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(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的缺點(diǎn)不能充分利用發(fā)射機(jī)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(shí)還會(huì)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(shí)域表示式（單頻調(diào)制）：調(diào)幅時(shí)不發(fā)射載波。2001年9月--12月1*目前一頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)抑制載波調(diào)幅（續(xù)）（2）抑制載波調(diào)幅信號(hào)的波形圖：返回2001年9月--12月2*目前二頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)抑制載波調(diào)幅波的特點(diǎn)

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

調(diào)制信號(hào)是正值時(shí)的載波相位與調(diào)制信號(hào)是負(fù)值時(shí)的載波相位是反相的。

已調(diào)信號(hào)的幅度仍隨調(diào)制信號(hào)變化，但其包絡(luò)不能反映調(diào)制信號(hào)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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)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(shí)現(xiàn)抑制載波調(diào)幅的電路：乘法器實(shí)現(xiàn)：差分對(duì)模擬乘法器四個(gè)二極管環(huán)形乘法器低通濾波器載波恢復(fù)2001年9月--12月4*目前四頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)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(hào)為：經(jīng)平方器后得：經(jīng)帶通濾波器取出上式中第二項(xiàng)，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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)抑制載波調(diào)幅（續(xù)5）①④③②⑧⑩⑥12載波信號(hào)入調(diào)制信號(hào)入145舉例1：標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制和抑制載波調(diào)幅。2001年9月--12月6*目前六頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)抑制載波調(diào)幅（續(xù)6）載波信號(hào)入：調(diào)制信號(hào)入：輸出信號(hào)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(biāo)準(zhǔn)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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)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(jī)的功率傳遞信息。但它是雙邊帶信號(hào)，所占帶寬仍為調(diào)制信號(hào)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(gè)邊帶就夠了，只傳送一個(gè)邊帶的調(diào)幅信號(hào)稱(chēng)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(jiǎn)記為SSBAM既可充分利用發(fā)射機(jī)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(shí)現(xiàn)這種調(diào)幅方式的調(diào)制和解調(diào)技術(shù)比較復(fù)雜。2001年9月--12月8*目前八頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)單邊帶調(diào)幅（續(xù)1）（1）單邊帶調(diào)幅的時(shí)域表示式為了求得SSBAM信號(hào)的時(shí)域表示式，對(duì)SSBAM信號(hào)的頻譜函數(shù)進(jìn)行逆傅立葉變換。令表示為：并假定調(diào)制信號(hào)的最高頻率。根據(jù)逆傅立葉變換公式，可得SSBAM信號(hào)的時(shí)域表示式為：一個(gè)取上邊帶的SSBAM信號(hào)的時(shí)域表示式可記為

：稱(chēng)為的希爾伯特（Hilbert）變換。（見(jiàn)P340）

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

：

若調(diào)制信號(hào)為一單頻余弦信號(hào)，對(duì)載波進(jìn)行單邊帶調(diào)幅。（本例中取上邊帶）：

單邊帶調(diào)幅信號(hào)的幅度包絡(luò)不反映調(diào)制信號(hào)的波形。

對(duì)單邊帶調(diào)幅信號(hào)，只能使用同步解調(diào)方法。2001年9月--12月10*目前十頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)（2）實(shí)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(gè)邊帶。帶通濾波器SSBAM

改進(jìn)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(diǎn)：當(dāng)調(diào)制信號(hào)中含有低頻分量而載頻較高時(shí)，濾波器的實(shí)現(xiàn)困難－－因?yàn)閮蓚€(gè)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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)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(wèn)題：提高SSBAM載頻能否用倍頻法？逐級(jí)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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)單邊帶調(diào)幅（續(xù)5）

相移法：另一種實(shí)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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)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(hào)中，既無(wú)載波分量，其包絡(luò)也不反映調(diào)制信號(hào)的波形。只能用同步解調(diào)方法。而且SSBAM對(duì)載波恢復(fù)要求更為嚴(yán)格必須與發(fā)射載頻同頻同相才能實(shí)現(xiàn)無(wú)失真解調(diào)。

為了實(shí)現(xiàn)同步解調(diào)，通常，采用方法：

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

在本地產(chǎn)生一個(gè)頻率為的振蕩。當(dāng)然，它不可能與發(fā)送信號(hào)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(gè)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(hào)時(shí)，如果頻率差在幾赫茲以?xún)?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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)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(fù)雜。不適于傳送帶有直流分量的信號(hào)（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(jiǎn)記為VSBAM。

在VSBAM方式中，不是將一個(gè)邊帶完全濾除，而是保留一部分。下圖所示為VSBAM信號(hào)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(shí)又將被傳送邊帶抑制掉一部分，故稱(chēng)其為殘留邊帶。為了保證信號(hào)無(wú)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(yīng)滿(mǎn)足互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)關(guān)系－－實(shí)現(xiàn)斜切濾波器。2001年9月--12月15*目前十五頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)殘留邊帶調(diào)幅（續(xù)1）

廣播電視系統(tǒng)的圖象部分應(yīng)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(shí)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(mǎn)足互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)關(guān)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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)殘留邊帶調(diào)幅的解調(diào)

對(duì)不含載波分量的VSBAM信號(hào)的解調(diào)只能采用同步解調(diào)的方法。為了恢復(fù)本地載波信號(hào)可以用在VSBAM信號(hào)中加導(dǎo)頻的方法，也可采用DSBAM類(lèi)似的非線性變換方法。

在容許一定失真情況下，對(duì)含有大載波分量的VSBAM信號(hào)可以使用峰值包絡(luò)檢波器解調(diào)，從而可大大簡(jiǎn)化解調(diào)電路。

在調(diào)制信號(hào)中含有直流分量時(shí)，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(shí)現(xiàn)。

VSBAM所占帶寬比單邊帶略寬，基本具有SSBAM的優(yōu)點(diǎn)。2001年9月--12月17*目前十七頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)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(fù)用技術(shù)，一般是指利用兩個(gè)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(shí)傳送兩路互相獨(dú)立的信號(hào)的一種調(diào)制方式。

這種調(diào)制方式的已調(diào)信號(hào)所占頻帶僅為兩路信號(hào)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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)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(dú)立的信號(hào)a(t)和b(t)分別調(diào)制角頻率為c的兩個(gè)互相差90度的正弦波，通常用和表示，并稱(chēng)它們是互相正交的。調(diào)制后的兩路信號(hào)相加得到輸出信號(hào)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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)正交幅度調(diào)制與解調(diào)原理（續(xù)1）

輸入信號(hào)x(t)被兩個(gè)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(hào)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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)數(shù)字信號(hào)調(diào)幅

當(dāng)用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行幅度調(diào)制時(shí)，稱(chēng)為數(shù)字信號(hào)調(diào)幅，也稱(chēng)為幅度鍵控，簡(jiǎn)記為ASK。

一般情況下，數(shù)字信號(hào)為一隨機(jī)脈沖序列，并表示為：式中，為隨機(jī)變量，對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，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(hào)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(jìn)行調(diào)制。在數(shù)字信號(hào)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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)AM發(fā)射機(jī)調(diào)制信號(hào)源帶通濾波器前置放大器調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)器RF載波振蕩器緩沖放大器載波驅(qū)動(dòng)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(luò)天線

2001年9月--12月22*目前二十二頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)超外差A(yù)M接收機(jī)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(yáng)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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)19KHz導(dǎo)頻38KHz副載波輔助信道調(diào)頻立體聲廣播的基帶信號(hào)頻譜2001年9月--12月24*目前二十四頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)舉例：實(shí)驗(yàn)三調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)電路同步檢波與二極管峰值包絡(luò)檢波是常用的兩種調(diào)幅波解調(diào)電路本實(shí)驗(yàn)仍采用1496集成片來(lái)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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)圖（a）用1496集成片來(lái)構(gòu)成解調(diào)器149635462001年9月--12月26*目前二十六頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)圖（b）二極管包絡(luò)檢波器782001年9月--12月27*目前二十七頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)仍采用1496集成片來(lái)構(gòu)成解調(diào)器。電路如圖（a）所示，載波信號(hào)經(jīng)電容加在⑧、⑩腳之間，相乘后的信號(hào)由12腳輸出，經(jīng)過(guò)、與組成的低通濾波器后，在解調(diào)輸出端得到恢復(fù)出來(lái)的調(diào)制信號(hào)。二極管包絡(luò)檢波器適合于解調(diào)含有較大載波分量的調(diào)幅信號(hào)它具有電路簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)檢波的。因此，RC時(shí)間常數(shù)的選取很關(guān)鍵，若RC時(shí)間常數(shù)過(guò)大，則會(huì)產(chǎn)生對(duì)角切割失真，若RC時(shí)間常數(shù)過(guò)小，高頻分量會(huì)濾除不干凈，綜合考慮要求滿(mǎn)足下式：2001年9月--12月28*目前二十八頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)各種調(diào)幅方式的頻譜（a）標(biāo)準(zhǔn)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(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)抑制載波調(diào)幅電路返回2001年9月--12月30*目前三十頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)習(xí)題：6-5，6-6，6-92001年9月--12月31*目前三十一頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)應(yīng)用MATLAB調(diào)制和解調(diào)演示程序

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

play’按鈕聽(tīng)到對(duì)應(yīng)的聲音。運(yùn)行這個(gè)程序可以在MATLAB的主界面中，單擊HelpExamplesandDemos,然后從彈出的MATLABDemos主控畫(huà)面的Toolboxes中，選擇SignalprocessingModulation,單擊run按鈕運(yùn)行。1．選用單頻正弦波，觀察AM，AMSSB，F(xiàn)M，PM調(diào)制時(shí)，已調(diào)信號(hào)的區(qū)別？（載頻FC＝400Hz,采樣Fs=2000Hz）2．利用playmod按鈕，“聽(tīng)出”上述四種調(diào)制時(shí)，已調(diào)信號(hào)的區(qū)別？（即是聽(tīng)瞬時(shí)頻率變化時(shí)的聲音）2001年9月--12月32*目前三十二頁(yè)\總數(shù)三十五頁(yè)\編于十六點(diǎn)使用modulate函數(shù)編寫(xiě)語(yǔ)音調(diào)制的程序（編寫(xiě)1000Hz正弦信號(hào)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(hào)’)；

Sound(Sound_data,2