hjr-通信原理(二):模拟信号模拟载波调制

上一节说完了一些基本概念与数字信号基带传输

本节说一下其余4点

(1)模拟信号模拟载波调制

(2)模拟信号数字载波编码

(3)数字信号模拟载波调制

(4)数字信号数字载波编码

先说几个名词:

谱包络:波形振幅顶点连成平滑的曲线就是谱包络

调制与检波:所谓调制就是把载波与基带信号相乘,得到一个新的波形

至于检波就是根据相乘后的波形恢复出原基带信号的波形(检波分为同步检波和包络检波)(同步指的是用同频同相,包络见上)

基带信号又称为调制信号

基带信号与载波相乘后的信号成为已调信号

(1)模拟调制主要分为线性调制与非线性调制

线性:调幅

非线性:调频、调相

1、线性调制

调幅(AM)

hjr-通信原理(二):模拟信号模拟载波调制_第1张图片

可以看到左侧第四个图的包络就是基带信号,这就是包络检波

基带信号是sin信号是交流,加上一个直流分量A0后与载波相乘,得到的Sam(t)的谱包络就是基带信号的波形

也可以看出m(t)振幅最大值需要小于等于A0,否则包络检波会发生失真,但是可以用同步检波

下面观看右侧的两幅图,调制信号与已调信号的频谱图(频率-幅度曲线)

首先已调信号的频谱图有两个,上边带和其镜像下边带,还有中间那一块载频分量

调制信号与上边带、下边带频谱结构相同,因此已调信号是带有载波分量的双边带信号,它的带宽是基带信号带宽的2倍

双边带调制

hjr-通信原理(二):模拟信号模拟载波调制_第2张图片

这个就是双边带调幅,可以看到唯一的区别就是没有直流分量A0了,还有DSB不能用包络检波,但可以用相干检波

并且右侧第二张频谱图,可以得出上边带与下边带是一样的,因此用一个边带就足够了,这也被成为单边带调制

单边带调制

hjr-通信原理(二):模拟信号模拟载波调制_第3张图片

具体实现是,先求出双边带信号,使用一个滤波器滤除下边带,保留上边带

至于相干载波是什么:

接收端提供一个与接收的已调载波严格同步(同频同想相)的本地载波(称为相干载波),它与接收的已调信号相乘后

经低通滤波器取出低频分量,即可以得到原始的基带调制信号”

下面说一个比较重要的概念,之前的香农公式也有用到

信噪比=S/N(db)

S:信号功率

N:噪声功率谱密度(功率谱密度:每单位频率波携带的功率(W/HZ))

制度增益 = 输出信噪比/输入信噪比

DSB制度增益是SSB的2倍

不过需要注意的是DSB(双边带调制)与SSB(单边带调制)的性能是相等,因为两者的输出信噪比是在不同条件下得到的

如果N,S,B(带宽),相同,则这两者输出信噪比相等,所以两者性能相同

当上文说了SSB带宽是DSB的一半,所以SSB应用更广泛

下面再说一个重要概念

门限效应

所谓门限效应,就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后,检波器的输出信噪比出现急剧恶化的一种现象,

信号采用包络检波法解调在小信噪比的情况下,解调器输出端没有单独的信号项,会把有用信号扰乱成随机噪声

其本质上是由于包络检波器的非线性解调作用引起的,相干解调不存在门限效应

2、非线性调制

调频和调相,载波的幅度都保持恒定不变,而频率和相位的变化都表现为载波瞬时相位的变化,故把调频和调相统称为角度调制

角度调制与幅度调制不同的是,已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移,而是频谱的非线性变化

由于会产生于频谱搬移不同的新的频率成分,故又称非线性调制




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