第四章第2讲 1
4.6 4.6 调制与解调调制与解调 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，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。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：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。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。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。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。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。
第四章第2讲 2
调 幅调 幅
)(tf )(ty
tts 0cos)(
道信)(tfS
调制信号调制信号调制信号调制信号
载波信号载波信号载波信号载波信号
已调信号已调信号 ffSS ((tt)= )= ff ((tt)cos)cos00tt已调信号已调信号 ffSS ((tt)= )= ff ((tt)cos)cos00tt
其频谱为其频谱为 FFSS(j(j)=½{)=½{FF[j([j(- - 00)]+)]+FF[j([j(+ + 00)]})]}
其频谱为其频谱为 FFSS(j(j)=½{)=½{FF[j([j(- - 00)]+)]+FF[j([j(+ + 00)]})]}
y(y(tt)= )= ff ((tt)cos)cos00tty(y(tt)= )= ff ((tt)cos)cos00tt
由此可见，原始信号的频谱被搬移到了由此可见，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。频率较高的载频附近，达到了调制的目的。
第四章第2讲 3
解 调解 调
本地载波信号本地载波信号本地载波信号本地载波信号
已调信号已调信号 yy ((tt)= )= ff ((tt)cos)cos00tt已调信号已调信号 yy ((tt)= )= ff ((tt)cos)cos00tt
其频谱为其频谱为 GG(j(j)=½)=½FF(j(j)+¼{)+¼{FF[j([j(-2-200)]+)]+FF[j([j(+2+200)]})]}
其频谱为其频谱为 GG(j(j)=½)=½FF(j(j)+¼{)+¼{FF[j([j(-2-200)]+)]+FF[j([j(+2+200)]})]}
此信号的频谱通过理想低通滤波器，此信号的频谱通过理想低通滤波器，可取出可取出 FF(j(j)) ，从而恢复原信号，从而恢复原信号 ff ((tt)) 。。
)(tf)(ty
tts 0cos)(
cc
2
0
)(tg
]2cos)()([cos)(
)()()()()(
021
02
2
ttftfttf
tstftstytg
第四章第2讲 4
双边带（双边带（ DSBDSB ）） AMAM
抑制载波的抑制载波的 AM AM 最简单的调幅方案是利用带有信息的信号即调制信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。如图号对载波进行调制。如图 4-274-27 所示。 所示。 设设 ff(t)(t) 为调制信号，为调制信号， s(t)s(t) 为载波信号，已调信号为载波信号，已调信号
其频谱为 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。 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。关于对称。它是一个带通信号。
ttftstfty 0cos)()()()(
)]}([)]([{)( 0021 jFjFjY
第四章第2讲 5
双边带（双边带（ DSBDSB ）） AMAM
)(tf )(ty
tts 0cos)(
)( jF
0B B
)( jS
00 0
)( jY
00 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
第四章第2讲 6
双边带（双边带（ DSBDSB ）） AMAM
(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，只有当调制信号可见，只有当调制信号 ff((tt)) 的振幅总为正时，的振幅总为正时，已调信号的包络才对应于原信号已调信号的包络才对应于原信号 ff((tt)) 。。
第四章第2讲 7
双边带（双边带（ DSBDSB ）） AMAM
发射载波的发射载波的 AM AM 为了使已调信号的包络是跟随调制信号变化，必须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 ，如图号中加入一定强度的载波信号 ，如图 4-294-29 所所示。于是发送的信号为示。于是发送的信号为
上式中，对于全部上式中，对于全部 tt ，， AA 选择得足够大，有，其频选择得足够大，有，其频谱为谱为
由上式可见，除了由于载波分量而在处形成两个冲由上式可见，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激函数之外，这个频谱与抑制载波的 AMAM 的频谱相的频谱相同。 同。
tA 0cos
ttfAty 0cos)]([)(
)]()([)( 00 AjY
)]}([)]([{ 0021 jFjF
第四章第2讲 8
双边带（双边带（ DSBDSB ）） AMAM
)( jS
00 0
)( jY
00 0
)(ty
tts 0cos)(
)(tf
A
)( jF
0B 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
第四章第2讲 9
AMAM 信号的解调信号的解调
在接收端，可利用解调或检波来恢复出信号，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。下面讨论两种检波方案。
同步解调同步解调 同步解调就是用 信号和已调信号同步解调就是用 信号和已调信号
混频，之后再进行低通滤波。下图是抑制载波混频，之后再进行低通滤波。下图是抑制载波AMAM 解调的一种方案。解调的一种方案。
t0cos
第四章第2讲 10
AMAM 信号的解调 信号的解调 )( jG
)( jF
调制信号的频谱
)(tf)(ty
tts 0cos)(
cc
2
0
)(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([{
)()(
0041
21
jFjF
jFjG
]2cos)()([
cos)()(
021
02
ttftf
ttftg
第四章第2讲 11
AMAM 信号解调的特点 信号解调的特点 此信号的频谱通过理想低通滤波器，其截止频此信号的频谱通过理想低通滤波器，其截止频
率 ，幅值为率 ，幅值为 22 ，就可取出 ，就可取出 ，把高频分量滤除，从而恢复原信号 。，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率同相位的。它要求调制器与解调器的载波信号准确同步。 号准确同步。
下图是发射载波下图是发射载波 AMAM 的解调方案。的解调方案。
BC )( jF)(tf
第四章第2讲 12
AMAM 信号的解调 信号的解调
异步解调 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
第四章第2讲 13
AMAM 信号的解调 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。
第四章第2讲 14
频率多路复用 频率多路复用 调制调制
多路复用信号
t1cos
)(1 jF
0
1B 1B
)(2 jF
0
2B 2B
)(3 jF
0
3B 3B
t2cos
t3cos
)(1 jY
01 1
)(2 jY
02 2
)(3 jY
03 3
第四章第2讲 15
频率多路复用 频率多路复用 解调解调
)( jY
0 1 2 3滤波器带通
滤波器带通
)(1 jF
0
1B 1B
)(2 jF
0
2B 2B
)(3 jF
0
3B 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
第四章第2讲 16
时分复用 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。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 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
第四章第2讲 17
单边带（单边带（ SSBSSB ）） AM AM
)(tf
)(ty
t0cos
)sgn(j
变换器Hilbert
t0sin
)(1 ty
)(2 ty
)( jF
0B B
)(1 jY
00 0
)(2 jY
0
00
)( jY
00 0
SSB AMSSB AM 信号的产生 信号的产生
第四章第2讲 18
单边带（单边带（ SSBSSB ）） AM AM )( jG
调制信号的频谱
)(tf)(ty
tts 0cos)(
cc
2
0
)(tg
)( jS
00 0
)( jF
0B B
)( jY
00 0
002 02BB
解调后信号的频谱
SSB 信号的频谱
载波信号的频谱
第四章第2讲 19
例 例 4.114.11 求 的信号通过图求 的信号通过图 ((a)a) 的系统后的输出的系统后的输出。系统中的理想带通滤波器的传输特性如图。系统中的理想带通滤波器的传输特性如图 ((b)b) 所所示，其相位特性 。示，其相位特性 。
)2(1
)( tSatf
0)(
理想带通)(tf
t1000cos
)(ty
)( jH
0
1
10001000
10019999991001
解：已知： )()( 2 CGtSaC
C
)()(2
1)2(
14
jFGtSa
)]1000()1000([
)]1000([)]1000([{)(
4441
21
1
GG
jFjFjF
ttftf 1000cos)()(1 设：
第四章第2讲 20
例 例 4.114.11
)]1000()1000([
)()()(
2241
1
GG
jFjHjY输出的频谱：
)()(1
2
GtSa
)]()([cos)( 21 FFttf由：
ttSaty 1000cos)(2
1)(
故系统的响应为
)( jH
0
1
10001000
10019999991001
)(1 jF
0
41
10001000
10029989981002
第四章第2讲 21下一节下一节下一节下一节
例 例 4.124.12 求 的信号通过图求 的信号通过图 ((a)a) 的系统的系统后的输出。系统中的理想带通滤波器的传输特性如后的输出。系统中的理想带通滤波器的传输特性如图图 ((b)b) 所示，其相位特性 。所示，其相位特性 。0)(
理想低通)(tf
t1000cos
)(ty
解：设：
输出的频谱：
ttSatf 1000cos)(1
)(
)( jH
0
1
1 1
)(1
)( tSatf
]2000cos)()([1000cos)()( 212
1 ttftfttftf
)]}2000([)]2000([{)()( 41
21
1 jFjFjFjF
)()( 2 CGtSaC
C 已知： )()()(1
2
jFGtSa
)()()()()( 221
21
1 GjFjFjHjY
故系统的响应为 )(2
1)( tSaty
第四章第2讲 22
思考题思考题
频率多路复用如何解调频率多路复用如何解调 ?? SSB AMSSB AM 信号的产生原理信号的产生原理 ??
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