第5章 模拟调制系统
例如，若经过滤波后的话音信号的最低频率为300Hz，则上下边带之间的频率间隔为600Hz，即允许过渡带为600Hz。在600Hz过渡带和不太高的载频情况下，滤波器不难实现；但当载频较高时，采用一级调制直接滤波的方法已不可能实现单边带调制。
? 可以采用多级（一般采用两级）DSB调制及边带滤波的方法，即先在较低的载频上进行DSB调制，目的是增大过渡带的归一化值，以利于滤波器的制作。再在要求的载频上进行第二次调制。
? 当调制信号中含有直流及低频分量时滤波法就不适用了。
?
?
相移法和SSB信号的时域表示
SSB 信号的时域表示式
m(t)?Amcos?mt 设单频调制信号为
?
载波为
c(t)?cos?ct 则DSB 信号的时域表示式为
sDSB(t)?Amcos?mtcos?ct 11?Amcos(?c??m)t?Amcos(?c??m)t
22
若保留上边带，则有
两式仅正负号不同
111sUSB(t)? Amcos(?C??m)t?Amcos?mcos?ct?Amsin?msin?ct22 2 若保留下边带，则有
111sLSB(t)? Amcos(?C??m)t?Amcos?mtcos?ct?Amsin?mtsin?ct22 2
将上两式合并：
11
sSSB(t)?2Amcos?mtcos?ct?2Amsin?mtsin?ct式中，“－”表示上边带信号，“+”表示下边带信号。
希尔伯特变换：上式中Am sin?mt可以看作是Am cos?mt 相移?/2 的结果。把这一相移过程称为希尔伯特变换，记为“ ^ ” ，则有
m m 这样，上式可以改写为
?s?t?Amsin?mtAco
11??tsin?tsSSB(t)?Amcos?mtcos?ct?Amcosmc2211??tsin?ts(t)?Acos?tcos?t?Acosmmcmmc SSB226
第5章 模拟调制系统
把上式推广到一般情况，则得到
1
1?(t)sin?ctsSSB(t)?m(t)cos?ct?m22式中， m?(t)是m(t)的希尔伯特变换
?(?)为?(t)的傅里叶变换M若M(?)是m(t)的傅里叶变换，则 m
式中
?(?)?M(?)???jsgn??M
上式中的[-jsgn?]可以看作是希尔伯特滤波器传递函数，即
?
?1,sgn?????1,??0??0?(?)/M(?)??jsgn?Hh(?)?M移相法SSB调制器方框图
?
优点：不需要滤波器具有陡峭的截止特性。 ? 缺点：宽带相移网络难用硬件实现。
SSB信号的解调
SSB信号的解调和DSB一样，不能采用简单的包络检波，因为SSB信号也是抑制载波的已调信号，它的包络不能直接反映调制信号的变化，所以仍需采用相干解调。
? SSB信号的性能
?
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第5章 模拟调制系统
SSB信号的实现比AM、DSB要复杂，但SSB调制方式在传输信息时，不仅可节省发射功率，而且它所占用的频带宽度比AM、DSB减少了一半。它目前已成为短波通信中一种重要的调制方式。
?
5.1.4 残留边带（VSB）调制
?
?
原理：残留边带调制是介于SSB与DSB之间的一种折中方式，它既克服了DSB信号占用频带宽的缺点，又解决了SSB信号实现中的困难。在这种调制方式中，不像SSB那样完全抑制DSB信号的一个边带，而是逐渐切割，使其残留—小部分，如下图所示： M???DSB??SSB ? ? ?
?
?VSB?fc0fc?sSSB?t?sDSB?t?m?t?
H?
载波c?t?
不过，这时图中滤波器的特性应按残留边带调制的要求来进行设计，而不再要求十分陡峭的截止特性，因而它比单边带滤波器容易制作。 ? 对残留边带滤波器特性的要求
调制方法：用滤波法实现残留边带调制的原理框图与滤波法SBB调制器相同。
????
1SVSB(?)?SDSB????H????[M(???c)?M???c)]H(?) 2
为了确定上式中残留边带滤波器传输特性H(?)应满足的条件，我们来分析一下接收端是如何从该信号中恢复原基带信号的。
由滤波法可知，残留边带信号的频谱为
?
VSB信号解调器方框图
sVSB?t??sp?t?LPFsd?t?8
c?t??2cos?ct第5章 模拟调制系统
图中
因为
sp?t??2sVSB(t)cos?ctsVSB(t)?SVSB???
cc
根据频域卷积定理可知，乘积sp(t)对应的频谱为
cos?t????????????????c???Sp?????SVSB(???c)?SVSB(???c)?
将
SVSB(?)?SDSB????H???代入 得到
Sp?????SVSB(???c)?SVSB(???c)?1Sp????[M(??2?c)?M?)]H(???c)2
1 ?[M(?)?M(??2?c)]H(???c) 2
式中M(? + 2?c)及M(? - 2?c)是搬移到+ 2?c 和 -2?c处的频谱，它们可以由解调器中的低通滤波器滤除。于是，低通滤波器的输出频谱为
显然，为了保证相干解调的输出无失真地恢复调制信号m(t)，上式中的传递函数必须满足：
1Sd(?)?M(?)?H(???c)?H(???c)?21Sd(?)?M(?)?H(???c)?H(???c)?2H(???)?H(???)?常数，???
ccH
式中，?H － 调制信号的截止角频率。 ? 上述条件的含义是：残留边带滤波器的特性H(?)在?c处必须具有互补对称（奇
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第5章 模拟调制系统
对称）特性, 相干解调时才能无失真地从残留边带信号中恢复所需的调制信号。
? 残留边带滤波器特性的两种形式
? 残留“ 部分上边带” 的滤波器特性：下图(a) ? 残留“ 部分下边带” 的滤波器特性 ：下图(b)
H???10.5(a)?? c ?? 10.5 (b)
0??
5.1.5 线性调制的一般模型
?
滤波法模型 在前几节的讨论基础上，可以归纳出滤波法线性调制的一般模型如下：m?t? ?h?t?sm?t?
cos?ct按照此模型得到的输出信号时域表示式为：
sm(t)?[m(t)cos?ct]?h(t)按照此模型得到的输出信号频域表示式为：
Sm(?)?1[M(???c)?M???c)]H(?)
2式中， H(?)?h(t)
只要适当选择H(?)，便可以得到各种幅度调制信号。
?
移相法模型
s?[m(t)cos?t)
m(t)ct]?h(将上式展开，则可得到另一种形式的时域表示式，即
sm(t)?sI(t)cos?ct?sQ(t)sin?ct10