笫6章--调制与解调2概要优秀PPT.ppt
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1、笫笫6 6章章 调制与解调调制与解调 一、调制的基本概念一、调制的基本概念一、调制的基本概念一、调制的基本概念二、幅度调制二、幅度调制二、幅度调制二、幅度调制1 1、标准幅度调制与解调、标准幅度调制与解调、标准幅度调制与解调、标准幅度调制与解调2、抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅、抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅3、正交幅度调制与解调、正交幅度调制与解调4、数字信号调幅、数字信号调幅三、角度调制三、角度调制u角调调制的基本概念角调调制的基本概念u频率调制信号的性质频率调制信号的性质u实现频率调制的方法与电路实现频率调制的方法与电路u调频波的解调方法与电路调频波的解调方法与电路四、数
2、字信号的相位调制四、数字信号的相位调制2001年9月-12月1通信电路原理-无九2 2、抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅、抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅、抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅、抑制载波调幅、单边带调幅和残留边带调幅l标准调幅的缺点标准调幅的缺点不能充分利用放射机功率(载波重量不含信息,却占去了调幅不能充分利用放射机功率(载波重量不含信息,却占去了调幅波总功率的一半以上波总功率的一半以上)载波重量的存在,有时还会形成干扰。所占的带宽宽(有一半是多余的)所占的带宽宽(有一半是多余的),不利节约频率资源。,不利节约频率资源。于是产生了其他调幅制式。于是产生了其他调幅制
3、式。u抑制载波调幅抑制载波调幅(1)抑制载波调幅的时域表示式(单频调制):)抑制载波调幅的时域表示式(单频调制):调幅时不放射载波。调幅时不放射载波。调幅时不放射载波。调幅时不放射载波。2001年9月-12月2通信电路原理-无九 抑制载波调幅(续)抑制载波调幅(续)抑制载波调幅(续)抑制载波调幅(续)(2)抑制载波调幅信号的波形图:)抑制载波调幅信号的波形图:返回返回2001年9月-12月3通信电路原理-无九uu抑制载波调幅波的特点抑制载波调幅波的特点抑制载波调幅波的特点抑制载波调幅波的特点 抑制载波调幅信号中不含固定的载波重量,调制信号的平均值不是零,会产生“载漏”。调制信号是正值时的载波相
4、位与调制信号是负值时的调制信号是正值时的载波相位与调制信号是负值时的载波相位载波相位是反相的是反相的。已调信号的幅度仍随调制信号变更,但其包络不能反映调制信号的形态。上图上图(3)抑制载波调幅)抑制载波调幅的频域表示式:的频域表示式:2001年9月-12月4通信电路原理-无九uu抑制载波调幅(抑制载波调幅(抑制载波调幅(抑制载波调幅(续续续续3 3)(5)抑制载波调幅的解调电路:只能运用同步解调方法。)抑制载波调幅的解调电路:只能运用同步解调方法。带通滤波器带通滤波器(4)实现抑制载波调幅的电路:)实现抑制载波调幅的电路:乘法器实现:乘法器实现:差分对模拟差分对模拟 乘法器乘法器四四 个二极管
5、个二极管环形乘法器环形乘法器低通滤波器低通滤波器载波复原载波复原载波复原载波复原2001年9月-12月5通信电路原理-无九uu抑制载波调幅(抑制载波调幅(抑制载波调幅(抑制载波调幅(续续续续4 4)利用非线性变换提取载波。利用非线性变换提取载波。带通滤波器带通滤波器平方器平方器分频器分频器若输入信号为:若输入信号为:经平方器后得经平方器后得:经带通滤波器取出上式中其次项,即:经带通滤波器取出上式中其次项,即:将此重量取出,经放大限幅并经将此重量取出,经放大限幅并经 2:1 分频,即可得所需载波。分频,即可得所需载波。2001年9月-12月6通信电路原理-无九uu抑制载波调幅(抑制载波调幅(抑制
6、载波调幅(抑制载波调幅(续续续续5 5)12载波信号入载波信号入调制信号入调制信号入145举例举例 1:标准幅度调:标准幅度调制和抑制载波调幅。制和抑制载波调幅。2001年9月-12月7通信电路原理-无九uu抑制载波调幅(抑制载波调幅(抑制载波调幅(抑制载波调幅(续续续续6 6)载波信号入:载波信号入:调制信号入:调制信号入:输出信号为:输出信号为:探讨:探讨:1.若若1,4端和端和8,10端直流平衡,输出是什么调幅波形?端直流平衡,输出是什么调幅波形?2.若若8,10端直流平衡,如何得到标准调幅波形?端直流平衡,如何得到标准调幅波形?3.载漏是如何产生的?载漏是如何产生的?4.若若1,4端平
7、衡,而端平衡,而8,10端不平衡,输出是什么波形?端不平衡,输出是什么波形?2001年9月-12月8通信电路原理-无九uu单边带调幅单边带调幅单边带调幅单边带调幅 双边带抑制载波调幅方式中,不含固定载波重量,因而可以有效地利用放射机的功率传递信息。但它是双边带信号,所占带宽仍为调制信号最高角频率的两倍。而从有效传输信息的角度看,只要传送一个边带就够了,只传送一个边带的调幅信号称为单边调幅,可以选择上边带也可以接受下边带。单边带调幅,简记为单边带调幅,简记为SSBAM既可充分利用放射机的功率既可充分利用放射机的功率又节约占有频带。又节约占有频带。信息传输的角度是最佳调幅方式。信息传输的角度是最佳
8、调幅方式。但是实现这种调幅方式的调制和解调技术比较困难。但是实现这种调幅方式的调制和解调技术比较困难。2001年9月-12月9通信电路原理-无九uu单边带调幅(单边带调幅(单边带调幅(单边带调幅(续续续续1 1)(1)单边带调幅的时域表示式)单边带调幅的时域表示式 为了求得为了求得SSBAM信号的时域表示式,对信号的时域表示式,对SSBAM信号的频谱信号的频谱函数进行逆傅立叶变换。令函数进行逆傅立叶变换。令 表示为:表示为:并假定调制信号的最高频率并假定调制信号的最高频率 。依据逆傅立叶变换公式,。依据逆傅立叶变换公式,可得可得SSBAM信号的时域表示式为信号的时域表示式为 :一个取上边带的一
9、个取上边带的SSBAM信号的时域表示式可记为信号的时域表示式可记为 :称称 为为 的希尔伯特(的希尔伯特(Hilbert)变换。(见变换。(见P340)2001年9月-12月10通信电路原理-无九uu单边带调幅(单边带调幅(单边带调幅(单边带调幅(续续续续2 2)(1)单边带调幅的时域表示式)单边带调幅的时域表示式 当当SSBAM信号取下边带时,其时间函数表示式为信号取下边带时,其时间函数表示式为 :若调制信号若调制信号 为一单频余弦信号为一单频余弦信号 ,对载波对载波 进行单边带调幅。进行单边带调幅。(本例中取上边带):(本例中取上边带):单边带调幅信号的幅度包络不反映调制信号的波形。单边带
10、调幅信号的幅度包络不反映调制信号的波形。对单边带调幅信号,只能运用同步解调方法。2001年9月-12月11通信电路原理-无九(2 2)实现单边带调幅的电路:)实现单边带调幅的电路:)实现单边带调幅的电路:)实现单边带调幅的电路:滤波法滤波法:将抑制载波调幅波滤除一个边带。:将抑制载波调幅波滤除一个边带。带通滤波器带通滤波器SSBAM 改进方法:较低载频改进方法:较低载频SSBAM 再用再用 混频法逐次提高载频至所需频率。混频法逐次提高载频至所需频率。难点:当调制信号中含有低频重量而载频较高时,滤波器的实难点:当调制信号中含有低频重量而载频较高时,滤波器的实现困难因为两个边带相距很近,载频处有锐
11、截止特性。现困难因为两个边带相距很近,载频处有锐截止特性。例如例如例如例如2001年9月-12月12通信电路原理-无九uu单边带调幅(单边带调幅(单边带调幅(单边带调幅(续续续续4 4)滤波滤波滤波滤波载波载波载波载波载波载波滤波滤波功放功放取上边带取上边带取上边带取上边带问题:提高问题:提高问题:提高问题:提高SSBAMSSBAM载频能否用倍频法?载频能否用倍频法?载频能否用倍频法?载频能否用倍频法?逐级滤波,两边带距离较大,滤波器易做逐级滤波,两边带距离较大,滤波器易做逐级滤波,两边带距离较大,滤波器易做逐级滤波,两边带距离较大,滤波器易做2001年9月-12月13通信电路原理-无九uu单
12、边带调幅(单边带调幅(单边带调幅(单边带调幅(续续续续5 5)相移法相移法:另一种实现单边带调幅的方法是相移法。另一种实现单边带调幅的方法是相移法。2001年9月-12月14通信电路原理-无九uu单边带调幅(单边带调幅(单边带调幅(单边带调幅(续续续续6 6)(3)单边带调幅的解调电路:)单边带调幅的解调电路:SSBAM信号中,既无载波重量,其包络也不反映调制信号的信号中,既无载波重量,其包络也不反映调制信号的波形。只能用同步解调方法。而且波形。只能用同步解调方法。而且 SSB AM对载波复原要求更对载波复原要求更为严格必需与放射载频同频同相才能实现无失真解调。为严格必需与放射载频同频同相才能
13、实现无失真解调。为了实现同步解调,通常,接受方法:在在SSBAM信号中加入导频发一点载频(边带功率占总信号中加入导频发一点载频(边带功率占总放射功率放射功率96%)作为接收端解调基准,用锁相环路提取。)作为接收端解调基准,用锁相环路提取。在本地产生一个频率为在本地产生一个频率为 的振荡。当然,它不行能与发的振荡。当然,它不行能与发送信号中的载波同频同相,因此,它不属于相干解调。送信号中的载波同频同相,因此,它不属于相干解调。但只要这两个载波的频率差在容许范围之内还是可用的。但只要这两个载波的频率差在容许范围之内还是可用的。例如,在传送话音信号时,假如频率差在几赫兹以内,例如,在传送话音信号时,
14、假如频率差在几赫兹以内,并不影响信息的传送。但有失真!并不影响信息的传送。但有失真!2001年9月-12月15通信电路原理-无九uu残留边带调幅残留边带调幅残留边带调幅残留边带调幅 从有效传输信息的角度,单边带调幅是各种调幅方式中最好的。但SSBAM的调制与解调比较困难。不适于传送带有直流重量的信号(或包含大量低频重量)。不适于传送带有直流重量的信号(或包含大量低频重量)。在单边带调幅和双边带调幅之间找到了一种折衷方式,这就在单边带调幅和双边带调幅之间找到了一种折衷方式,这就是残留边带调幅残留边带调幅,简记为简记为VSBAM。在在VSBAM方式中,不是将一个边带完全滤除,而是保留一方式中,不是
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