第5章 模拟调制系统
式中 sI(t)?hI(t)?m(t)hI(t)?h(t)cos?ct
sQ(t)?hQ(t)?m(t)hQ(t)?h(t)sin?ct
上式表明，sm(t)可等效为两个互为正交调制分量的合成。
由此可以得到移相法线性调制的一般模型如下：
mIcQc
它同样适用于所有线性调制。
s(t)?s(t)cos?t?s(t)sin?tHI???sI?t?
?cos?tcm?t???/2HQ???sQ?t??sm?t?
?
?
?5.1.6 相干解调与包络检波
相干解调
?
相干解调器的一般模型
?
sm?t??sp?t?LPFsd?t?c?t??cos?ct相干解调器原理：为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波（称为相干载波），它与接收的已调信号相乘后，经低通滤波器取出低频分量，即可得到原始的基带调制信号。
? 相干解调器性能分析
已调信号的一般表达式为
sm(t)?sI(t)cos?ct?sQ(t)sin?ct11
第5章 模拟调制系统
与同频同相的相干载波c(t)相乘后，得
spt?sm(t)cos?ct
11
?sI(t)?sI(t)cos2?ct
22
经低通滤波器后，得到
??1?sQ(t)sin2?ct2
因为sI(t)是m(t)通过一个全通滤波器HI (?) 后的结果，故上式中的sd(t)就是解调输出，即
?
1sd?t??sI(t)21sd?t??sI(t)?m?t?2包络检波
? ?
适用条件：AM 信号，且要求|m(t)|max ? A0 ， 包络检波器结构：
通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成。例如，
AM信号DRCA0?m?t?
?
性能分析
设输入信号是 sAM(t)?[A0?m(t)]cos?ct 选择RC 满足如下关系 fH??1/RC??fc 式中fH － 调制信号的最高频率
在大信号检波时（一般大于0.5 V ），二极管处于受控的开关状态，检波器的输出为
sd?t??A0?m(t)
?
隔去直流后即可得到原信号m(t) 。
5.2 线性调制系统的抗噪声性能
?
5.2.1 分析模型
sm?t??n?t?带通滤波器sm?t?ni?t?解调器mo?t?no?t? 12
第5章 模拟调制系统
图中 sm (t) － 已调信号 n(t) － 信道加性高斯白噪声 ni (t) － 带通滤波后的噪声 m(t) － 输出有用信号 no(t) － 输出噪声
噪声分析
ni(t)为平稳窄带高斯噪声，它的表示式为
ni(t)?nc(t)cos?0t?ns(t)sin?0t
或 ni(t)?V(t)cos[?0t??(t)]?
由于
ni2(t)?nc2(t)?ns2(t)?Ni 式中 Ni － 解调器输入噪声的平均功率
设白噪声的单边功率谱密度为n0，带通滤波器是高度为1、带宽为B的理想矩形函数，则解调器的输入噪声功率为
?
Ni?n0B解调器输出信噪比定义
2So解调器输出有用信号的平均功率mo(t)??2No解调器输出噪声的平均功率no(t)
输出信噪比反映了解调器的抗噪声性能。显然，输出信噪比越大越好。 ? 制度增益定义： S/NG?00 Si/Ni 用G便于比较同类调制系统采用不同解调器时的性能。 G 也反映了这种调制制度的优劣。 式中输入信噪比Si /Ni 的定义是：
?
?
2Si解调器输入已调信号的平均功率sm(t)??Ni解调器输入噪声的平均功率ni2(t)5.2.2 DSB调制系统的性能
DSB 相干解调抗噪声性能分析模型
s(t) sm(t) BPF mLPF ni(t)
cos?ct n(t) mo(t) no(t) 13
第5章 模拟调制系统
由于是线性系统，所以可以分别计算解调器输出的信号功率和噪声功率。 ? 噪声功率计算
设解调器输入信号为 sm(t)?m(t)cos?ct
与相干载波cos?ct 相乘后，得
m(t)cos2?ct?
经低通滤波器后，输出信号为 m11m(t)?m(t)cos2?ct22
1m(t)o(t)?2 因此，解调器输出端的有用信号功率为
12So?m(t)?m(t)42o解调器输入端的窄带噪声可表示为
ni(t)cos?ct??nc(t)cos?ct?ns(t)sin?ct?cos?ct
经低通滤波器后，解调器最终的输出噪声为
?11nc(t)?[nc(t)cos2?ct?ns(t)sin2?ct]22
它与相干载波相乘后，得
ni(t)? nc(t)cos?ct?ns(t)sin?ct
故输出噪声功率为
1no(t)?nc(t)2
或写成
?
12No?n(t)?nc(t)42o1211No?ni(t)?Ni?n0B4442Si?sm(t)??m(t)cos?ct??2信号功率计算
解调器输入信号平均功率为
?
12m(t)2 信噪比计算
?
输入信噪比
12m(t)Si?2Nin0B 14
第5章 模拟调制系统
?
输出信噪比
12m(t)So4m2(t)??1Non0BNi4
?
制度增益
GDSB
由此可见，DSB调制系统的制度增益为2。也就是说，DSB信号的解调器使信噪比改善一倍。这是因为采用相干解调，使输入噪声中的正交分量被消除的缘故。
?
So/No??2Si/NiSSB调制系统的性能
?
噪声功率
?
11No?Ni?n0B44
这里，B = fH 为SSB 信号的带通滤波器的带宽。 信号功率 SSB 信号 11sm(t)??(t)sin?ctm(t)cos?ct?m22
与相干载波相乘后，再经低通滤波可得解调器输出信号
1mo(t)?m(t)4
因此，输出信号平均功率
12So?m(t)?m(t)162o
输入信号平均功率为 12 Si?sm(t)?[m(t)cos?ct 4
1112 ?(t)]?[m2(t)?m?(t)sin?ct]2?m422?(t)与m(t)的幅度相同，所以具有相同的平均功率，故上式因m12Si?m(t)415