五、模拟调制系统
调制基本概念
*调制
用调制信号（基带信号）去控制载波的参数，使载波参数按照调制信号的规律变化
调制目的
- 解决基带信号在信道中传输
- 解决多路复用传输，提高信道利用率
- 提高抗噪声能力，提高信号传输质量
模拟调制系统模型
- 调制信号
- 载波：周期性高频振荡信号，适合在信道中传送，模拟调制载波为正弦信号
- 已调信号
正弦载波
\[s(t)=A\cos(\omega_c t + \varphi_0)\]$A$振幅，$\omega_c$角频率，$\varphi_0$初始相位
调幅灵敏度
幅度调制原理
已调信号$s_m(t) = m(t) \cos (\omega_c t)$
发送滤波器$h(t)$控制产生不同的调幅波
DSB-SC
$h(t)$为BPF，$B_{DSB}=B_{BPF}=2f_H$
$s_{DSB}(t) = m(t) \cos (\omega_c t)$
*特点
- 信道利用率低
- 节省载波发射功率
- 包络失真，不能包络检波，只能相干解调
AM
$h(t)$为BPF，$B_{AM}=2f_H$
$s_{AM}(t) = [A_0+m(t)] \cos(\omega_c t)$，$A_0 \geq \max |m(t)|$
调幅系数
\[m_0 = \frac{\max s(t) - \min s(t)}{\max s(t) + \min s(t)}\]若$\max m(t) = - \min m(t) = A_m$ \(m_0 = \frac{A_m}{A_0}\)
调制效率
$\eta_{AM} = 边带功率/平均功率 = P_s/(P_c + P_s)$
$P_c = A_0^2/2$，$P_s = \overline{m^2(t)}/2$
满调制
$A_0 = \max |m(t)|$时，$\eta_{AM}$取最大值，称为满调制
SSB
节省一半传输频带，节省发送功率
边带滤波法
- $h(t)$为LPF/BPF时提取下边带
- $h(t)$为HPF/BPF时提取上边带
*调幅信号的解调
相干解调
适用于所有类型的幅度调制系统，相干载波要与调制载波同步
不考虑噪声影响，信号无失真传输
相干解调成立条件：同频同相
不同相时有衰减
- DSB：$m_o(t)=m(t)/2$
- AM：$m_o(t)=m(t)/2$
- SSB：$m_o(t)=m(t)/4$
包络检波
适用于已调信号包络与调制信号的形状完全相同的情况下的解调，结构简单，用于AM解调，$m_o(t)=m(t)$
频分复用及应用
目的是同时传输多路信号，分占不同频段，提高信道利用率
*多路载波电话系统
采用SSB调制，频分复用技术来节省传输频带
每路电话信号限带300～3400Hz（$f_m$=3.1KHz），SSB调制后，为便于接收，另加900Hz保护频带（$f_g$=0.9KHz），因此每路载波电话取4KHz作为标称带宽
