北邮通信原理PPT第4讲.ppt

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1、第四章模拟调制与PCM简单原理电磁波在信道传输中，存在信道的频率选择特性和信号在传输过程中能量的损耗问题，需要对信号源的消息信号进行处理，使其变为适合信道传输的形式，这一过程即为调制过程信号源的信息含有直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号基带信号往往不能作为传输信号，必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输。这个信号叫做已调信号，而基带信号叫做调制信号一、信号的调制调制是通过改变高频载波即用消息的载体信号的幅度、相位或者频率，使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的，即：按原始电信号的变化规律去改变载波某些参量的过程解调则是将基带

2、信号从载波中提取出来以便接收者（也称为信宿）处理和理解的过程调制的目的：进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而提高系统信息传输的有效性和可靠性二、调制的方式线性调制：调制后信号的频谱为调制信号频谱的平移及线性变换，比如幅度调制非线性调制：已调信号与输入调制信号之间不存在上述的对应关系，比如模拟角调制模拟调制，连续波调制，用连续变化的信号去调制一个高频载波角度调制(Angularmodulation)相位调制（调相）(Phasemodulation,PM)频率调制（调频）(Frequencymodulation,FM)幅度调制（调幅）(Amplitud

3、emodulation,AM)双边带调制(Double-sidebandmodulation,DSB)单边带调制(Single-sidebandmodulation,SSB)残余边带调制(Vestigial-sidebandmodulation,VSB)数字调制，用数字信号对高频载波进行调制振幅键控调制(Amplitude-shiftkeying,ASK)相位键控调制(Phase-shiftkeying,PSK)频率键控调制(Frequency-shiftkeying,FSK)正交频分多路复用调制(Orthogonalfrequencydivisionmultiple

4、xing,OFDM)脉冲调制，用脉冲序列作为载波脉冲幅度调制(PulseAmplitudemodulation,PAM)脉宽调制(PulseDurationModulation,PDM)脉位调制(PulsePositionModulation,PPM)脉冲编码调制(PulseCodeModulation,PCM)三、模拟调制——幅度调制一般来说调制信号的载波为高频的正弦信号，形式如下：为便于分析，一般假设载波初始相位为0：用调制信号去控制高频载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程常规双边带调制的方法假设消息信号为m(t)消息信号在被调制之前，先对其添加一个直流分量

5、A，使其变为A+m(t)幅度调制是用载波的振幅变化来反映调制信号的信息，在调制时将载波与消息信号相乘，则消息信号就可以控制载波的振幅则已调信号为：其中a称为调制因子从上图可以知道，载波的包络线反映了消息信号，所以在接收端可以通过包络检测技术就可以恢复出包络抑制载波双边带调制在抑制载波双边带调制中，输出的已调信号的包络与输入调制信号成正比，假设调制信号为m(t)，则输出的已调信号为：时域图已调信号的频谱，假设调制信号的傅里叶变换为M(f)，其带宽为W，则：频域图：接收端收到已调信号后，将其与相乘，即：四、模拟调制——角调制线性调制不同，已调信号频谱不再是原调制信号频谱的

6、线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分，故又称为非线性调制角度调制可分为频率调制（FM）和相位调制（PM）。即载波的幅度保持不变，而载波的频率或相位随基带信号变化相位调制的基本概念角度调制中载波的一般表达式为其中幅度、角频率和相位这三个参数都可以用来携带信息构成已调制信号。当幅度和角频率不变，而瞬时相位偏移是调制信号x(t)的线性函数时，这种调制方式称为相位调制其中称为相移常数，取决于具体实现电路的一个比例常数，反应电路的调制敏感度调相信号可表示为（起始相位为0）：瞬时相位偏移为：则瞬时相位为：频率调制的基本概念如果载波幅度不变，起始相位为

7、0，而瞬时角频率偏移是调制信号的线性函数，则这种调制方式称为频率调制瞬时角频率偏移为：其中为频偏常数。瞬时角频率假设有余弦函数其中是余弦函数的角度，即上式两端对t求导即为角度变化的速率：也就是角频率则可以有如下推断：调频信号可表示为：对比调相信号与调频信号五、模拟信号的数字传输数字通信系统具有许多优点而成为当今通信的发展方向然而自然界的许多信息经各种传感器感知后都是模拟量，例如电话、电视等通信业务，其信源输出的消息都是模拟信号若要利用数字通信系统传输模拟信号，一般需三个步骤：把模拟信号数字化，即模数转换（A/D）；进行数字方式传输；把数字信号还原为模