
幅度調制信號一般模型為
圖1 幅度調制器的雙邊一般模型
4.2.1 調幅波的時域分析(時間表達式和時間波形)
定義:載波的幅度隨調制信號線性變化。
由標準調幅的調幅帶D調制定義可以得出標準調幅的模型,如圖4.2.2所示。雙邊 圖4.2.2 標準調幅的調幅帶D調制模型 AM信號的時域表示式
通常,設
。雙邊
AM信號的調幅帶D調制時域波形 圖4.2.3 AM時域波形 由波形知AM信號的特點:
?、?幅度調制:將已調波AM信號與調制信號相比,AM信號的雙邊包絡是隨調制信號線性變化。
?、?頻率未變:將已調波AM信號與載波相比,調幅帶D調制AM信號的雙邊頻率與載波相同,也就是調幅帶D調制說,載波僅僅是雙邊幅度受到了調制,頻率沒有發生變化。調幅帶D調制
?、?線性調幅的雙邊條件 在
情形下,AM信號的調幅帶D調制包絡隨調制信號呈線性關系變化,此時是線性調幅。線性調幅的AM信號的包絡中攜帶了基帶信號的全部信息。當
時,AM信號的包絡和調制信號相比,不再呈線性關系變化,此時仍然是調幅信號,但不是線性調幅。
圖4.2.4 臨界調幅與過調幅AM信號時域波形 通常,我們稱這種現象為過調現象,也稱這種情況下的調制為過調制。
為了衡量標準調幅的調制程度,定義AM信號的調制指數 線性調幅的條件為
,當
時出現過調幅。
4.2.2 調幅波的頻譜
AM信號的頻域表示式為 繪出AM頻譜圖如圖4.2.5所示。
圖4.2.5 AM信號的頻譜 AM信號頻譜特點:
?。?)上、下邊帶均包含了基帶信號的全部信息。
通常我們把圖4.2.5(c)中的正頻率高于和負頻率低于
的頻譜合稱為上邊帶(USB);
正頻率低于和負頻率高于
的頻譜合稱為下邊帶( LSB)。
可見,上、下邊帶均包含了基帶信號的全部信息。無論是線性調幅還是過調幅,AM信號的上、下邊帶都均包含了基帶信號的全部信息。
?。?)幅度減半,帶寬加倍。 ?。?)線性調制。比較調制信號的頻譜與AM信號的頻譜,可以發現,AM信號頻譜中的邊帶頻譜是由調制信號的頻譜經過簡單的線性搬移到
和
兩側構成的。在這個頻譜搬移過程中,沒有新的頻率分量產生。因此,該調制為線性調制。
4.2.3 調幅波的功率分配與效率
AM信號的時間表達式 第一項代表載波分量,第二項代表邊帶分量,該項包含的有用信號
,攜帶基帶信號的信息。
AM信號在1Ω負載電阻上的功率為 式中:
為載波功率
為邊帶功率 可見,AM信號的功率由載波功率和邊帶功率兩部分組成,其中邊帶功率為有用信號功率。
我們將邊帶功率與AM信號總功率之比定義為標準調幅的調制效率,即 當
為正弦波時,
最大為33.3%。
的最大值發生在調制信號
是幅度為A的方波情況下,最大能達到50%。
4.2.4 調幅波的解調
把調制信號從
無失真地恢復出來的過程叫解調(或檢波)。
顯然,解調是調制的逆過程,它是從已調波中還原出調制信號的過程。
AM信號有兩種解調方法:相干解調和非相干解調。
重點介紹:非相干解調(包絡檢波) 圖4.2.6 包絡檢波器 包絡檢波器的輸入、輸出信號如圖4.2.7所示。
圖4.2.7包絡檢波器輸入、輸出信號 適當選擇包絡檢波器元件參數,并且在
的前提下,將AM信號加入到包絡檢波器中,其輸出為
4.2.5 雙邊帶調幅(抑制載波雙邊帶調制DSBSC)
抑制載波雙邊帶調制就是將AM信號中的載波分量抑制掉,僅發送邊帶分量。
1. DSB信號的時域分析
時域表達式為 雙邊帶信號的數學模型為
圖4.2.8 雙邊帶數學模型 雙邊帶信號的波形如圖4.2.9所示。
圖4.2.9 DSB信號的波形 2. DSB信號的時域分析
DSB信號的頻域表示式 DSB信號的頻譜如圖4.2.10所示。
圖4.2.10雙邊帶信號的頻譜圖 DSB信號的帶寬
DSB信號的功率
顯然,DSB信號的功率僅由邊帶功率構成。因此,DSB信號的調制效率為
3.DSB信號的相干解調
解調模型如圖4.2.12所示 圖4.2.12 相干解調器 解調原理
a) 時域分析
若接收到的已調信號為 本地載波
乘法器的輸出信號為
經截止頻率為
的低通濾波器濾去高頻分量得到
4.同步誤差的影響
?、?頻率誤差的影響
若收到的DSB信號為 而本地載波為
即本地載波與發送端載波之間頻率相差
,這時乘法器的輸出為
經低通濾波器后,上式第二項是頻譜在
附近的高頻分量,被濾除掉,這時同步檢波的輸出為
為了得到滿意的話音傳輸,通常要求
。
?、?相位誤差的影響
若收到的DSB信號為 而本地載波為
即本地載波與發送端載波同頻不同相,相位差為
,這時乘法器的輸出為
上式第二項是頻譜在
附近的高頻分量,將被低通濾波器濾掉,因此,此時同步檢波器的輸出為
由于
是固定值,解調后輸出信號的幅度減小,而不會產生失真;
如果,則輸出為零。
當時,不僅輸出信號幅度受到衰減,而且符號也要改變。