调制简介—定义 目的
线性调制（幅度调制）原理
线性调制系统的抗噪声性能
非线性调制（角度调制）原理
各种模拟调制系统的性能比较
频分复用（FDM）
调制定义
把信号形式转换成适合在信道中传输的一种过程。
载波调制
用调制信号控制载波参数，是载波的某一个或者某几个参数按照调制的规律变化。
调制作用目的
进行频谱搬移，匹配信道特性，减小天线尺寸；实现多路复用，提高信道利用率；改善系统性能（有效性、可靠性）；实现频率分配 。
幅度调制（线性调制）原理
幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。
载波
幅度调制信号
设调制信号m(t)的频谱
由上述公式可见，在波形上，幅度已调信号的幅度随基带信号的规律而呈正比的变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号的频谱在频域内的简单搬移。
5.1.1调幅
标准调幅是双边带调制 AM Amplitude Modulation
调制信号的平均值为0，将其叠加一个直流偏量后与载波相乘得到调幅信号。
AM信号的特点
1、时，AM波的包络正比于调制信号m(t)，故可采用包络检波;否则出现“过调幅”现象，包络检波失真，相干解调。
2、AM的频谱由载频分量、上边带和下边带组成。
3、AM传输带宽是调制信号带宽的两倍，即
4、AM的优势在于接收机简单，广泛用于中短调幅广播。
AM信号的缺点
AM信号功率
为载波功率，为边带功率
调制效率：有用功率（用于传输有用信息的边带功率）占信号总功率比例（较低）
5.1.2双边带调制（DSB-SC）
抑制载波双边带信号将AM调制模型去掉，时域表达式
DSB频谱与AM相近，只是没有在处的载波分量
DSB信号的特点
包络不再与m(t)成正比；当m(t)改变符号时载波相位反转，故不能采用包络检波，需相干解调。
无载频分量，只有 上、下 边带。
带宽与AM的相同：
调制效率100%，即功率利用率高。
主要用作SSB、VSB的技术基础，调频立体声中的差信号调制等。
5.1.3单边带调制SSB
双边带信号一个边带滤除：滤波法、相移法。
滤波法
原理：先行成DSB信号，边带滤波形成上边带和下边带信号。要求滤波器在载频处有陡峭截止特性。
相移法
SSB信号的特点
频带利用率高，其传输带宽仅为AM的一半，低功耗，不需要载波和另一个边带。设备复杂存在技术难点，需要相干解调。
5.1.4残留边带调制VSB
介于SSB与DSB折中方式，即克服了DSB信号的占用频带的缺点，又解决了SSB信号实现的困难。
残留边带滤波器的特性在处必须具有互补对称特性，相干解调时才能无失真地从残留边带信号中恢复调制信号。
VSB所需带宽仅比SSB增加一点，却换来了电路简单。
相干解调与包络检波
相干解调
接收端必须提供一个与接收的已调信号载波严格同步（同频同相）的本地载波，它与接收到的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频分量，即原始调制信号。
包络检测
插入载波包络检波法
插入很强载波，使之称为AM信号，则可用包络检波器恢复信号。
5.2线性调制系统的抗噪声性能
制度增益：输出信噪比和输入信噪比的比值
5.2.2DSB调制系统性能
DSB信号使信噪比改善一倍。相干解调使输入噪声中的一个正交分量被消除。
5.2.3SSB调制系统的性能
相干解调过程中，信号和噪声的正交分量均被抑制，故信噪比没有改善。
5.2.4AM保罗检波的性能
大信噪比情况 输入信号幅度远大于噪声幅度
小信噪比情况
输出信噪比低于门限值时，信号被扰乱成噪声，导致输出信噪比急剧恶化--门限效应。有包络检波器的非线性解调作用引起。
5.3角度调制原理
FM频率调制 PM相位调制
5.3.1角度调制的基本概念
一般表达式
载波恒定振幅
信号瞬时相位
相对于载波相位的瞬时相位偏移
信号瞬时角频率
相对于载频的瞬时频偏
PM指瞬时相位偏移随调制信号m(t)作线性变化，即
为相位灵敏度
FM指瞬时频率偏移随调制信号m(t)成比例变化，即
为调频灵敏度
此时相位偏移
单音调制FM与PM
设调制信号为单一频率正弦波
调相指数(最大相位偏移)
调频指数(最大相位偏移)
最大角频偏
最大频偏
不知m(t)形式，不能判断已调信号时PM还是FM
窄带调频、宽带调频
调频信号带宽
调频信号将原来载波功率中的一部分分配给每个边频分量。
5.3.4调频信号的产生与解调
直接调频
VCO压控振荡器振荡频率正比与控制电压。
锁相环PLL:晶振 PD相位检测器 LF环路滤波器 VCO
间接调频
积分 ⤑ 调相(NBFM) ⤑ n次倍频 ⤑ WBFM
非相干解调
鉴频器：频率-电压转换 鉴频灵敏度
微分器：把 调频波 变成 幅度和频率 都随调制信号变化的 调幅调频波。
包络检波器：检测幅度变化、滤去直流。
限幅器：消除噪声和其他原因引起的调频波幅度起伏。
带通滤波器BPF：让调频信号顺利通过，滤除带外噪声和高次谐波分量。
相干解调
与线性调制中相干解调一样，要求本地载波与调制载波同步。
5.4调频系统的抗噪声性能
大信噪比的解调增益
加大调制指数，改善抗噪声性能，以带宽换取信噪比。
小信噪比
门限效应
降低门限值
预加重：人为地提升调制信号的高频分量，以抵消去加重的影响。
去加重：将调制频率高频端的噪声衰减，时总的噪声功率减少。
5.5 各种模拟调制系统的比较
5.6 频分复用 ( FDM )
复用是解决如何利用一条信道同时传输多路信号的技术，其目的是为了充分利用信道的频带或时间资源。
频分复用是一种按频率划分信道的复用方式