笫6章調(diào)制與解調(diào)2

2、抑制載波調(diào)幅、單邊帶調(diào)幅和殘留邊帶調(diào)幅標準調(diào)幅的缺點不能充分利用發(fā)射機功率（載波分量不含信息，卻占去了調(diào)幅波總功率的一半以上)

載波分量的存在，有時還會形成干擾。所占的帶寬寬（有一半是多余的）

，不利節(jié)省頻率資源。于是產(chǎn)生了其他調(diào)幅制式。抑制載波調(diào)幅（1）抑制載波調(diào)幅的時域表示式（單頻調(diào)制）：調(diào)幅時不發(fā)射載波。2001年9月--12月1*目前一頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點抑制載波調(diào)幅（續(xù)）（2）抑制載波調(diào)幅信號的波形圖：返回2001年9月--12月2*目前二頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點抑制載波調(diào)幅波的特點

抑制載波調(diào)幅信號中不含固定的載波分量，調(diào)制信號的平均值不是零，會產(chǎn)生“載漏”。

調(diào)制信號是正值時的載波相位與調(diào)制信號是負值時的載波相位是反相的。

已調(diào)信號的幅度仍隨調(diào)制信號變化，但其包絡不能反映調(diào)制信號的形狀。

上圖（3）抑制載波調(diào)幅的頻域表示式：2001年9月--12月3*目前三頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點抑制載波調(diào)幅（續(xù)3）（5）抑制載波調(diào)幅的解調(diào)電路：只能使用同步解調(diào)方法。帶通濾波器（4）實現(xiàn)抑制載波調(diào)幅的電路：乘法器實現(xiàn)：差分對模擬乘法器四個二極管環(huán)形乘法器低通濾波器載波恢復2001年9月--12月4*目前四頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點抑制載波調(diào)幅（續(xù)4）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(jīng)平方器后得：經(jīng)帶通濾波器取出上式中第二項，即：將此分量取出，經(jīng)放大限幅并經(jīng)2：1分頻，即可得所需載波。2001年9月--12月5*目前五頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點抑制載波調(diào)幅（續(xù)5）①④③②⑧⑩⑥12載波信號入調(diào)制信號入145舉例1：標準幅度調(diào)制和抑制載波調(diào)幅。2001年9月--12月6*目前六頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點抑制載波調(diào)幅（續(xù)6）載波信號入：調(diào)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(diào)幅波形？2.若8，10端直流平衡，如何得到標準調(diào)幅波形？3.載漏是如何產(chǎn)生的？4.若1，4端平衡，而8，10端不平衡，輸出是什么波形？2001年9月--12月7*目前七頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點單邊帶調(diào)幅

雙邊帶抑制載波調(diào)幅方式中，不含固定載波分量，因而可以有效地利用發(fā)射機的功率傳遞信息。但它是雙邊帶信號，所占帶寬仍為調(diào)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(diào)幅信號稱為單邊調(diào)幅，可以選擇上邊帶也可以采用下邊帶。單邊帶調(diào)幅，簡記為SSBAM既可充分利用發(fā)射機的功率又節(jié)省占有頻帶。信息傳輸?shù)慕嵌仁亲罴颜{(diào)幅方式。但是實現(xiàn)這種調(diào)幅方式的調(diào)制和解調(diào)技術比較復雜。2001年9月--12月8*目前八頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點單邊帶調(diào)幅（續(xù)1）（1）單邊帶調(diào)幅的時域表示式為了求得SSBAM信號的時域表示式，對SSBAM信號的頻譜函數(shù)進行逆傅立葉變換。令表示為：并假定調(diào)制信號的最高頻率。根據(jù)逆傅立葉變換公式，可得SSBAM信號的時域表示式為：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）

2001年9月--12月9*目前九頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點單邊帶調(diào)幅（續(xù)2）（1）單邊帶調(diào)幅的時域表示式當SSBAM信號取下邊帶時，其時間函數(shù)表示式為

：

若調(diào)制信號為一單頻余弦信號，對載波進行單邊帶調(diào)幅。（本例中取上邊帶）：

單邊帶調(diào)幅信號的幅度包絡不反映調(diào)制信號的波形。

對單邊帶調(diào)幅信號，只能使用同步解調(diào)方法。2001年9月--12月10*目前十頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點（2）實現(xiàn)單邊帶調(diào)幅的電路：

濾波法：將抑制載波調(diào)幅波濾除一個邊帶。帶通濾波器SSBAM

改進方法：較低載頻SSBAM再用混頻法逐次提高載頻至所需頻率。難點：當調(diào)制信號中含有低頻分量而載頻較高時，濾波器的實現(xiàn)困難－－因為兩個邊帶相距很近，載頻處有銳截止特性。例如2001年9月--12月11*目前十一頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點單邊帶調(diào)幅（續(xù)4）濾波濾波載波載波載波濾波功放取上邊帶問題：提高SSBAM載頻能否用倍頻法？逐級濾波，兩邊帶距離較大，濾波器易做2001年9月--12月12*目前十二頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點單邊帶調(diào)幅（續(xù)5）

相移法：另一種實現(xiàn)單邊帶調(diào)幅的方法是相移法。2001年9月--12月13*目前十三頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點單邊帶調(diào)幅（續(xù)6）（3）單邊帶調(diào)幅的解調(diào)電路：SSBAM信號中，既無載波分量，其包絡也不反映調(diào)制信號的波形。只能用同步解調(diào)方法。而且SSBAM對載波恢復要求更為嚴格必須與發(fā)射載頻同頻同相才能實現(xiàn)無失真解調(diào)。

為了實現(xiàn)同步解調(diào)，通常，采用方法：

在SSBAM信號中加入導頻－－發(fā)一點載頻（邊帶功率占總發(fā)射功率96%）作為接收端解調(diào)基準，用鎖相環(huán)路提取。

在本地產(chǎn)生一個頻率為的振蕩。當然，它不可能與發(fā)送信號中的載波同頻同相，因此，它不屬于相干解調(diào)。但只要這兩個載波的頻率差在容許范圍之內(nèi)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(nèi)，并不影響信息的傳送。－－但有失真！2001年9月--12月14*目前十四頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點殘留邊帶調(diào)幅

從有效傳輸信息的角度，單邊帶調(diào)幅是各種調(diào)幅方式中最好的。但SSBAM的調(diào)制與解調(diào)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）。

在單邊帶調(diào)幅和雙邊帶調(diào)幅之間找到了一種折衷方式，這就是殘留邊帶調(diào)幅，簡記為VSBAM。

在VSBAM方式中，不是將一個邊帶完全濾除，而是保留一部分。下圖所示為VSBAM信號幅度譜的示意圖。

VSBAM與SSBAM不同，它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－－實現(xiàn)斜切濾波器。2001年9月--12月15*目前十五頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點殘留邊帶調(diào)幅（續(xù)1）

廣播電視系統(tǒng)的圖象部分應用的是殘留邊帶調(diào)幅，它在發(fā)送端和接收端都接有濾波器。發(fā)端和收端濾波器的頻率特性分別如下圖所示。發(fā)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(nèi)滿足互補對稱關系。0110.5060.750.750.750.750.50.25返回上邊帶（a）發(fā)送端（b）接收端2001年9月--12月16*目前十六頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點殘留邊帶調(diào)幅的解調(diào)

對不含載波分量的VSBAM信號的解調(diào)只能采用同步解調(diào)的方法。為了恢復本地載波信號可以用在VSBAM信號中加導頻的方法，也可采用DSBAM類似的非線性變換方法。

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(diào)，從而可大大簡化解調(diào)電路。

在調(diào)制信號中含有直流分量時，這種調(diào)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(xiàn)。

VSBAM所占帶寬比單邊帶略寬，基本具有SSBAM的優(yōu)點。2001年9月--12月17*目前十七頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點正交幅度調(diào)制與解調(diào)

正交幅度調(diào)制與解調(diào)是一種特殊的復用技術，一般是指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(diào)幅的方法同時傳送兩路互相獨立的信號的一種調(diào)制方式。

這種調(diào)制方式的已調(diào)信號所占頻帶僅為兩路信號中的較寬者而不是二者之和，可以節(jié)省傳輸帶寬。2001年9月--12月18*目前十八頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點正交幅度調(diào)制與解調(diào)原理a(t)b(t)a(t)b(t)x(t)

兩路互相獨立的信號a(t)和b(t)分別調(diào)制角頻率為c的兩個互相差90度的正弦波，通常用和表示，并稱它們是互相正交的。調(diào)制后的兩路信號相加得到輸出信號x(t)，表示為：調(diào)制器解調(diào)器返回2001年9月--12月19*目前十九頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點正交幅度調(diào)制與解調(diào)原理（續(xù)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(jié)果為：濾除2c分量，得到解調(diào)輸出a(t)。

輸入信號x(t)與相乘的結(jié)果為：濾除2c分量，得到解調(diào)輸出b(t)。解調(diào)原理：2001年9月--12月20*目前二十頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點數(shù)字信號調(diào)幅

當用數(shù)字信號對載波進行幅度調(diào)制時，稱為數(shù)字信號調(diào)幅，也稱為幅度鍵控，簡記為ASK。

一般情況下，數(shù)字信號為一隨機脈沖序列，并表示為：式中，為隨機變量，對二進制數(shù)字信號，它可取0，1兩種數(shù)值。是碼元波形，它可以是矩形脈沖波形，也可以是升余弦脈沖、鐘形脈沖或抽樣脈沖等波形。

通常，數(shù)字信號中含有直流分量和豐富的低頻分量。

為了在具有帶通特性的信道內(nèi)傳送，必須進行調(diào)制。在數(shù)字信號調(diào)幅中，多用殘留邊帶調(diào)幅方式。2001年9月--12月21*目前二十一頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點AM發(fā)射機調(diào)制信號源帶通濾波器前置放大器調(diào)制信號驅(qū)動器RF載波振蕩器緩沖放大器載波驅(qū)動器調(diào)制器帶通濾波器線性功率放大器帶通濾波器耦合網(wǎng)絡天線

2001年9月--12月22*目前二十二頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點超外差AM接收機方框圖音頻放大器檢波器中頻放大器帶通濾波器RF低噪聲放大器帶通濾波器天線揚聲器本地振蕩器統(tǒng)一調(diào)諧AGC控制靜噪~2001年9月--12月23*目前二十三頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點19KHz導頻38KHz副載波輔助信道調(diào)頻立體聲廣播的基帶信號頻譜2001年9月--12月24*目前二十四頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點舉例：實驗三調(diào)幅信號的解調(diào)電路同步檢波與二極管峰值包絡檢波是常用的兩種調(diào)幅波解調(diào)電路本實驗仍采用1496集成片來構(gòu)成解調(diào)器，電路如下圖所示。2001年9月--12月25*目前二十五頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點圖（a）用1496集成片來構(gòu)成解調(diào)器149635462001年9月--12月26*目前二十六頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點圖（b）二極管包絡檢波器782001年9月--12月27*目前二十七頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點本實驗仍采用1496集成片來構(gòu)成解調(diào)器。電路如圖（a）所示，載波信號經(jīng)電容加在⑧、⑩腳之間，相乘后的信號由12腳輸出，經(jīng)過、與組成的低通濾波器后，在解調(diào)輸出端得到恢復出來的調(diào)制信號。二極管包絡檢波器適合于解調(diào)含有較大載波分量的調(diào)幅信號它具有電路簡單，易于實現(xiàn)等優(yōu)點，本實驗電路如圖（b）所示，它主要由檢波二極管D及RC低通濾波器組成，由于它是利用二極管的單向?qū)щ娂癛C元件的充放電特性實現(xiàn)檢波的。因此，RC時間常數(shù)的選取很關鍵，若RC時間常數(shù)過大，則會產(chǎn)生對角切割失真，若RC時間常數(shù)過小，高頻分量會濾除不干凈，綜合考慮要求滿足下式：2001年9月--12月28*目前二十八頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點各種調(diào)幅方式的頻譜（a）標準調(diào)幅（b）抑制載波調(diào)幅（c）單邊帶調(diào)幅（d）殘留邊帶調(diào)幅返回1返回2返回32001年9月--12月29*目前二十九頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點抑制載波調(diào)幅電路返回2001年9月--12月30*目前三十頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點習題：6-5，6-6，6-92001年9月--12月31*目前三十一頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點應用MATLAB調(diào)制和解調(diào)演示程序

MATLAB的信號處理工具箱提供了一系列的函數(shù)可以實現(xiàn)對通信系統(tǒng)的仿真。運行演示程序可以觀察不同的調(diào)制方式下產(chǎn)生信號波形的區(qū)別，并且如果指定源信號為語音信號，可以單擊圖中的

play’按鈕聽到對應的聲音。運行這個程序可以在MATLAB的主界面中，單擊HelpExamplesandDemos,然后從彈出的MATLABDemos主控畫面的Toolboxes中，選擇SignalprocessingModulation,單擊run按鈕運行。1．選用單頻正弦波，觀察AM，AMSSB，F(xiàn)M，PM調(diào)制時，已調(diào)信號的區(qū)別？（載頻FC＝400Hz,采樣Fs=2000Hz）2．利用playmod按鈕，“聽出”上述四種調(diào)制時，已調(diào)信號的區(qū)別？（即是聽瞬時頻率變化時的聲音）2001年9月--12月32*目前三十二頁\總數(shù)三十五頁\編于十六點使用modulate函數(shù)編寫語音調(diào)制的程序（編寫1000Hz正弦信號幅度是1）參考程序：cd(c:\windows’)；

cd(media’)；Sound_data=Wavread(TheMicrosoftSound.wav’)；Display(播放原始信號’)；

Sound(Sound_data,2