調製簡介–定義 目的 分類
爲什麼要進行調製?一般的原始電信號具有低通的特性(即低於截止頻率的信號通過,高於截止頻率的信號不能通過),而大多數信道具有帶通特性(即能通過某一頻率範圍內的頻率分量、但將其他範圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器)。即信號與信道特性不匹配。
(1)調製的定義
調製:把消息信號搭載到載波的某個參數上
載波:某種高頻週期性震盪信號,如正弦波。受調載波稱爲已調信號,含有消息信號特徵。
解調:調製的逆過程,從已調信號中恢復消息信號
(2)調製目的
進行頻譜搬移,匹配信道特性,減小天線尺寸;
實現多路複用,提高信道利用率;
改善系統性能(有效性、可靠性);
實現頻率分配
(3)調製過程所涉及的三種信號
(4)調製分類
按調製信號m(t)的類型分:模擬調製和數字調製
按正弦載波的受調參量分:幅度調製、頻率調製、相位調製
按載波信號c(t)的類型分:連續波調製、脈衝調製
按已調信號的頻譜結構分:線性調製、非線性調製
本章研究的是模擬調製方式是以正弦信號作爲載波
幅度調製(線性調製):AM、DSB、SSB、VSB
相位調製(非線性調製):FM、PM
線性調製(幅度調製)原理
(1)一般模型
通過適當濾波器的選擇,可以得到各種幅度調製信號
注:從頻域表示式看出,只是將基帶信號頻譜進行簡單的搬移,而後再通過線性濾波器進行對頻譜進行線性濾波處理,故符合線性調製的定義
(2)常規調幅(AM)
注:所加的直流分量要足夠的大,防止產生過調幅現象。當A₀和|m(t)|max相等,稱作百分百調製
AM信號中已調信號的包絡和調製信號成正比。且AM已調信號是基帶信號帶寬的兩倍。
注:帶寬一定以Hz爲單位,且一定指的是正頻率部分。
AM信號的特點
AM信號的缺點----功率利用率低
(3)雙邊帶調製(DSB-SC)
由於常規調幅(AM)的載頻不攜帶信息,導致功率利用率比較低。所以就有了抑制載波的雙邊帶調製。
包絡與m(t)不成正比,且m(t)過零點出高頻載波相位有180°的跳變,已調信號帶寬和AM一樣還是基帶信號的兩倍。功率利用率高。
(4)單邊帶調製(SSB)
由於上下邊帶相互對稱,因此其實只要傳送一個邊帶就可以保證信息完整的傳送
(1)濾波法
先進行雙邊帶調製,再通過一個單邊帶濾波器
(2)相移法
SSB信號的特點
優點:
1.頻帶利用率高,其中傳輸帶寬僅爲AM和DSB的一半,在短波通信和多路在撥電話中佔有重要的地位。
2.低功耗特性,因爲不需要傳送載波和另一個邊帶而節省了功率。
缺點:
設備複雜,存在技術難點。且需要相干解調。
注:很難實現要求的濾波器(需要比較陡峭的頻率戒指特性),實際上在實現的時候通帶到阻帶之間會有一個過渡帶,故過渡帶一般要小於上邊帶和下邊帶之間的寬度
(5)殘留邊帶調製(VSB)----介於SSB和VSB之間的折中方案