2 设计要求
画出以下三种情况下调制信号、已调信号、解调信号的波形、频谱以及解调器输入输出信噪比的关系曲线;
1)调制信号幅度=0.8×载波幅度;
2)调制信号幅度=载波幅度;
3)调制信号幅度=1.5×载波幅度。
3 设计基本原理
所谓调制,就是按调制信号的变化规律去改变某些参数的过程。调制的载波可以分为两类:用正弦信号作载波;用脉冲串或一组数字信号作为载波。最常用和最重要的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。
幅度调制是正弦型载波的幅度随调制信号变化的过程。设正弦载波为
式中 ——载波角频率
——载波的初相位
A——载波的幅度
那么,幅度调制信号(已调信号)一般可表示为
式中,m(t)为基带调制信号。
在通信系统中,如果采用抑制双边带的来实现信号的调制则它的好处是,节省了载波发射功率,调制效率高;调制电比较简单,仅由一个乘法器就可以实现,其缺点是,占用的频带宽,是基带信号的两倍。此外,考虑到由于DSB信号的上、下两个边带是完全对称的,皆携带了调制信号的全部信息,因此,从信息传输的角度来考虑,仅传输其中一个边带就够了。这就又演变出另一种新的调制方式――单边带调制(SSB),单边带调幅,单边带调幅方式的时域表达式比较复杂,有上边带(USB)和下边带(SSB)两种方式,表达式分别如下:
S (t)= m(t)cosw t- m( )sinw t
S (t)= m(t)cosw t+m ( )sinw t
因而可得到无失真的调制信号。
3.1 SSB信号的产生
3.1.1用滤波法形成SSB信号
图1 SSB信号的滤波法产生
用如图1所示,图中的 为单边带滤波器。产生SSB信号最直观的方法是,将 设计成具有理想高通特性 或理想低通特性 的单边带滤波器,从而只让所需的一个边带通过,而滤除另一个边带。产生上边带信号时 即为 ,产生下边带信号时 即为 。3.1.2用相移法形成SSB信号
可以证明,SSB信号的时域表示式为式中,“-”对应上边带信号,“+”对应下边带信号; 表示把 的所有频率成分均相移 ,称 是 的希尔波特变换,如图1.1.2所示。图中, 为希尔伯特滤波器,它实质上是一个宽带相移网络,对 中的任意频率分量均相移 。希尔伯图2移相法产生SSB信号
3.2 SSB信号的解调
从SSB信号调制原理图中不难看出,SSB信号的包络不再与调制信号 成正比,因此SSB信号的解调也不能采用简单的包络检波,需采用相干解调。采用 图3 SSB信号的同步解调经低通滤波后的解调输出为