调幅(AM)与双边带(DSB)调制

电工技术 3年前 (2024) aysz01
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  幅度调制:是正弦波的幅度随调制信号调幅(AM)与双边带(DSB)调制线性变化。
  幅度调制信号一般模型为

 调幅(AM)与双边带(DSB)调制

图1 幅度调制器的一般模型

   4.2.1 调幅波的时域分析(时间表达式和时间波形)
  定义:载波的幅度随调制信号调幅(AM)与双边带(DSB)调制线性变化。
  由标准调幅的定义可以得出标准调幅的模型,如图4.2.2所示。 调幅(AM)与双边带(DSB)调制 图4.2.2 标准调幅的模型   AM信号的时域表示式 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   通常,设调幅(AM)与双边带(DSB)调制。
  AM信号的时域波形 调幅(AM)与双边带(DSB)调制 图4.2.3 AM时域波形   由波形知AM信号的特点:
  ⑴ 幅度调制:将已调波AM信号与调制信号相比,AM信号的包络是随调制信号调幅(AM)与双边带(DSB)调制线性变化。
  ⑵ 频率未变:将已调波AM信号与载波相比,AM信号的频率与载波相同,也就是说,载波仅仅是幅度受到了调制,频率没有发生变化。
  ⑶ 线性调幅的条件 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   在调幅(AM)与双边带(DSB)调制情形下,AM信号的包络随调制信号呈线性关系变化,此时是线性调幅。线性调幅的AM信号的包络中携带了基带信号的全部信息。当调幅(AM)与双边带(DSB)调制时,AM信号的包络和调制信号相比,不再呈线性关系变化,此时仍然是调幅信号,但不是线性调幅。 调幅(AM)与双边带(DSB)调制 图4.2.4 临界调幅与过调幅AM信号时域波形   通常,我们称这种现象为过调现象,也称这种情况下的调制为过调制。
  为了衡量标准调幅的调制程度,定义AM信号的调制指数 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   线性调幅的条件为调幅(AM)与双边带(DSB)调制,当调幅(AM)与双边带(DSB)调制时出现过调幅。
  4.2.2 调幅波的频谱
  AM信号的频域表示式为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   绘出AM频谱图如图4.2.5所示。 调幅(AM)与双边带(DSB)调制 图4.2.5 AM信号的频谱   AM信号频谱特点:
  (1)上、下边带均包含了基带信号的全部信息。
  通常我们把图4.2.5(c)中的正频率高于调幅(AM)与双边带(DSB)调制和负频率低于调幅(AM)与双边带(DSB)调制的频谱合称为上边带(USB);
  正频率低于调幅(AM)与双边带(DSB)调制和负频率高于调幅(AM)与双边带(DSB)调制的频谱合称为下边带( LSB)。
  可见,上、下边带均包含了基带信号的全部信息。无论是线性调幅还是过调幅,AM信号的上、下边带都均包含了基带信号的全部信息。
  (2)幅度减半,带宽加倍。 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   (3)线性调制。比较调制信号的频谱与AM信号的频谱,可以发现,AM信号频谱中的边带频谱是由调制信号的频谱经过简单的线性搬移到调幅(AM)与双边带(DSB)调制和调幅(AM)与双边带(DSB)调制两侧构成的。在这个频谱搬移过程中,没有新的频率分量产生。因此,该调制为线性调制。
  4.2.3 调幅波的功率分配与效率
  AM信号的时间表达式 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   第一项代表载波分量,第二项代表边带分量,该项包含的有用信号调幅(AM)与双边带(DSB)调制,携带基带信号的信息。
  AM信号在1Ω负载电阻上的功率为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   式中:调幅(AM)与双边带(DSB)调制为载波功率 调幅(AM)与双边带(DSB)调制为边带功率   可见,AM信号的功率由载波功率和边带功率两部分组成,其中边带功率为有用信号功率。
  我们将边带功率与AM信号总功率之比定义为标准调幅的调制效率,即 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   当调幅(AM)与双边带(DSB)调制为正弦波时,调幅(AM)与双边带(DSB)调制最大为33.3%。
  调幅(AM)与双边带(DSB)调制的最大值发生在调制信号调幅(AM)与双边带(DSB)调制是幅度为A的方波情况下,最大能达到50%。
  4.2.4 调幅波的解调
  把调制信号调幅(AM)与双边带(DSB)调制从调幅(AM)与双边带(DSB)调制无失真地恢复出来的过程叫解调(或检波)。
  显然,解调是调制的逆过程,它是从已调波中还原出调制信号的过程。
  AM信号有两种解调方法:相干解调和非相干解调。
  重点介绍:非相干解调(包络检波) 调幅(AM)与双边带(DSB)调制 图4.2.6 包络检波器   包络检波器的输入、输出信号如图4.2.7所示。 调幅(AM)与双边带(DSB)调制 图4.2.7包络检波器输入、输出信号   适当选择包络检波器元件参数,并且在调幅(AM)与双边带(DSB)调制的前提下,将AM信号加入到包络检波器中,其输出为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   4.2.5 双边带调幅(抑制载波双边带调制DSBSC)
  抑制载波双边带调制就是将AM信号中的载波分量抑制掉,仅发送边带分量。
  1. DSB信号的时域分析
  时域表达式为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   双边带信号的数学模型为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制 图4.2.8 双边带数学模型   双边带信号的波形如图4.2.9所示。 调幅(AM)与双边带(DSB)调制 图4.2.9 DSB信号的波形   2. DSB信号的时域分析
  DSB信号的频域表示式 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   DSB信号的频谱如图4.2.10所示。 调幅(AM)与双边带(DSB)调制 图4.2.10双边带信号的频谱图   DSB信号的带宽 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   DSB信号的功率 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   显然,DSB信号的功率仅由边带功率构成。因此,DSB信号的调制效率为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   3.DSB信号的相干解调
  解调模型如图4.2.12所示 调幅(AM)与双边带(DSB)调制 图4.2.12 相干解调器   解调原理
  a) 时域分析
  若接收到的已调信号为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   本地载波调幅(AM)与双边带(DSB)调制   乘法器的输出信号为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   经截止频率为调幅(AM)与双边带(DSB)调制的低通滤波器滤去高频分量得到 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   4.同步误差的影响
  ⑴ 频率误差的影响
  若收到的DSB信号为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   而本地载波为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   即本地载波与发送端载波之间频率相差调幅(AM)与双边带(DSB)调制,这时乘法器的输出为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   经低通滤波器后,上式第二项是频谱在调幅(AM)与双边带(DSB)调制附近的高频分量,被滤除掉,这时同步检波的输出为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   为了得到满意的话音传输,通常要求调幅(AM)与双边带(DSB)调制。
  ⑵ 相位误差的影响
  若收到的DSB信号为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   而本地载波为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   即本地载波与发送端载波同频不同相,相位差为调幅(AM)与双边带(DSB)调制,这时乘法器的输出为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   上式第二项是频谱在调幅(AM)与双边带(DSB)调制附近的高频分量,将被低通滤波器滤掉,因此,此时同步检波器的输出为 调幅(AM)与双边带(DSB)调制   由于调幅(AM)与双边带(DSB)调制是固定值,解调后输出信号的幅度减小,而不会产生失真;
  如果调幅(AM)与双边带(DSB)调制,则输出为零。
  当调幅(AM)与双边带(DSB)调制时,不仅输出信号幅度受到衰减,而且符号也要改变。

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