1、笫6章 調制與解調6.1調制的基本概念6.2幅度調制6.2.1標準幅度調制與解調6.2.2抑制載波調幅、單邊帶調幅和殘留邊帶調幅6.2.3正交幅度調制與解調6.2.4 數字信號調幅6.3 角度調制6.3.1角調調制的基本概念6.3.2頻率調制信號的性質6.3.4 實現頻率調制的方法與電路6.3.5調頻波的解調方法與電路6.4數字信號的相位調制16.2.2其他調幅（抑制載波、單邊帶、 殘留邊帶）標準調幅的缺點不能充分利用發射機功率傳送信息（載波分量不含信息，卻占去了調幅波總功率的一半以上）所占的帶寬寬（有一半是多余的） ，不利節省頻率資源。于是產生了其他調幅制式抑制載波調幅（雙邊帶調幅DSBAM

2、）調幅時不發射載波（1）抑制載波調幅的時域表示式（單頻調制）26.2.2.1抑制載波調幅（2）抑制載波調幅信號的波形圖：3抑制載波調幅波的特點抑制載波調幅信號中不含固定的載波分量，若調制信號的平均值不是零，則會產生“載漏”調制信號是正值時的載波相位與調制信號是負值時的載波相位是反相的已調信號的幅度仍隨調制信號變化，但其包絡不能反映調制信號的形狀（3）抑制載波調幅的頻域表示式：上包絡下包絡4抑制載波調幅的應用與實現框圖（4）實現抑制載波調幅的框圖：（5）抑制載波調幅波的解調方法：只能使用同步解調帶通濾波器乘法器實現：差分對模擬 乘法器四 個二極管環形乘法器低通濾波器載波恢復？5抑制載波調幅的解調

3、利用非線性變換提取載波帶通濾波器平方器分頻器若輸入信號為：經平方器后得：經帶通濾波器取出上式中第二項，即：因為 為正值，v2(t)中一定含有 分量，將此分量取出，經放大限幅并2：1 分頻，即可得所需載波6抑制載波調幅電路12載波信號入調制信號入1457抑制載波調幅電路（續）載波信號入：調制信號入：輸出信號為：討論：1.若1，4端和8，10端直流平衡，輸出是什么調幅波形？ 2.若8，10端直流平衡，如何得到標準調幅波形？ 3.載漏是如何產生的？ 4.若1，4端平衡，而8，10端不平衡，輸出是什么波形？用相乘器實現抑制載波調幅時必須保持兩輸入端直流都平衡86.2.2.2 單邊帶調幅雙邊帶抑制載波調

4、幅方式中，不含固定載波分量，因而可以有效地利用發射機的功率傳遞信息。但它是雙邊帶信號，所占帶寬仍為調制信號最高角頻率的兩倍。而從有效傳輸信息的角度看，只要傳送一個邊帶就夠了，只傳送一個邊帶的調幅信號稱為單邊帶調幅，可以選擇上邊帶也可以采用下邊帶.也可上、下邊帶傳兩路不同信號。單邊帶調幅，簡記為SSBAM充分利用發射機的功率節省占有頻帶信息傳輸的角度是最佳調幅方式但是實現這種調幅方式的調制和解調技術比較復雜9單邊帶調幅（續1）為了求得SSBAM信號的時域表示式，對SSBAM信號的頻譜函數進行逆傅立葉變換。令 表示為： 并假定調制信號的最高頻率 。根據逆傅立葉變換 公式，可得SSBAM信號的時域表

5、示式為 ：一個取上邊帶的SSBAM信號的時域表示式可記為 ：稱 為 的希爾伯特（Hilbert）變換。（見P340） 10單邊帶調幅（續2）（1）單邊帶調幅的時域表示當SSBAM信號取下邊帶時，其時間函數表示式為 ：若調制信號 為一單頻余弦信號 ， 對載波 進行單邊帶調幅。（本例取上邊帶）：單邊帶調幅信號的幅度包絡不反映調制信號的波形。對單邊帶調幅信號，只能使用同步解調方法11實現單邊帶調幅的方法 濾波法：將抑制載波調幅波濾除一個邊帶難點：當調制信號中含低頻分量而載頻較高時，濾波器的實現困難因為兩個邊帶相距很近，載頻處有銳截止特性帶通濾波器SSBAM改進方法：較低載頻SSBAM 再用 混頻法逐

6、次提高載頻至所需頻率例如越小越難實現12單邊帶調幅采用多級調制降低對濾波器的要求濾波濾波載波載波載波濾波功放取上邊帶問題：上述方案中提高SSBAM載頻能否用倍頻法？逐級調制（也可稱混頻），逐級濾波，兩邊帶距離較大，濾波器易實現。發射載頻SSB頻譜13單邊帶調幅-相移法相移法：將調制信號和載頻分別移相90后相乘，得到的信號與未移相的信號相加減。14獨立邊帶調幅（ ISB AM）兩個不同的調制信號互不相干地調制在同一載波頻率發射機有兩個獨立的單邊帶調制器，一個調制器產生上邊帶，一個調制器產生下邊帶，結合為一個雙邊帶信號，但這個雙邊帶的上下邊帶是相互獨立的為了解調，需要插入導頻ISB技術可用于立體聲

7、AM傳輸15獨立邊帶發射機方框圖獨立邊帶發射機中信道A、B傳的是不同信息的信號。圖中紅色部分為插入導頻用，目的給同步 解調提供一基準。100kHz振蕩器帶通帶通帶通帶通2.7MHz振蕩器25MHz振蕩器發射天線導頻插入開關16單邊帶調幅信號的解調（3）單邊帶調幅信號的解調電路：SSBAM信號中，無載波分量，包絡也不反映調制信號的波形。只能用同步解調方法。而且 SSB AM對載波恢復要求更嚴格，必須與發射載頻同頻同相才能實現無失真解調為了實現同步解調，通常采用方法：在SSBAM信號中加入導頻發一點載頻（邊帶功率占總發射功率96%）作為接收端解調基準，用鎖相環路提取在本地產生一個頻率為 的振蕩 但

8、它不可能與發送信號中的載波同頻同相，不屬于相干解調。但只要這兩個載波的頻率差在容許范圍之內還是可用的。例如，在傳送話音信號時，如果頻率差在幾赫茲以內，并不影響信息的傳送。 但有失真！176.2.3.3殘留邊帶調幅從有效傳輸信息的角度，單邊帶調幅是各種調幅方式中最好的。但SSBAM的調制與解調比較復雜不適于傳送帶有直流分量的信號（或包含大量低頻分量）殘留邊帶調幅：簡記為VSBAM，單邊帶調幅和雙邊帶調幅之間的一種折衷方式VSBAM傳送被抑制邊帶的一部分，同時又將被傳送邊帶抑制掉一部分，故稱其為殘留邊帶為了保證信號無失真地傳輸，傳送邊帶中被抑制的部分和抑制邊帶中被傳送的部分應滿足互補對稱關系即 用

9、斜切濾波器實現（設在收、發兩端均可，使信號在解調前總效果互補對稱）常數 18殘留邊帶調幅（續1）廣播電視系統的圖象部分應用的是殘留邊帶調幅，它在發送端和接收端都接有濾波器。發端和收端濾波器的頻率特性分別如下圖所示。發送端傳送上邊帶，同時將下邊帶中載波附近0.75MHz的部分全部保留接收端的濾波器，在載波 附近0.75MHz范圍內滿足互補對稱關系0110.5060.750.750.750.750.50.25上邊帶（a）發送端（b）接收端19殘留邊帶調幅的解調對不含（或小）載波分量的VSBAM信號的解調只能采用同步解調的方法。恢復本地載波信號：在VSBAM信號中加導頻；也可采用DSBAM類似的非線

10、性變換方法在容許一定失真情況下，對含有大載波分量的VSBAM信號可以使用峰值包絡檢波器解調，可大大簡化解調電路VSBAM所占帶寬比單邊帶略寬，基本具有SSBAM的優點在調制信號中含有直流分量時，這種調制方式可以使用。殘留邊帶濾波器比單邊帶濾波器也易于實現20正交幅度調制與解調正交幅度調制與解調是利用兩個頻率相同但相位相差90度的正弦波作為載波，以調幅的方法同時傳送兩路互相獨立的信號的一種調制方式。正交幅度調制可以節省傳輸帶寬這種調制方式的已調信號所占頻帶僅為兩路信號中的較寬者而不是二者之和。21正交幅度調制與解調原理兩路互相獨立的信號a(t)和b(t)分別調制角頻率為c的兩個互相差90度的正弦

11、波，調制后的兩路信號相加得到輸出信號x(t)，表示為：a(t)b(t)b(t)x(t)調制器解調器a(t)22正交幅度調制與解調原理（續1）輸入信號x(t)被兩個互相正交的正弦波相乘，與 相乘的結果為：輸入信號 x(t) 與 相乘的結果解調原理：濾除2 c 分量，得到解調輸出a(t)。濾除2 c分量，得到解調輸出b(t)。屬于何種解調？236.2.2.4 數字信號調幅（ASK）當用數字信號對載波進行幅度調制時，稱為數字信號調幅，也稱為幅度鍵控，簡記為ASK一般情況下，數字信號為一隨機脈沖序列，并表為： 式中， 為隨機變量，對二進制數字信號，它可取 0，1兩種數值。 是碼元波形，它可以是矩形脈

12、沖波形，也可以是升余弦脈沖、鐘形脈沖或抽樣脈 沖等波形。ASK頻譜與頻譜寬度:頻譜是搬移到載頻兩旁的二進制 基帶信號頻譜，頻譜寬度是基帶信號頻譜寬度的兩倍。24ASK信號波形與實現方法ASK實現方法：乘法器帶通濾波器：即將基帶信號與載波信號相乘，再通過一個帶通，就可以得到ASK信號。振蕩器開關：用一個受基帶信號控制的電子開關通、斷載波振蕩器的輸出來實現。波形：25ASK解調方法包絡檢波采樣判決同步檢波采樣判決 同步解調的關鍵仍然是同步載波的提取。ASK調制、解調電路都很簡單，但抗干擾能力不強。一般用于短距離數據傳輸。26AM接收機*若LNA中無選頻回路,則此處需加鏡像抑制濾波器*改變電臺方法本

13、振與濾波器統調只調本振頻率濾波器帶寬寬27采用超外差式接收機的考慮在中頻實現對有用信道的選擇對Q值的要求低，而選擇信道主要靠中頻濾波器接收機天線接收下來的信號極弱（-120dBm），將此信號放大到解調器前可解調，需要放大100-200dB，為了放大器的穩定，在一個頻帶內的放大器，其增益應控制在50-60dB以內；超外差接收機方案將接收機的總增益分散到射頻、中頻和基帶三個頻段上；并且，中頻高增益放大器制作容易固定中頻上進行解調相對容易低噪聲放大器的增益不宜過高，以免其后的變頻器產生過多的非線性失真28超外差式接收機的缺點和改進外差式接收機最大的缺點是組合干擾頻率點多，如三階交調干擾；在寄生通道中

14、，鏡頻干擾現象最為嚴重消除鏡頻干擾，最為直接的方法是不讓它進入變頻器，這全靠變頻器之前的鏡像抑制濾波器來實現高中頻方案：增大中頻頻率，可以抑制鏡頻，但相同Q值的中頻濾波器，高中頻對相鄰信道的抑制能力降低二次變頻方案：兩次變頻，第一次混頻采用高中頻，以提高對鏡像頻率的抗干擾能力，第二次混頻采用低中頻，可實現窄帶，以抑制相鄰信道的干擾。29調幅信號的解調小結兩類方法：相干解調與非相干解調調幅波解調電路 ：常用的同步檢波與二極管峰值包絡檢波同步檢波適用于任何調幅信號，用相乘器實現二極管包絡檢波器適合于解調含有較大載波分量的調幅信號。如標準調幅波（m1)，含有較大載波分量的殘留邊帶調幅波二極管包絡檢波

15、器主要由檢波二極管D及RC低通濾波器組成，利用二極管的單向導電及RC元件的充放電特性實現檢波的。RC時間常數的選取很關鍵，若RC時間常數過大，則會產生對角切割失真，若RC時間常數過小，高頻分量會濾除不干凈，綜合考慮要求滿足下式：30用1496構成的同步解調器14963546與調制器有何不同？31二極管包絡檢波器（串聯型與并聯型）78思考：右圖電路能否檢波？R32并聯型二極管包絡檢波器工作原理與串聯型檢波電路相同，電容C兩端電壓反映了輸入信號的包絡變化。 兩者的區別是：1）并聯型檢波器包含兩個過程，一是電容器由于充、放電的時間常數不同引起的檢波過程；二是由于電容對高頻短路，電路中還有一個高頻電流

16、2）并聯型檢波器輸出不是電容兩端，而是二極管兩端，輸出電壓 ，要取出解調信號需加低通3）輸入電阻為R33并聯型二極管包絡檢波器RL1）并聯型檢波器包含兩個過程，一是電容器由于充、放電的時間常數不同引起的檢波過程，這和串聯型包絡檢波器一樣，對信號源引入的阻抗為二是由于電容對高頻短路，電路中還有一個高頻電流2）輸入電阻為輸入電阻為它對信號源引入的阻抗為34并聯型檢波電路對單頻信號的解調習題6-11的倍壓檢波器可看作兩種檢波器串接。35各種調幅方式的頻譜（a）標準調幅（b）抑制載波調幅（c）單邊帶調幅（d）殘留邊帶調幅123436單邊帶頻譜返回37抑制載波調幅電路實例抑制載波調幅電路381、 6-5，6-10 （不考慮 分量），6-112、補充題：下圖為移相法實現單邊帶調幅的框圖，用于傳輸兩路獨立信號。請寫出A、B、C、 D及 的數學表示式，并簡述其原理。39 下堂課：角度調制40附圖一：抑制載波調幅41附圖二：標準幅度調制當載波端直流平衡，調制信號端直流電壓大于或等于調制信號幅度時，得到標準調幅波42附圖三：載漏當載波端直流平衡，調制信號端不平衡，且其直流電壓小于調制信號