发布时间 : 星期六 文章模拟调制技术性能比较分析解析更新完毕开始阅读9fdfce686ad97f192279168884868762cbaebb1b
式中，为调制信号带宽，为调制信号的最高频率。 2. DSB信号的功率分配及调制效率
由于不再含有载波成分，DSB信号的功率就等于边带功率，是调制信号功率 的一半，即
式中，为边带功率，
为调制信号功率。显然，DSB信号的调制效率为100%。
3. DSB信号的解调
DSB信号只能采用相干解调，其模型与AM信号相干解调时完全相同，如图4所示。此时，乘法器输出
经低通滤波器滤除高次项，得
即无失真地恢复出原始电信号。
抑制载波的双边带幅度调制的好处是，节省了载波发射功率，调制效率高；调制电路简单，仅用一个乘法器就可实现。缺点是占用频带宽度比较宽，为基带信号的2倍。
（3）单边带调制（SSB）
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）。
1. SSB信号的产生
产生SSB信号的方法很多，其中最基本的方法
有滤波法和相移法。
（1）用滤波法形成SSB信号
用滤波法实现单边带调制的原理图如图7所示，图中的为单边带滤波器。产生SSB信号最直观方法的是，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
。 SSB信号的频谱可表示为
用滤波法形成SSB信号，原理框图简洁、直观，但存在的一个重要问题即单边带滤波器不易制作。理想特性的滤波器是不可能做到的，实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带。滤波器的实现难度与过渡带相对于载频的归一化值有关，过渡带的归一化值愈小，分割上、下边带就愈难实现。而一般调制信号都具有丰富的低频成分，经过调制后得到的DSB信号的上、下边带之间的间隔很窄，要想通过一个边带而滤除另一个，要求单边带滤波器在附近具有陡峭的截止特性（即很小的过渡
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带），这就使得滤波器的设计与制作很困难，有时甚至难以实现。为此，实际中往往采用多级调制的办法，目的在于降低每一级的过渡带归一化值，减小实现难度。
（2）用相移法形成SSB信号 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，称是的希尔伯特变换。
根据上式可得到用相移法形成SSB信号的一般模型，如图8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。 相移法形成SSB信号的困难在于宽带相移网络的制作，该网络要对调制信号的所有频率分量严格相移，这一点即使近似达到也是困难的。
2. SSB信号的带宽、功率和调制效率
从SSB信号调制原理图中可以清楚地看出，SSB信号的频谱是DSB信号频谱的一个边带，其带宽为DSB信号的一半，与基带信号带宽相同，即
式中，为调制信号带宽，为调制信号的最高频率。
由于仅包含一个边带，因此SSB信号的功率为DSB信号的一半，即
显然，因SSB信号不含有载波成分，单边带幅度调制的效率也为100%。
3. 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，如图9所示。
此时，乘法器输出
经低通滤波后的解调输出为
从而可得到无失真的调制信号。
综上所述，单边带幅度调制的好处是，节省了载波发射功率，调制效率高；频带宽度只有双边带的一半，频带利用率提高一倍。缺点是单边带滤波器实现难度大。
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三、MATLAB程序仿真与分析
1、AM调制
给定单音信号m(t)?2cos2?t，载波s(t)?Acos20?t，A取2，解调时，加入经接
收端带通滤波后，功率为0.1的窄带高斯白噪声，AM解调时要用相干解调与包络检波，包络检波时：取R=50Ω，C分别为2μF，20μF和0.2μF。其MATLAB程序见附录①（包络检波子程序见附录②），其仿真结果如图10和图11：
A.单音信号波形21幅度幅度B.单音信号频谱400300幅度C.加噪声后的AM已调信号波形1050-5幅度D.加噪声后的AM已调信号频谱10000-1-2-2-10t/s12200100000.20.40.60.81500-10-2-1E.载波信号波形5002幅度幅度w/(rad*s-1)F.载波信号频谱400幅度0t/s1200123G.加噪声后的AM相干解调信号波形151050幅度w/(rad*s-1)H.加噪声后的AM相干解调信号频谱10003002001000-200.51t/s1.52500000.20.40.60.81-5-2-1w/(rad*s-1)J.AM已调信号频谱100021幅度幅度0t/s1200123I.AM已调信号波形105幅度K.加噪声后的AM解调信号通过低通滤波器后的波形300200幅度w/(rad*s-1)L.加噪声后的AM解调信号通过低通滤波器后的频谱0-5-10-2-10t/s125000-11000000.20.40.60.81-2-2-1w/(rad*s-1)0t/s12024w/(rad*s-1)68
图 10 AM调制与相干解调过程信号波形频谱图
从图10的A图、E图和I图可看出，在波形上，已调信号的幅度随基带信号的规律呈正比地变化；由B图、F图和J图可看出，在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移，若调制信号频率为ω，载波频率ωc，调制后信号频率搬移至ω±ωc处；从D图和H图，可看出解调时的频谱亦是在频域内的简单搬移。因此，可验证，AM调制是
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线性调制。
从I图和C图、J图和D图可以得出加入噪声是小噪声信号，因为其波形和频谱几乎不变。从A图和K图可以看出，经调制解调的单音信号波形与原波形比较虽存在一定的失真，但整体上还是基本满足原信号特征的。
A.包络检波后的AM信号波形（其中R=50，C=2*10-5）10幅度50-2-1.5-1-0.50t/s0.511.52B.包络检波后的AM信号波形（其中R=50，C=2*10-6）1050-2幅度-1.5-1-0.50t/s0.511.52C.包络检波后的AM信号波形（其中R=50，C=2*10-7）1050-2幅度-1.5-1-0.50t/s0.511.52D.包络检波后的AM信号波形（其中R=50，C=6*10-3）4幅度20-2-1.5-1-0.50t/s0.511.52
图11 AM包络检波
由前面的原理分析可知，包络检波时要合理选择RC的参数，使其满足关系式
，防止拖尾。对于给定的参数，经计算可发现不满足条件，其仿真结果如
图11的A图、B图、和C图所示，出现了严重失真。根据计算，选取一个比较符合条件的参数，其仿真结果如图11的D图所示。
2、DSB调制
给定单音信号m(t)?2cos2?t，载波s(t)?Acos20?t，A取1，解调时，加入经接
收端带通滤波后，功率为0.1的窄带高斯白噪声。其MATLAB程序见附录③，其仿真结果如下：
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