调制与解调基本原理授课PPT(精)

《电子电路的分析与应用》课程教学资源建设建设院校：主要参与企业：金华职业技术学院金华市灵声电子有限公司浙江省东晶电子有限公司杭州康芯电子有限公司核心知识篇应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院学习任务布置1．理解基本概念、查询其定义及计算公式•调制的概念与分类•以DSB与SSB为重点的线性调制系统数学模型•线性调制解调信噪比与性能分析•调频、调相及相互关系•窄带调角和宽带FM的构成、参量与关系•调角系统解调及抗噪声性能分析2．分析各类调制解调电路3．测试调制解调电路基本参数应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院教学过程设计教学过程设计教学环节教学内容教学环境、教学方法、资源时间1下达学习任务书课后1天2图片、动画、视频展示课后3应用电路展示课后4应用产品展示课后5调制解调电路基础知识（类型、指标参数、检测、应用）课内3学时120分钟6例题、作业、调制解调电路单元卡片课后2天7技能操作练习实践课2小时课后小结专业与班级为团体、分小组学习应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院学生学习参考资源列表学习参考图片1.放大电路类型图片;3.放大电路产品图片;3放大电路应用系统图片与参考文献学习参考网站1．深圳市创明达电子科技有限公司3.综合电子论坛3．电子开发网4．电子天下5．．应用电子网7．中国电子制作8.=2220&cid=37电子DIY9.各校精品课程网站应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院学生学习参考资源列表学习参考书1.邓木生、周红兵，模拟电子电路分析与应用，高等教育出版社，2008年11月出版。3.吴志荣，电子技术与实践，高等教育出版社，2008年11月出版。3.余红娟，电子技术基本技术技能，人民邮电出版社，4.余红娟，电子电路分析与调试，人民邮电出版社，5.胡宴如主编《模拟电子技术》，高等教育出版社，2000年出版。学习资料1.调制解调基本原理3.三极管、集成运算放大器件手册与产品说明书动画与视频1.调制解调电路内部工作机理2.基本操作技能演示习题与试题1.例题2.作业应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院目录3.1幅度调制的原理3.2线性调制系统的抗操声性能3.3角度调制（非线性调制）的原理及抗噪声性能3.4各种模拟调制系统的比较教师授课3学时:调制与解调基本原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院调制的定义：是按原始电信号的变化规律去改变载波某些参量的过程。调制的方式：模拟调制和数字调制；正弦波和脉冲调制。调制的目的：进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而提高系统信息传输的有效性和可靠性。模拟调制的种类：AM、DSB-SC、SSB、VSB、FM和PM。教师授课3学时:调制与解调基本原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院3.1幅度调制的原理3.1.1幅度调制的一般模型定义：用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。h(t)tccos)(tm)(tsm×图3-1幅度调制器的一般模型)(*]cos)([)(thttmtscm)()]()([21)(HMMSccm应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院3.1.2常规双边带调幅（AM）1.AM信号的表达式、频谱及带宽若假设滤波器为全通网络：为了保证包络检波时不发生失真，必须满足tccos)(tm)(tsAM×图3-2AM调制器模型＋0A)(cos)()(cos)(cos)]([)(00ttmtAttmAtscccAM)]()([21)]()([)(0ccccAMMMAS0)(0tmAmax0)(tmA3.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院1)(tsAM)(tm)(0tmA000ttt0ttccos)(M1/20A)(AMS0AccHH00H2AM信号是带有载波的双边带信号，它的带宽为基带信号带宽的两倍，即HmAMfBB223.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院3.AM信号的功率分配及调制效率已调信号功率为：调制效率：显然，AM信号的调制效率总是小于1。例题ttmAttmtAttmAtsPccccAMAM20222202202cos)(2cos)(coscos)]([)(scAMPPtmAP2)(2220)()(2202tmAtmPPAMsAM3.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院3.AM信号的解调调制的逆过程叫做解调。AM信号的解调方法有两种：相干解调和包络检波解调。（1）相干解调用一个低通滤波器，就无失真的恢复出原始的调制信号：LPF图3-4相干解调原理框图xtccos)(tsAM)(tmottmAtmAttmAttscccAM2)]([21)]([21)]([)(0020coscoscos)]([21)(0tmAtmo3.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院（2）包络检波法电路由二极管D、电阻R和电容C组成。RC满足条件：这时，包络检波器的输出与输入信号的包络十分相近，即：HcRC11)()(0tmAtmoDRC载波包络电容器两端电压载波3.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院3.1.3抑制载波的双边带调幅（DSB-SC）1.DSB信号的表达式、频谱及带宽tccos)(tm)(tsDSB×图3-7DSB调制器模型ttmtscDSBcos)()()]()([21)(ccDSBMMS)(tsDSB)(tm00t0ttccost载波反向点1)(M1/2)(DSBSccHH00H23.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院DSB信号不能进行包络检波，需采用相干解调；除不含有载频分量离散谱外，DSB信号的频谱由上下对称的两个边带组成。故DSB信号是不带载波的双边带信号，它的带宽为基带信号带宽的两倍。3.DSB信号的功率分配及调制效率显然，DSB信号的调制效率为100%。HmAMDSBfBBB22msDSBPtmPP21)(2123.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院3.DSB信号的解调DSB信号只能采用相干解调，则乘法器输出为：经低通滤波器滤除高次项，得ttmtmttmttscccDSB2)(21)(21)()(2coscoscos)(21)(tmtmo3.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院3.1.4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。1.SSB信号的产生（1）滤波法tccos)(tm)(tsSSB×图3-9SSB信号的滤波法产生)(SSBH3.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院1)(M1/2)(USBSccHH001/2)(LSBScc0上边带上边带下边带下边带cccc0011)(HH)(LH（a）（b）3.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院（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；ttmttmtsccSSBsin)(21cos)(21)(图3-12相移法形成SSB信号的模型)(21tm)(tsSSB×2/×)(hH)(ˆ21tmttmccos)(21ttmccos)(ˆ21tccostcsin)(ˆtm)(tm是的希尔伯特变换。3.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院3.SSB信号带宽、功率和调制效率3.SSB信号的解调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，HmDSBSSBfBBB21)(41212tmPPDSBSSBLPF图3-13SSB信号的相干解调xtccos)(tsSSB)(tmo)(tsp3.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院乘法器输出为：经低通滤波后的解调输出为ttmttmtmtttmttmtttmttmttstscccccccccSSBp2sin)(412cos)(41)(41sincos)(ˆ21cos)(21cos]sin)(cos)([21cos)()(2)(41)(tmtmo3.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院3.1.5残留边带调制（VSB）1.残留边带信号的产生残留边带调制是介于单边带调制与双边带调制之间的一种调制方式，它既克服了DSB信号占用频带宽的问题，又解决了单边带滤波器不易实现的难题。在残留边带调制中，除了传送一个边带外，还保留了另外一个边带的一部分。3.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院tccos)(tm)(tsVSB×图3-14VSB信号的滤波法产生)(VSBH)(tsDSBHcVSBcVSBHH常数，)()()(VSBH)(VSBHcc01（a）cc010.50.5（b）图3-15残留边带滤波器特性)()]()([21VSBccVSBHMMS3.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院3.残留边带信号的解调LPF图3-16VSB信号的相干解调xtccos)(tsVSB)(tmo)(tsp)]()([21)(cVSBcVSBpSSS)]()2()[(41)(MMHSccVSBp)]2()()[(41ccVSBMMH)]()()[(41)(cVSBcVSBoHHMM3.1幅度调制的原理应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院3.2线性调制系统的抗操声性能本节将要研究的问题是，信道存在加性高斯白噪声时各种线性系统的抗噪性能。3.3.1通信系统抗噪性能分析模型BPF＋解调器)(tsm)(tn)(tsm)(tni)(tno)(tmo应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院为窄带高斯噪声，可以表示为：其功率为：)(tniBnNi00f01)(fH0ffB图3-18带通滤波器传输特性ttnttntnsci00sin)(cos)()(iiscNtntntn)()()(2223.2线性调制系统的抗操声性能应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院输出信噪比定义为输入信噪比人们常用信噪比增益作为不同调制方式下解调器抗噪性能的度量。它可以定义为：iiooNSNSG//)()(22tntmNSoooo＝功率解调器输出噪声的平均平均功率解调器输出有用信号的)()(22tntsNSimii＝功率解调器输入噪声的平均平均功率解调器输入已调信号的3.2线性调制系统的抗操声性能应用电子技术专业教学资源建设金华职业技术学院3.3.2线性调制相干解调的抗噪声性能1.DSB调制系统的性能（1）输出信号的功率BPF＋)(tsm)(tn)(tsm)(tni)(tno)(tmo×LPFtccos相干解调器ttmtscmcos)()(t