通信原理第2章概况优秀PPT.ppt
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1、第2章 模拟调制内容n2.1 调制的概念 n2.2 抑制载波的双边带调幅(DSB)n2.3 常规双边带调幅(AM)n2.4 AM和DSB的性能比较 n2.5 单边带调制(SSB)n2.6 残留边带调制(VSB)n2.7 插入载波的包络检波n2.8 频分复用(FDM)n2.9 角调制 n2.10 调制的功能与分类其次章 模拟调制2.1 调制的概念 n通信原理所含的主要学问:n调制,解调,编码,译码。n通信的目的:把信息向远处传递(传播)。其次章 模拟调制第1节 调制的概念2.1 调制的概念 n传播人声时,用话筒把人声变成电信号,通过扩音机放大后再用喇叭(扬声器)播放出去。n由于喇叭的功率比人嗓大
2、得多,因此声音可以传得比较远。其次章 模拟调制第1节 调制的概念2.1 调制的概念 n假如我们还想将声音再传得更远一些:n一是铺设一条几十千米甚至上百千米的电缆n二是利用无线电通信n欲放射信号的波长必需能与放射天线的几何尺寸可比拟,该信号才能通过天线有效地放射出去。其次章 模拟调制第1节 调制的概念2.1 调制的概念 n第一个问题的解决方法是在一个物理信道中对多路信号进行频分复用;n其次个问题的解决方法是把欲放射的低频信号“搬”到高频载波上去(或者说把低频信号“变”成高频信号)。n两个方法有一个共同点就是要对信号进行调制处理。其次章 模拟调制第1节 调制的概念2.1 调制的概念 n调制:让载波
3、的某个参数(或几个)随调制信号(原始信号)的变更而变更的过程或方式称为调制。n载波:n一种用来搭载原始信号(信息)的信号,它本身不含有任何有用信息。n一般选用高频周期信号。其次章 模拟调制第1节 调制的概念2.1 调制的概念 n调制的目的 n提高无线通信时的天线辐射效率。n把多个基带信号分别搬移到不同的载频处,以实现信道的多路复用,提高信道利用率。n扩展信号带宽,提高系统抗干扰、抗衰落实力,还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。其次章 模拟调制第1节 调制的概念2.1 调制的概念 n调制方式 模拟调制数字调制 n常见的模拟调制幅度调制:调幅、双边带、单边带和残留边带角度调制:频率调制、相位调制其
4、次章 模拟调制第1节 调制的概念2.1 调制的概念 其次章 模拟调制第1节 调制的概念上车上车运输运输下车下车调制调制传播传播解调解调若一个信号f(t)与一个正弦型信号 相乘,从频谱上看,相当于把f(t)的频谱搬移到 处。2.1 调制的概念 其次章 模拟调制第1节 调制的概念调制定理,调制技术的理论基础。2.1 调制的概念 其次章 模拟调制第1节 调制的概念调调幅幅内容n2.1 调制的概念 n2.2 抑制载波的双边带调幅(DSB)n2.3 常规双边带调幅(AM)n2.4 AM和DSB的性能比较 n2.5 单边带调制(SSB)n2.6 残留边带调制(VSB)n2.7 插入载波的包络检波n2.8
5、频分复用(FDM)n2.9 角调制 n2.10 调制的功能与分类其次章 模拟调制2.2.1 DSB信号的调制n时域表示式:无直流重量A0n频谱:无载频重量 其次章 模拟调制第2节 抑制载波的双边带调幅(DSB)2.2.1 DSB信号的调制 其次章 模拟调制第2节 抑制载波的双边带调幅(DSB)抑制载波抑制载波的双边带的双边带调幅调幅Double Side Band上边带频谱上边带频谱下边带频谱下边带频谱2.2.1 DSB信号的调制其次章 模拟调制第2节 抑制载波的双边带调幅(DSB)抑制载波的双边带调幅模型2.2.1 DSB信号的调制其次章 模拟调制第2节 抑制载波的双边带调幅(DSB)平衡式
6、调制器原理框图 性能完全对称2.2.1 DSB信号的调制n线性器件:工作特性满足线性关系的器件,比如一般电阻器;n非线性器件:工作特性不满足线性关系的器件,比如二极管。n主要特性是输出(响应)信号可以产生输入(激励)信号没有的新频率重量。n本例中运用非线性器件是为了产生乘法运算。其次章 模拟调制第2节 抑制载波的双边带调幅(DSB)2.2.2 DSB信号的解调n解调:把从已调信号中复原调制信号的过程或方法。n对于抑制载波双边带调幅信号的解调通常接受相干解调法。其次章 模拟调制第2节 抑制载波的双边带调幅(DSB)2.2.2 DSB信号的解调n接收端只要对接收到的抑制载波双边带调幅信号再用与原载
7、波同频同相的载波“调制”一下,即可得到含有原始信号重量的已调信号。其次章 模拟调制第2节 抑制载波的双边带调幅(DSB)2.2.2 DSB信号的解调n相干解调或同步解调:在接收端利用同频同相载波对抑制载波双边带调幅信号干脆相乘进行解调。n相干解调具体实现比较困难。其次章 模拟调制第2节 抑制载波的双边带调幅(DSB)相干解调框图内容n2.1 调制的概念 n2.2 抑制载波的双边带调幅(DSB)n2.3 常规双边带调幅(AM)n2.4 AM和DSB的性能比较 n2.5 单边带调制(SSB)n2.6 残留边带调制(VSB)n2.7 插入载波的包络检波n2.8 频分复用(FDM)n2.9 角调制 n
8、2.10 调制的功能与分类其次章 模拟调制2.3.2 AM信号的调制 时域表示式式中 m(t)调制信号,均值为0;A0 常数,表示叠加的直流重量。频谱:若m(t)为确知信号,则AM信号的频谱为 其次章 模拟调制第3节 常规双边带调幅(AM)2.3.1 AM信号的调制 其次章 模拟调制第3节 常规双边带调幅(AM)DSBAM2.3.1 AM信号的调制 其次章 模拟调制第3节 常规双边带调幅(AM)常规双边带调幅模型常规双边带调幅模型 2.3.2 AM信号的解调 其次章 模拟调制第3节 常规双边带调幅(AM)n可以接受与DSB信号相同的相干解调法解调,但常用的是包络解调法或叫包络检波法。包络检波器
9、包络检波器 2.3.2 AM信号的特性 其次章 模拟调制第3节 常规双边带调幅(AM)27n带宽:它是带有载波重量的双边带信号,带宽是基带信带宽:它是带有载波重量的双边带信号,带宽是基带信号带宽号带宽 fH 的两倍:的两倍:n功率:功率:n当当m(t)为确知信号时,为确知信号时,n若若n则则n式中式中Pc=A02/2 载波功率,载波功率,n 边带功率。边带功率。2.3.2 AM信号的特性 其次章 模拟调制第3节 常规双边带调幅(AM)28n调制效率调制效率n AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率才与调制信号有关,载波重量并不部分。只有边
10、带功率才与调制信号有关,载波重量并不携带信息。有用功率(用于传输有用信息的边带功率)携带信息。有用功率(用于传输有用信息的边带功率)占信号总功率的比例称为调制效率:占信号总功率的比例称为调制效率:n当当m(t)=Am cos mt时,时,n代入上式,得到代入上式,得到n当当|m(t)|max=A0时(时(100调制),调制效率最调制),调制效率最高,这时高,这时nmax 1/3内容n2.1 调制的概念 n2.2 抑制载波的双边带调幅(DSB)n2.3 常规双边带调幅(AM)n2.4 AM和DSB的性能比较 n2.5 单边带调制(SSB)n2.6 残留边带调制(VSB)n2.7 插入载波的包络检
11、波n2.8 频分复用(FDM)n2.9 角调制 n2.10 调制的功能与分类其次章 模拟调制2.4 AM和DSB的性能比较其次章 模拟调制第3节 常规双边带调幅(AM)nAM调制:n效率低,导致放射功率比DSB大,但解调电路简洁。n一般多用于点对多点的通信中。nDSB调制:n效率高,放射功率比AM小,但解调电路比较困难,运用成本较高。n一般多用于一些不在乎成本的专用(点对点)通信中。内容n2.1 调制的概念 n2.2 抑制载波的双边带调幅(DSB)n2.3 常规双边带调幅(AM)n2.4 AM和DSB的性能比较 n2.5 单边带调制(SSB)n2.6 残留边带调制(VSB)n2.7 插入载波的
12、包络检波n2.8 频分复用(FDM)n2.9 角调制 n2.10 调制的功能与分类其次章 模拟调制2.5 单边带调制(SSB)nSSB:Single Side Band。nSSB的滤波法模型:其次章 模拟调制第5节 单边带调制(SSB)2.5 单边带调制(SSB)其次章 模拟调制第5节 单边带调制(SSB)nSSB信号频谱示意图2.5 单边带调制(SSB)其次章 模拟调制第5节 单边带调制(SSB)n产生单边带信号还可接受移相法:2.5 单边带调制(SSB)其次章 模拟调制第5节 单边带调制(SSB)n优点:优点:n受多径传播引起的选择性衰落的影响比受多径传播引起的选择性衰落的影响比DSB调制
13、调制小;小;n频带利用率比频带利用率比DSB调制高;调制高;n所需放射功率也比所需放射功率也比DSB调制小;调制小;n保密性强,一般调幅接收机不能接收保密性强,一般调幅接收机不能接收SSB信号。信号。n缺点:缺点:n接收机须要困难且精度高的自动频率限制系统来接收机须要困难且精度高的自动频率限制系统来稳定本地载波的频率和相位。稳定本地载波的频率和相位。n对于低通型调制信号用滤波法的时候,要求滤波对于低通型调制信号用滤波法的时候,要求滤波器的过渡带特别窄,即滤波器的边缘必需很陡峭,器的过渡带特别窄,即滤波器的边缘必需很陡峭,志向状态是一根垂直线。志向状态是一根垂直线。2.5 单边带调制(SSB)其
14、次章 模拟调制第5节 单边带调制(SSB)nSSB信号的解调:n不能用简洁的包络解调法进行解调,通常接受相干解调法。nSSB的应用:n远距离固定业务通信系统,在特高频散射通信、车辆和航空通信方面也有应用。内容n2.1 调制的概念 n2.2 抑制载波的双边带调幅(DSB)n2.3 常规双边带调幅(AM)n2.4 AM和DSB的性能比较 n2.5 单边带调制(SSB)n2.6 残留边带调制(VSB)n2.7 插入载波的包络检波n2.8 频分复用(FDM)n2.9 角调制 n2.10 调制的功能与分类其次章 模拟调制2.6 残留边带调制(VSB)其次章 模拟调制第6节 残留边带调制(VSB)n如何解
15、决SSB中滤波器的难度问题和DSB的频带利用率低的冲突?n折衷的方法:n传输频带既包含一个完整的边带(上边带或下边带),又有另一个边带的一部分残留边带调制(Vestigial Side Band)。2.6 残留边带调制(VSB)nVSB信号频谱示意图其次章 模拟调制第6节 残留边带调制(VSB)2.6 残留边带调制(VSB)其次章 模拟调制第6节 残留边带调制(VSB)VSB的滤波法模型的滤波法模型2.6 残留边带调制(VSB)其次章 模拟调制第6节 残留边带调制(VSB)nVSB信号的解调:和SSB信号一样也不能用包络检波,而要接受相干解调法。2.6 残留边带调制(VSB)其次章 模拟调制第
16、6节 残留边带调制(VSB)nVSB滤波器的互补特性:内容n2.1 调制的概念 n2.2 抑制载波的双边带调幅(DSB)n2.3 常规双边带调幅(AM)n2.4 AM和DSB的性能比较 n2.5 单边带调制(SSB)n2.6 残留边带调制(VSB)n2.7 插入载波的包络检波n2.8 频分复用(FDM)n2.9 角调制 n2.10 调制的功能与分类其次章 模拟调制2.7 插入载波的包络检波其次章 模拟调制第7节 插入载波的包络检波nDSB、SSB和VSB都不能接受简洁的包络检波法进行解调,而只能接受实现难度大、成本高的相干解调法。n但是,假如插入很强的载波,则上述三种调制仍旧可用包络检波法进行
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