ωt+θ)22mmmmt()=Am/222AmβAM则ηAM==22222AA0++mAβM式中βAM=≤AAm/10为调幅指数（或调制幅度）若，则在满调幅情况下，η=1/3βAM=1AM4.1幅度调制(线性调制)的原理二、抑制载波双边带调制(DSB－SC)Double-sidebandSuppressedCarrier在AM信号中，如果将载波抑制，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号(DSB)。其时域和频域表示式分别为sDSB()tmt=()cosωct1SMM()ω=++−⎡(ωω)(ωω)⎤DSB2⎣cc⎦4.1幅度调制(线性调制)的原理cosωct−ωcωcM()ωmt()−ωHωHSDSB()ω2ωstDSB()H−ωcωc图4-4DSB信号的波形和频谱4.1幅度调制(线性调制)的原理由时间波形可知，DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号，需采用相干解调(同步检波)。另外，在调制信号m(t)的过零点处，高频载波相位