调制解调原理详细介绍

电子技术论坛14.6调制与解调调制与解调：所谓调制，就是用一个信号（原信号也称调制信号）去控制另一个信号（载波信号）的某个参量，从而产生已调制信号，解调则是相反的过程，即从已调制信号中恢复出原信号。根据所控制的信号参量的不同，调制可分为：调幅，使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。调频，使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变，而幅度保持不变的调制方式。调相，利用原始信号控制载波信号的相位。这三种调制方式的实质都是对原始信号进行频谱搬移，将信号的频谱搬移到所需要的较高频带上，从而满足信号传输的需要。电子技术论坛2调幅)(tf)(tytts0cos)(道信)(tfS调制信号载波信号已调信号fS(t)=f(t)cos0t其频谱为FS(j)=½{F[j(-0)]+F[j(+0)]}y(t)=f(t)cos0t由此可见，原始信号的频谱被搬移到了频率较高的载频附近，达到了调制的目的。电子技术论坛3解调本地载波信号已调信号y(t)=f(t)cos0t其频谱为G(j)=½F(j)+¼{F[j(-20)]+F[j(+20)]}此信号的频谱通过理想低通滤波器，可取出F(j)，从而恢复原信号f(t)。)(tf)(tytts0cos)(cc20)(tg]2cos)()([cos)()()()()()(021022ttftfttftstftstytg电子技术论坛4双边带（DSB）AM抑制载波的AM最简单的调幅方案是利用带有信息的信号即调制信号对载波进行调制。如图4-27所示。设f(t)为调制信号，s(t)为载波信号，已调信号其频谱为由此可见，原始信号的频谱被搬移到了频率较高的载频附近，达到了调制的目的。已调信号的频谱表明原信号的频谱中心位于上，且关于对称。它是一个带通信号。ttftstfty0cos)()()()()]}([)]([{)(0021jFjFjY电子技术论坛5双边带（DSB）AM)(tf)(tytts0cos)()(jF0BB)(jS000)(jY000乘法器调制信号的频谱已调信号的频谱载波信号的频谱电子技术论坛6双边带（DSB）AM(a)单极性信号(粗线)及已调信号(b)双极性信号(粗线)及已调信号可见，只有当调制信号f(t)的振幅总为正时，已调信号的包络才对应于原信号f(t)。电子技术论坛7双边带（DSB）AM发射载波的AM为了使已调信号的包络是跟随调制信号变化，必须将双极性信号变成单极性信号。其方法是在发送信号中加入一定强度的载波信号，如图4-29所示。于是发送的信号为上式中，对于全部t，A选择得足够大，有，其频谱为由上式可见，除了由于载波分量而在处形成两个冲激函数之外，这个频谱与抑制载波的AM的频谱相同。tA0costtfAty0cos)]([)()]()([)(00AjY)]}([)]([{0021jFjF电子技术论坛8双边带（DSB）AM)(jS000)(jY000)(tytts0cos)()(tfA)(jF0BB乘法器加法器调制信号的频谱已调信号的频谱载波信号的频谱电子技术论坛9AM信号的解调在接收端，可利用解调或检波来恢复出信号，下面讨论两种检波方案。同步解调同步解调就是用信号和已调信号混频，之后再进行低通滤波。下图是抑制载波AM解调的一种方案。t0cos电子技术论坛10AM信号的解调)(jG)(jF调制信号的频谱)(tf)(tytts0cos)(cc20)(tg)(jY000)(jS0000BB00202解调后信号的频谱已调信号的频谱载波信号的频谱)]}2([)]2([{)()(004121jFjFjFjG]2cos)()([cos)()(02102ttftfttftg电子技术论坛11AM信号解调的特点此信号的频谱通过理想低通滤波器，其截止频率，幅值为2，就可取出，把高频分量滤除，从而恢复原信号。由图可见，接收端与发送端的载波信号是同频率同相位的。它要求调制器与解调器的载波信号准确同步。下图是发射载波AM的解调方案。BC)(jF)(tf电子技术论坛12AM信号的解调异步解调RC低通滤波器检波器)(ty)(tf已调信号检波器解调后的信号检波器输出电子技术论坛13AM信号的解调已调信号如图(a)所示，其中，粗线是检波器输出波形，低通滤波器再对检波器输出进行平滑处理，以恢复原信号波形，如图(b)所示。电子技术论坛14频率多路复用调制多路复用信号t1cos)(1jF01B1B)(2jF02B2B)(3jF03B3Bt2cost3cos)(1jY011)(2jY022)(3jY033电子技术论坛15频率多路复用解调)(jY0123滤波器带通滤波器带通)(1jF01B1B)(2jF02B2B)(3jF03B3B滤波器带通t1cost2cost3cos滤波器低通滤波器低通滤波器低通多路复用信号电子技术论坛16时分复用时分复用指在一个信道上同时传输多路信号。时分复用系统的各个信号占据信道不同的时间段。时分复用的理论依据是抽样定理。实际传送的信号并非冲激抽样，可以占据一段时间。图中仅以两路信号复用为例t信号2信号1图4-35时分复用示意图电子技术论坛17单边带（SSB）AM)(tf)(tyt0cos)sgn(j变换器Hilbertt0sin)(1ty)(2ty)(jF0BB)(1jY000)(2jY000)(jY000SSBAM信号的产生电子技术论坛18单边带（SSB）AM)(jG调制信号的频谱)(tf)(tytts0cos)(cc20)(tg)(jS000)(jF0BB)(jY00000202BB解调后信号的频谱SSB信号的频谱载波信号的频谱